Электроснабжение текстильного комбината

НИУ МЭИ

Кафедра электроснабжения промышленных предприятий

 

 

Расчётно-пояснительная записка 

к курсовому проекту на тему:

«Электроснабжение текстильного комбината»

 

 

 

 

 

 

 

Группа:Эл-06-09                                                                              

       Студент: Щукин С.С.

Руководитель: Вихров М.Е.

                                                     

                                                                           

 

 

 

 

 

 

Москва 2013 г.

 

 

 

 

Содержание

 

	Введение	3
	Задание на проект	4
1.	Определение расчетных нагрузок	5
1.1.	Общие положения	5
1.2.	Расчёт высоковольтной нагрузки	5
1.3.	Расчёт осветительной нагрузки	8
1.4.	Расчёт электрической нагрузки предприятия	10
2.	Компенсация реактивной мощности	12
3.	Определение центра электрических нагрузок	15
4.	Определение числа и мощности цеховых  ТП и ГПП	17
4.1.	Выбор цеховых трансформаторов	17
4.2.	Выбор местоположения и мощности трансформаторов  ГПП	20
5.	Выбор сети внешнего электроснабжения	22
5.1.	Выбор номинального напряжения	22
5.2.	Выбор сечения воздушных линий  высокого напряжения	22
6.	Расчет токов короткого замыкания  в установках выше 1 кВ	24
7.	Выбор сечения кабелей	28
7.1	Проверка выбранных сечение жил кабелей 6 кВ по термической стойкости к действию токов КЗ	31
8.	Выбор электрических аппаратов	33
8.1.	Выбор выключателей	33
8.2.	Выбор разъединителей	35
8.3.	Выбор предохранителей	35
8.4.	Выбор разрядников	35
	Список литературы	36

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Система электроснабжения предприятий, состоящая  из сетей до 1 кВ и выше, трансформаторных и преобразовательных подстанций, служит для обеспечения потребителей электрической  энергией в необходимом количестве и соответствующего качества.

Система электроснабжения должна удовлетворять  требованиям экономичности и  надёжности, безопасности и удобства эксплуатации, возможности индустриального  выполнения строительно-монтажных  работ. Не допустимы перерывы в электроснабжении, которые могут нанести ущерб, привести к авариям, связанным с  человеческими жертвами и выходом  из строя дорогостоящего оборудования.

Система электроснабжения должна быть гибкой, допускать рост мощности предприятий  при изменении производственных условий.

Основной  задачей, решаемой при проектировании системы электроснабжения, считается  оптимизация параметров схемы при  обеспечении бесперебойности электроснабжения за счёт правильного выбора напряжений, определения электрических нагрузок, рационального выбора числа и  мощности трансформаторов, конструкций  промышленных сетей, средств компенсации  реактивной мощности и регулирования  напряжения.

В курсовой работе рассматривается вопрос электроснабжения текстильного комбината.

По исходным данным был проведен расчет нагрузок от уровня цеховых подстанций до уровня главной понизительной подстанции. По результатам расчета с учетом требований к бесперебойности питания  был произведен выбор схем электроснабжения, выбраны трансформаторы  цеховых  ТП. Были произведены расчет кабельной  сети и выбор типа и сечения  питающих кабелей, расчет токов КЗ и  выбор защитно-коммутационной аппаратуры.

 

 

Задание на проект

Тема: Электроснабжение текстильного комбината

 

По данным генплана и таблицы выполнить  проект электроснабжения текстильного комбината. Расстояние от подстанции до завода 14 км.

                             Таблица 1 - Данные по курсовому проекту

№ п/п	Здание (сооружение)	Суммарная установленная мощность, кВт
1	Склад хлопка и льна	310
2	Склад синтетики	270
3	Анализ сырья	40
4	Прядильный цех №4	1710
5	Прядильный цех №5	2100
6	Мастерская ламп	90
7	Корпус "Утка"	1750
8	Инженерный центр	370
9	Газостанция	40
10	Насосная промстоков	30
11	Пожарное депо	210
12	Корпус сновальный	780
13	Маслосклад	130
14	Красильный цех	3510
15	Прядильный цех №1	1510
16	Крутильный цех	1320
17	Электроремонтный цех	340,
18	Станция обесслоливания	80
19	Прядильный цех №2	1420
20	Насосная станция	280
21	Прядильный цех№3	3100
22	Механический цех	2500
23	Компрессорная станция	760
24	Административный корпус	670
20	Насосная станция СД 6 кВ	4000

 

 

1 Определение расчетных нагрузок

1.1 Общие положения

Для определения  расчётной мощности низковольтной  нагрузки используем метод коэффициента спроса.

                                                                   (1.1)

 ,       (1.2)

где  – суммарная установленная мощность всех приемников низкого                   напряжения, принимаемая по исходным данным для каждого цеха;

       – средний коэффициент спроса, принимаемый по справочным данным;

       – соответствует характерному для приемников данного цеха                    средневзвешенному значению коэффициента мощности

Результаты представлены в таблице 2

1.2 Расчёт высоковольтной нагрузки

Высоковольтная  нагрузка предприятия вычисляется  по методу коэффициента спроса.

         (1.3)

Для синхронных двигателей находится не реактивная нагрузка, а максимальная реактивная мощность, которую СД может генерировать. Значения реактивной мощности, получаемой от СД, зависят от его загрузки активной мощностью и относительного напряжения на зажимах двигателя:

 ,         (1.4)

где   – суммарная установленная мощность группы СД;

, – номинальные данные СД (коэффициент реактивной мощности и КПД);

 – коэффициент наибольшей  допустимой нагрузки СД по реактивной мощности.

 Определим  активную и реактивную мощность расчетной высоковольтной нагрузки для компрессорной, где установлены СД.

Примем  электродвигатели СДН-15-39-10 на 6кВ.

Коэффициент мощности

Установленные мощности   

Для СД, работающих с «опережающим»  коэффициентом  мощности, величина берётся со знаком “минус“.

Результаты  расчета представлены в таблице 2.

 

 

 

Таблица 2 – Расчетные нагрузки

	Номер цеха	Здание (сооружение)	Pном, кВт	cos φ	tg φ	Qном, квар	Sном, кВА	Kc	Pp, кВт	Qp, квар	Sp, кВА	Кат
до 1 кВ	1	Склад хлопка и льна	310,00	0,60	1,33	413,33	516,67	0,30	93,00	124,00	155,0	3
	2	Склад синтетики	270,00	0,60	1,33	360,00	450,00	0,30	81,00	108,00	135,0	3
	3	Анализ сырья	40,00	0,65	1,17	46,77	61,54	0,45	18,00	21,04	27,7	2
	4	Прядильный цех №4	1710,00	0,70	1,02	1744,55	2442,86	0,65	1111,50	1133,96	1587,9	2
	5	Прядильный цех №5	2100,00	0,70	1,02	2142,43	3000,00	0,65	1365,00	1392,58	1950,0	2
	6	Мастерская ламп	90,00	0,70	1,02	91,82	128,57	0,40	36,00	36,73	51,4	2
	7	Корпус "Утка"	1750,00	0,70	1,02	1785,36	2500,00	0,60	1050,00	1071,21	1500,0	2
	8	Инженерный центр	370,00	0,75	0,88	326,31	493,33	0,50	185,00	163,15	246,7	1
	9	Газостанция	40,00	0,70	1,02	40,81	57,14	0,60	24,00	24,48	34,3	1
	10	Насосная промстоков	30,00	0,70	1,02	30,61	42,86	0,40	12,00	12,24	17,1	1
	11	Пожарное депо	210,00	0,75	0,88	185,20	280,00	0,50	105,00	92,60	140,0	1
	12	Корпус сновальный	780,00	0,70	1,02	795,76	1114,29	0,60	468,00	477,46	668,6	2
	13	Маслосклад	130,00	0,70	1,02	132,63	185,71	0,40	52,00	53,05	74,3	3
	14	Красильный цех	3510,00	0,75	0,88	3095,53	4680,00	0,40	1404,00	1238,21	1872,0	2
	15	Прядильный цех №1	1510,00	0,70	1,02	1540,51	2157,14	0,65	981,50	1001,33	1402,1	2
	16	Крутильный цех	1320,00	0,80	0,75	990,00	1650,00	0,60	792,00	594,00	990,0	2
	17	Электроремонтный цех	340,00	0,75	0,88	299,85	453,33	0,50	170,00	149,93	226,7	2
	18	Станция обесслоливания	80,00	0,70	1,02	81,62	114,29	0,55	44,00	44,89	62,9	1
	19	Прядильный цех №2	1420,00	0,70	1,02	1448,69	2028,57	0,65	923,00	941,65	1318,6	2
	20	Насосная станция	280,00	0,75	0,88	246,94	373,33	0,50	140,00	123,47	186,7	1
	21	Прядильный цех№3	3100,00	0,70	1,02	3162,63	4428,57	0,65	2015,00	2055,71	2878,6	2
	22	Механический цех	2500,00	0,70	1,02	2550,51	3571,43	0,60	1500,00	1530,31	2142,9	2
	23	Компрессорная станция	760,00	0,70	1,02	775,36	1085,71	0,60	456,00	465,21	651,4	1
	24	Административный корпус	670	0,70	1,02	683,54	957,14	0,45	301,50	307,59	430,7	1
6 кВ	20	Насосная станция  СД	4000,00	0,90	0,48	-	-	0,50	2000,00	-2900,00	3522,78	1

 

1.3 Расчёт осветительной нагрузки

Освещение цехов и улицы производим газоразрядными лампами 

Активная  расчётная нагрузка осветительных  приёмников цеха определяется по удельной нагрузке и коэффициенту спроса осветительной нагрузки:

          (1.5)

где

- удельная нагрузка осветительных приёмников;

- площадь пола цеха, определяемая  по генплану.

Реактивная мощность вычисляется по формуле:

        (1.6)

 Площадь пола цеха определяется по генплану.

Активную  расчётную нагрузку осветительных  приёмников территории завода определим аналогично по удельной нагрузке и коэффициенту спроса:

_,            (1.7)

Результаты представлены в таблице 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3 - Осветительная нагрузка предприятия

 

№ п/п	Здание (сооружение)	Fц, м2	p уд.о, кВт/м2	Рр.л, кВт	Qр.л, квар
1	Склад хлопка и льна	12144	0,012	145,73	36,07
2	Склад синтетики	16928	0,012	203,14	50,28
3	Анализ сырья	4016	0,009	36,14	8,95
4	Прядильный цех №4	3520	0,012	42,24	10,45
5	Прядильный цех №5	4928	0,012	59,14	14,64
6	Мастерская ламп	576	0,009	5,18	1,28
7	Корпус "Утка"	7392	0,01	73,92	18,30
8	Инженерный центр	576	0,011	6,34	1,57
9	Газостанция	1120	0,011	12,32	3,05
10	Насосная промстоков	1120	0,012	13,44	3,33
11	Пожарное депо	11504	0,01	115,04	28,47
12	Корпус сновальный	6384	0,01	63,84	15,80
13	Маслосклад	896	0,012	10,75	2,66
14	Красильный цех	7648	0,015	114,72	28,39
15	Прядильный цех №1	6384	0,01	63,84	15,80
16	Крутильный цех	2688	0,01	26,88	6,65
17	Электроремонтный цех	336	0,01	3,36	0,83
18	Станция обесслоливания	1968	0,01	19,68	4,87
19	Прядильный цех №2	3504	0,015	52,56	13,01
20	Насосная станция	6677	0,015	100,16	24,79
21	Прядильный цех№3	8256	0,012	99,07	24,52
22	Механический цех	19872	0,009	178,85	44,26
23	Компрессорная станция	2688	0,014	37,63	9,31
24	Административный корпус	14256	0,012	171,07	42,34
	Суммарно	145381,0	-	1655,0	409,6
	Освещение улицы завода	92219,0	0,00015	6,92	1,71

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4 Расчёт электрической нагрузки предприятия

Расчетные полную, активную и реактивную мощности завода без компенсации находят по расчетным активным и реактивным нагрузкам цехов с учетом потерь мощности в трансформаторах 3УР цеховых подстанций  и коэффициента разновременности максимумов силовой нагрузки .

        (1.8)

 _,     (1.9)

где

Суммарные расчетные  активные и реактивные нагрузки:

 

– силовые приемники до 1 кВ:

;       

– силовые приемники выше 1 кВ:

; 

– осветительные приемники:

   (1.10)

   (1.11)                   (1.12)

Суммарные потери активной и реактивной мощности в трансформаторах 3УР приближённо  принимаются равными соответственно 2 и 10 % полной трансформируемой мощности :

      (1.13)           

       (1.14)

Суммарные потери активной и реактивной мощности в цеховых сетях приближённо  принимаются равными соответственно 1,5 и 2 % от полной трансформируемой мощности :

        (1.15)

                (1.16)

   (1.17)

Значение  реактивной мощности , поступающей от питающей энергосистемы к шинам низшего напряжения ГПП, определяют исходя из условий задания на проект и вычисленной :

                 (1.18)

Расчётная нагрузка, по которой определяется мощность трансформаторов  ГПП:

      (1.19)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Компенсация реактивной мощности

 

Компенсировать  реактивную мощность буду в цехах № 4, 5, 14, 15,19, 21, 22 на стороне низкого напряжения (мощность компенсирующих устройств примерно 60% от расчетной реактивной мощности цеха) и на ГПП с помощью батарей конденсаторов. Оставшуюся мощность компенсирую синхронными двигателями в компрессорной.

_{Пример  выбора конденсаторных батарей покажу на 4-ом цехе.}

_{Реактивная  мощность цеха:}

_{Выбираю 2хУК-0,4-300УЗ.}

_{Мощность, компенсируемая в 4-ом цехе:}

 

_{Реактивная  мощность после компенсации:}

_{Общая мощность конденсаторных батарей в цехах}

_{Выбор конденсаторных батарей  в цехах сведен в таблице 4.}