Xreferat.com » Рефераты по физике » Электроснабжение промышленных предприятий

Электроснабжение промышленных предприятий

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Карагандинский Государственный технический университет


Кафедра ЭС иЭТ


Курсовой проект

по дисциплине: электроснабжение промышленных предприятий

тема: Электроснабжение промышленных предприятий


2005

Электроснабжение промышленных предприятийЗадание и исходные данные для курсового проекта


Для схемы электроснабжения предприятия (рисунок1.1) по исходным данным (таблица 1.1) определить:

По величине естественного коэффициента мощности Электроснабжение промышленных предприятий и средней мощности Электроснабжение промышленных предприятий рассчитать необходимое количество и выбрать тип конденсаторов или комплектной конденсаторной установки для компенсации реактивной мощности до значения Электроснабжение промышленных предприятий (на сборных шинах ГПП). При определении средней мощностиЭлектроснабжение промышленных предприятий принять годовое число использования максимальной нагрузки Электроснабжение промышленных предприятий, а число часов работы предприятия Электроснабжение промышленных предприятий. Расчетный максимум нагрузки Электроснабжение промышленных предприятий определить методом коэффициента спроса. Составить схему подключения конденсаторов к сети.

Определить величину оптимального напряжения для схемы внешнего электроснабжения. Расстояние от РП до ГПП равно Электроснабжение промышленных предприятий.Стандартное значение Электроснабжение промышленных предприятий принять ближайшее к нестандартному, определенному по формуле.

Определить мощность и выбрать трансформаторы 35(110)/6 кВ и Электроснабжение промышленных предприятий ГПП.

Выбрать провода воздушной линии внешнего электроснабжения и кабели для подключения ТП предприятия. Длина воздушной линии Электроснабжение промышленных предприятий, кабельной Электроснабжение промышленных предприятий.

Рассчитать токи к.з для точек схемы, назначенных на рис.1 и проверить оборудование ГПП по токам к.з. Мощность короткозамкнутой цепи Sк.з для шин 35 кВ равна 600 МВА, для шин 110 кВ-1200 МВА.

Рассчитать продольную дифференциальную защиту трансформаторов ГПП. Привести схему защиты.

Составить схему МТЗ с независимой от тока выдержкой времени и рассчитать уставки защиты.

Рассчитать заземление ГПП, приняв удельное сопротивление грунта с=2,5Электроснабжение промышленных предприятий104 ОмЭлектроснабжение промышленных предприятийсм.


Таблица 1.1 Исходные данные

Длины линий, км Данные для ГПП Приемники 380 В

Возду-шной Электроснабжение промышленных предприятий1

Кабель-ной

Электроснабжение промышленных предприятий2

групповая номинальная

мощность

Pн1, кВт

естест-

венный

cos Электроснабжение промышленных предприятий1

коэффи-

циент участия в максимуме Км1

групповая

номинальная

мощность

Pн2, кВт

естест-

венный

cos Электроснабжение промышленных предприятий2

коэффи-

циент участия

в максимуме

Км2

10 0,5 4400 0,86 0,9 700 0,75 0,78

Электроснабжение промышленных предприятий

Рисунок 1.1 Схема электроснабжения предприятия

Электроснабжение промышленных предприятийСодержание


Введение

1. Выбор конденсаторной установки

1.1 Расчет электрических нагрузок

1.2 Расчет компенсирующей установки

2. Определение величины оптимального напряжения

3. Выбор силовых трансформаторов

4. Выбор сечения проводников

4.1 Выбор сечения проводников внешнего электроснабжения

4.2 Выбор сечения проводников кабельной линии

5. Расчет токов короткого замыкания

6. Выбор оборудования и проверка его по токам к.з.

6.3 Короткозамыкатели

7. Продольно-дифференциальная защита трансформаторов ГПП

8. Расчет параметров срабатывания МТЗ

9. Расчет заземления ГПП

Заключение

Список использованных источников


Электроснабжение промышленных предприятийЭлектроснабжение промышленных предприятийВведение


Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и др.

По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления и вести активную работу по экономии электроэнергии.

В данной работе производится расчет и выборка оборудования главной понизительной подстанции (ГПП) и трансформаторной подстанции системы электроснабжения предприятия.


Электроснабжение промышленных предприятий1. Выбор конденсаторной установки


1.1 Расчет электрических нагрузок


1.1.1 Определяем расход электрической энергии Wг, МВт


Электроснабжение промышленных предприятий кВт, (1.1)


где Электроснабжение промышленных предприятий - суммарная номинальная мощность ГПП;

Электроснабжение промышленных предприятий - годовое число часов работы предприятия, Электроснабжение промышленных предприятий;

Электроснабжение промышленных предприятий - коэффициент использования активной мощности, Электроснабжение промышленных предприятий.

Суммарная номинальная мощность ГПП равна


Электроснабжение промышленных предприятий, кВт, (1.2)


где PН1 – групповая номинальная мощность для ГПП;

PН2 – групповая номинальная мощность приемников 380В.

Электроснабжение промышленных предприятий

Определяем коэффициент спроса Кс


Электроснабжение промышленных предприятий (1.3)


где Км – коэффициент максимума.


Электроснабжение промышленных предприятий (1.4)


Электроснабжение промышленных предприятий

Раздельный расчет проводим для ГПП и ТП.


1.1.2 Расчет для ГПП

Расчетный максимум активной нагрузки:


Электроснабжение промышленных предприятий, кВт (1.5)


где Электроснабжение промышленных предприятий - коэффициент совмещения максимумов.

Электроснабжение промышленных предприятий

Расчетный максимум реактивной нагрузки:


Электроснабжение промышленных предприятий, кВар, (1.6)


где Электроснабжение промышленных предприятий - определяется согласно известному Электроснабжение промышленных предприятий.

Электроснабжение промышленных предприятий

Расчетный максимум полной нагрузки:


Электроснабжение промышленных предприятий (1.7)


Средняя мощность:


Электроснабжение промышленных предприятий (1.8)


Электроснабжение промышленных предприятий1.1.3 Расчет для ТП

а)Расчетный максимум активной нагрузки:


Электроснабжение промышленных предприятий, кВт, (1.9)

где Электроснабжение промышленных предприятий - коэффициент совмещения максимумов.

PМ2=Электроснабжение промышленных предприятий

б) Расчетный максимум реактивной нагрузки:


Электроснабжение промышленных предприятий (1.10)


где Электроснабжение промышленных предприятий - определяется согласно известному Электроснабжение промышленных предприятий.

Электроснабжение промышленных предприятий

с)Расчетный максимум полной нагрузки:


Электроснабжение промышленных предприятий (1.11)


д) Средняя мощность:


Электроснабжение промышленных предприятий (1.12)


1.2 Расчет компенсирующей установки


1.2.1 Для уменьшения потерь, возникающих в результате присутствия реактивной мощности, используем компенсирующую установку на сборных шинах ГПП. Она компенсирует реактивную мощность, возникающую при работе активно–индуктивных приемников, изменением коэффициента мощности от первоначального значения на шинах ГПП (cosц1=0,89) до необходимого заданного значения (cosц=0,98).


Электроснабжение промышленных предприятий (1.13)

где Электроснабжение промышленных предприятий - коэффициент загрузки приемников по активной мощности;

Электроснабжение промышленных предприятий - определяется согласно известному Электроснабжение промышленных предприятий.

Электроснабжение промышленных предприятий

Мощность каждой из двух используемых конденсаторных установок:


Электроснабжение промышленных предприятий (1.14)


По рассчитанным данным выбираем две конденсаторных установки типа УК-0,38-450 НЛ(П). Технические характеристики выбранной установки приведены в таблице 1.2.

Применяем автоматическое регулирование мощности конденсаторной установки по напряжению на шинах подстанции. Принципиальная схема автоматического одноступенчатого регулирования мощности конденсаторной батареи по напряжению приведена на рисунке 1.2.


Таблица 1.2 Технические характеристики конденсаторной установки

Тип конденсаторной установки УК-0,38-300
Номинальная реактивная мощность, кВар 450
Номинальное напряжение, кВ 0,38

Диапазон установок напряжения, Электроснабжение промышленных предприятий

90-110

Диапазон изменения зоны нечувствительности, Электроснабжение промышленных предприятий

0,5-6
Число управляемых ступеней 3
Масса, кг 1130

Электроснабжение промышленных предприятийЭлектроснабжение промышленных предприятий

Электроснабжение промышленных предприятийРисунок 1.2 Схема автоматического одноступенчатого регулирования мощности конденсаторной батареи по напряжению


В качестве пускового органа схемы используют реле минимального напряжения, имеющее один замыкающий и один размыкающий контакты. При понижении напряжения на подстанции ниже заданного предела реле 1Н срабатывает и замыкает свой размыкающий контакт 1Н в цепи реле В-1. Реле В-1 с заданной выдержкой времени замыкает свой размыкающий контакт в цепи электромагнита включения выключателей и выключатель автоматически включается. При повышении напряжения на шинах подстанции выше предельного значения реле 1Н возвращается в исходное состояние, размыкает свой контакт 1Н в цепи реле В-2. Реле В-2 срабатывает и с заданной выдержкой времени отключает выключатель 1В. Конденсаторная батарея отключается. Для отключения конденсаторной батареи от защиты предусмотрено промежуточное реле П. При действии защиты реле П срабатывает и в зависимости от положения выключателя осуществляет отключение выключателя, если он включен, или предотвращает включение выключателя на КЗ размыканием размыкающего контакта П.

При многоступенчатом регулировании напряжение срабатывания пускового реле для каждой ступени выбирают в зависимости от заданного режима напряжения в сети.

электрический нагрузка трансформатор энергоснабжение

Электроснабжение промышленных предприятий2. Определение величины оптимального напряжения


2.1 По формуле Нигосова С.Н. определяем нестандартное напряжение U, кВ


Электроснабжение промышленных предприятий, (2.1)


где Электроснабжение промышленных предприятий - длина воздушной линии, Электроснабжение промышленных предприятий;

Электроснабжение промышленных предприятий- передаваемая мощность, МВА.

Электроснабжение промышленных предприятий

Выбираем из ряда стандартных ближайшее значение напряжения внешнего электроснабжения Электроснабжение промышленных предприятий=35 кВ.


Электроснабжение промышленных предприятий3. Выбор силовых трансформаторов


3.1 В соответствии с требованиями ПУЭ для исследуемой системы следует использовать два трансформатора на ГПП и два трансформатора на ТП.


3.2 Начальная мощность каждого трансформатора для ГПП


Электроснабжение промышленных предприятий (3.1)

Электроснабжение промышленных предприятий (3.2)


Выбираем два трансформатора типа ТМ-2500/35. Технические характеристики трансформатора приведены в таблице 3.1


Таблица 3.1 Технические характеристики трансформатора ТМ-2500/35

Тип трансфо-рматора

Электроснабжение промышленных предприятий,

кВА

Сочетание напряжений,

кВ

Потери,

кВт

Электроснабжение промышленных предприятий

Электроснабжение промышленных предприятий



ВН НН

Электроснабжение промышленных предприятий

Электроснабжение промышленных предприятий



ТМ-2500/35 2500 35 6,3 1,0 3,7 6,5 2,3

3.3 Номинальная мощность каждого трансформатора для ТП


Электроснабжение промышленных предприятий (3.3)

Электроснабжение промышленных предприятий (3.4)


Выбираем два трансформатора типа ТМ-400/10. Технические характеристики трансформатора приведены в таблице 3.2.


Таблица 3.2 Технические характеристики трансформатора ТМ-400/10

Тип трансформатора

Электроснабжение промышленных предприятий

кВт

Сочетание напряжений,

кВ

Потери,

кВт

Электроснабжение промышленных предприятий

Электроснабжение промышленных предприятий



ВН НН

Электроснабжение промышленных предприятий

Электроснабжение промышленных предприятий



ТМ-400/10-

75У1

400 10

0,23

0,4

1,05 4,5 4,5-4,7 2,3-3,7

Электроснабжение промышленных предприятийЭлектроснабжение промышленных предприятий

4. Выбор сечения проводников


4.1 Выбор сечения проводников внешнего электроснабжения (ВЛ)


4.1.1 Определяем ток нагрузки IM1, A, соответствующий максимуму нагрузки на 35кВ


Электроснабжение промышленных предприятий (4.1)


По току нагрузки, соответствующему напряжению 35кВ выбираем следующую марку голых сталеалюминевых проводов (таблица 4.1)


Таблица 4.1 Токовая нагрузка голых сталеалюминевых проводов

Алюминиевые провода
Марка Токовая нагрузка, А
АС-50 210


4.2 Выбор сечения проводников кабельной линии


4.2.1 Выбор производим по экономической плотности тока Sэ, мм2


Электроснабжение промышленных предприятий, мм2 , (4.2)


где IМ – ток в линии;

jэ – экономическая плотность тока, А/мм2, jэ=1,4 А/мм2.


Электроснабжение промышленных предприятий (4.3)

Электроснабжение промышленных предприятий

По справочнику принимаем сечение проводников с большим ближайшим нормированным током нагрузки (таблица 4.2).


Таблица 4.2 Кабели силовые с алюминиевыми жилами

Номинальное напряжение, кВ

Число и сечение жил,

мм2

ААБ


Наружный диаметр, мм Масса 1км кабеля, т
6 3x85 28,3 0,6

Электроснабжение промышленных предприятий

5. Расчет токов короткого замыкания


5.1 Принимаем и рассчитываем базисные значения. За базисную мощность SБ принимаем мощность, равную 100МВт, а за базисные напряжения принимаем напряжения равные следующим значениям (таблица 5.1).Схема замещения для расчета токов к.з. приведена на рисунке 5.1.


Рисунок 5.1 Схема замещения для расчета токов к. з.


Определим базисный ток для ГПП IБ1, кА


Электроснабжение промышленных предприятий (5.1)


Определяем базисный ток для ТП IБ2, кА

Электроснабжение промышленных предприятий (5.2)


Таблица 5.1 Базисные условия

Электроснабжение промышленных предприятий

Электроснабжение промышленных предприятий

Электроснабжение промышленных предприятий

Электроснабжение промышленных предприятий

Электроснабжение промышленных предприятий

100 37 115 1,6

Электроснабжение промышленных предприятий0,5


Определяем сопротивление элементов схемы замещения в базисных единицах:

Сопротивление системы Электроснабжение промышленных предприятий


Электроснабжение промышленных предприятий (5.3)


Сопротивление воздушной линии Электроснабжение промышленных предприятий


Электроснабжение промышленных предприятий (5.4)


Сопротивление трансформатора ГПП Электроснабжение промышленных предприятий


Электроснабжение промышленных предприятий (5.5)


Сопротивление кабельной линии Электроснабжение промышленных предприятий


Электроснабжение промышленных предприятий (5.6)


Рассчитаем эквивалентные сопротивления точек КЗ, и так как все элементы схемы замещения включены последовательно, то расчет производится путем алгебраического сложения сопротивлений этих элементов для каждой точки КЗ, обозначенной на схеме замещения . Результаты расчета эквивалентных сопротивлений и токов короткого замыкания для всех точек КЗ сведены в таблицу 5.2. Ниже приведены формулы, используемые при расчете:

Начальное значение периодической составляющей тока КЗ:


Электроснабжение промышленных предприятий, к (5.7)


Ударный ток в точке КЗ: Электроснабжение промышленных предприятий, кА (5.8)

где Электроснабжение промышленных предприятий - ударный коэффициент.

Наибольшее действующее значение тока КЗ:


Электроснабжение промышленных предприятий, кА (5.9)


Мощность КЗ для точки: Электроснабжение промышленных предприятий, МВА (5.10)

Электроснабжение промышленных предприятий

Таблица 5.2 Результат расчета параметров КЗ для точек КЗ

Номер точки к.з.

Электроснабжение промышленных предприятий

Электроснабжение промышленных предприятий, кА

Электроснабжение промышленных предприятий, кА

Электроснабжение промышленных предприятий, кА

Электроснабжение промышленных предприятий, МВА

1 0,38 4,21 10,73 6,36 270
2 0,59 2,71 6,91 4,09 174
3 3,19 2,88 7,34 4,35 32
4 3,31 2,80 7,14 4,23 31

Электроснабжение промышленных предприятий

6. Выбор оборудования и проверка его по токам к.з.


6.1 Выключатели


6.1.1 Типы выбранных выключателей приведены в таблице 6.1


Таблица 6.1 Типы выбранных выключателей

Номинальное напряжение, кВ Тип выключателя
35 ВМК-35Э-630/8
110 ВМП-110-200-4У2

Результаты проверки оборудования сведены в таблицу 6.2


Таблица 6.2 Высоковольтные выключатели

Параметры для выбора и проверки выключателя нагрузки Формула для выбора и проверки Параметры выключателя, Расчетные параметры

Номинальное напряжение выключателя нагрузки Электроснабжение промышленных предприятий, кВ

Электроснабжение промышленных предприятий

35

110

35

110

Номинальный длительный ток Электроснабжение промышленных предприятий, А

Электроснабжение промышленных предприятий

630

200

59,7

35

Номинальный ток отключения Электроснабжение промышленных предприятий, кА

Электроснабжение промышленных предприятий

8

4

4,21

2,88

Номинальная мощность отключения

Электроснабжение промышленных предприятий

-

-

270

32

Допустимый ударный ток КЗ Электроснабжение промышленных предприятий, кА

Электроснабжение промышленных предприятий

26

10

10,73

7,34


6.2 Отделители


6.2.1 Типы выбранных отделителей приведены в таблице 6.3


Таблица 6.3 Типы выбранных отделителей

Номинальное напряжение, кВ Тип отделителя
35 ОД-35/630У1

Выбор отделителей производим по тем же параметрам, что и выбор выключателей. Результаты выбора сведены в таблицу 6.4.


Таблица 6.4 Отделители

Параметры для выбора и проверки отделителей Формула для выбора и проверки Параметры выключателя, Расчетные параметры

Номинальное напряжение выключателя нагрузки Электроснабжение промышленных предприятий, кВ

Электроснабжение промышленных предприятий

35 35

Номинальный длительный ток Электроснабжение промышленных предприятий, А

Электроснабжение промышленных предприятий

630 59,7

Допустимый ударный ток КЗ Электроснабжение промышленных предприятий, кА

Электроснабжение промышленных предприятий

80 6,91

6.3 Короткозамыкатели


6.3.1 Типы выбранных короткозамыкателей приведены в таблицу 6.5


Таблица 6.5 Типы выбранных короткозамыкателей

Номинальное напряжение, кВ Тип короткозамыкателей
35 КЗ-35У1

Результаты проверки оборудования сведены в таблицу 6.6.

Таблица 6.6 Короткозамыкатели

Параметры для выбора и проверки короткозамыкателей Формула для выбора и проверки Параметры выключателя Расчетные параметры

Номинальное напряжение выключателя нагрузки

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: