Электроснабжение промышленных предприятий

Министерство образования и науки РФ

Саратовский Государственный Технический Университет

Кафедра ЭПП

Контрольная работа

По курсу «Электроснабжение»

Выполнил: студент ЭФ, гр. ЭПП-51

Проверил: доцент кафедры ЭПП

Озерский В.М.

Саратов 2010г.

Вариант № 0

Задание 1

Для энергоцеха подшипникового завода рис.1. определить расчетную нагрузку по средней мощности и коэффициенту максимума.

Энергоцех должен быть запитан от цеховой трансформаторной подстанции, которая размещена в другом цехе на расстоянии 150м.

На щите 380 ТП на каждой секции шин имеются по четыре свободных рубильника на 400А и четыре автомата АВМ-4 с разъединителем типа З.

Для электродвигателя:

, , .

Рис 1.

Ведомость потребителей электроэнергии энергоцеха представлена в таблице 1.

Таблица 1

Рассчитаем, средние максимальные, активные и реактивные мощности:

где -коэффициент использования,

- количество однотипных электроприемников

Для электроприемников, работающих в ПКР, приводим их работу к длительному режиму:

- электрический кран:

- сварочный трансформатор:

Результаты расчёта приведены в таблице 2.

Определим средневзвешенный коэффициент использования для ЭП длительного режима (группа А).

Определим эффективное число электроприёмников.

При и

- суммарная номинальная мощность группы А электроприёмников.

Определим коэффициент максимума по табл.[2]

Определим расчетные активные и реактивные мощности для электроприемников группы А:

Определим средневзвешенный коэффициент использования для ЭП ПКР (группа Б).

Определим эффективное число электроприёмников.

Определим коэффициент максимума по табл.[2]

Определим расчетные активные и реактивные мощности для электроприемников группы Б:

Определим расчетную осветительную нагрузку для ламп газоразрядных

,

где - удельная мощность,

- площадь помещения.

Определим полную расчетную мощность:

Разместим оборудование на плане. Рис.2.

Учитывая количество электроприемников и расположение на плане устанавливаем четыре распределительных пункта.

Исходные данные и расчетные параметры приведены в таблице 2.

Таблица 2

Определим расчетную мощность и расчетный ток распределительных пунктов.

Результаты расчета сведем в таблицу 3.

Таблица 3

Произведем расчет и выбор установок автоматических выключателей:

Условия выбора:

для ПР

для двигателей

Условия выбора кабельных линий

Где - ток срабатывания защиты

=1 – коэффициент защиты

Результаты расчёта сведём в таблицу 4.

Таблица 4

Рассчитаем уставки вводных автоматических выключателей в ПР.

Результаты расчёта сведём в таблицу 5.

Таблица 5

Распределительные пункты ПР1, ПР3 и ПР2, ПР4 запитаем от щита подстанции шлейфом.

Фидерные автоматические выключатели серии АВМ-4С будем выбирать по сумме токов

и

Примем к установке автоматические выключатели с номинальными токами расцепителя ; с током уставки от перегрузки

;

с током уставки от КЗ

.

Выбранные автоматические выключатели АВМ 250/750 обеспечат селективность.

Кабельные линии, запитывающие распределительные пункты выбираем по условиям:

где

Выбранные автоматические выключатели проверим на отключающую способность однофазного тока КЗ:

где - полное сопротивление трансформатора току замыкания (для ТМ 630/6)

- фазное напряжение

- полное сопротивление петли фаза-нуль кабельной линии.

,

где - для кабеля 2АВВГ3х70+1х35

Условие проверки:

Автоматические выключатели будут срабатывать при однофазном коротком замыкании.

Выберем фидерные автоматические выключатели для двигателей мощностью 100кВт.

Номинальный ток двигателя:

Принимаем к установке АВМ-4С 250/1250.

Для запитки двигателя выбираем кабель 2АВВГ3х70+1х35 с

Выберем магнитные пускатели к электродвигателям.

Условия выбора:

Результаты расчёта сведём в таблицу 6.

Таблица 6

Рис 3. Схема электроснабжения

Задание 2

Определить необходимое число устанавливаемых в цехе трансформаторов и цеховых подстанций ТП, суммарную мощность конденсаторов БК на напряжение 380В и на каждой ТП со стороны 380В, если в цехе имеется распределительный пункт (РП) 10кВ, на каждую секцию шин РП 10кВ работают два синхронных двигателя СД по 3200кВт с частотой вращения 1000 об/мин, коэффициент загрузки СД 0,8.

Определить реактивную мощность от СД, которая будет передаваться в сеть 380В.

СД1: 2х1600кВт Q1=800кВАр

СД2: 6х3200кВт Q2=1600кВАр

Решение

Определяем минимальное число трансформаторов в цехе:

- трансформатора

где - расчётная нагрузка цеха

- коэффициент загрузки

- Номинальная мощность трансформаторов; кВА

Оптимальное число трансформаторов

Определим наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передавать через трансформаторы в сеть с напряжением до 1кВ.

Суммарная мощность конденсаторов в сети до 1кВ можно определить так:

Мощность конденсаторов в сети до 1кВ для снижения потерь мощности в трансформаторах цеховых ТП определяется:

где =0,48 – расчётный коэффициент

Принимаем ККУ мощностью 450кВАр

()

Определим суммарную реактивную мощность всех двигателей

СД с Р=3200кВт экономически целесообразно использовать как источник реактивной мощности

где - коэффициент допустимой перегрузки СД, зависящий от его загрузки по активной мощности.

Экономически целесообразная реактивная мощность СД с Р=1600кВт принимается равной:

Суммарная располагаемая мощность всех СД

Суммарная реактивная нагрузка на шинах 10кВ:

где

Задача 3

Для подшипникового завода, генплан которого изображен на рис. 1, необходимо выполнить следующее:

а) определить расчетную нагрузку по цехам по методу коэффициента спроса и установленной мощности;

б) определить центр электрических нагрузок для цехов и завода; нанести картограмму электрических нагрузок на генплан завода;

в) указать место цеховых подстанций и главной понизительной подстанции (ГПП), считая, что источником питания завода является районная понизительная подстанция, расположенная сверху чертежа генплана.

Заданные величины представлены в табл. 1.

Таблица № 1 - Данные, согласно варианта

Коэффициент: 1

Решение

Расчетную нагрузку группы однородных по режиму работы приемников определяют по формулам:

Рр = КсЧРном;

Qр = РрЧtg j;

Sр = .

Для нашего случая представлены только активные мощности приемников. Составим таблицу расчетных нагрузок.

Проводим произвольно оси координат и находим координаты центров нагрузок цеха (в мм по чертежу):

х1 = 55 мм; х2 = 86 мм; х3 = 55 мм; х4 = 86 мм;

х5 = 55 мм; х6 = 86 мм; х7 = 26 мм; х8 = 26 мм;

х9 = 26 мм; х10 = 55 мм; х11 = 113 мм; х12 = 102 мм;

у1 = 100 мм; у2 = 102 мм; у3 = 66 мм; у4 = 67 мм;

у5 = 30 мм; у6 = 35 мм; у7 = 98 мм; у8 = 65 мм;

у9 = 32 мм; у10 = 14 мм; у11 = 64 мм; у12 = 117 мм.

Х0 =

у0 =

r0 = =

ГПП должна находится в пределах окружности радиуса r0 с центром в точке О(73;72).

Рис.2

Задача 4

Определить мощность компенсирующих устройств предприятия, на котором имеется распределительный пункт (РП) 6 кВ. От РП питаются двигатели 6 кВ асинхронные (АД), синхронные (СД) и цеховые подстанции ТП. Питание РП раздельное (секционный выключатель в нормальном режиме отключен).

Реактивная мощность от энергосистемы по каждому вводу Qэ = 400 кВар.

Не скомпенсированная мощность в сети 380 В цеховых подстанций на каждую секцию шин 6 кВ 180 кВар.

Мощность каждого из асинхронных двигателей АД1-АД6 - 400 кВт.

Мощность каждого из синхронных двигателей СД1, СД2 - 250 кВт.

Решение

Выбираем тип СД. Принимаем синхронный двигатель СДН-14-44-10.

Из справочника выписываем необходимые данные для выбранного СД.

Тип двигателя - СДН-14-44-10.

Номинальное напряжение Uном = 6 кВ.

Активная мощность Рном.СД = 800 кВт.

Реактивная мощность Qном.СД = 325 квар.

Частота вращения n = 600 об/мин.

К.п.д. h = 93,8.

Коэффициент мощности tg jном = 0,48 (cos j = 0,9).

Коэффициент загрузки КСД = 0,8 (выбрано самостоятельно).

Количество рабочих СД - 2.

Определяем суммарную реактивную мощность всех СД:

QСДе = = 2Ч(0,8Ч325) = 520 квар.

Целесообразно использовать полностью располагаемую реактивную мощность СД, у которых КСД < 1.

QСДэ = aмЧ = 185 квар,

где aм = 0,45 (по рис. 9.4 [1, стр. 227]).

Так как имеем два ввода, то реактивная мощность от энергосистемы

Qэе = 2Ч400 = 800 квар.

Полная реактивная мощность от энергосистемы и от СД:

Qполн = QСДэ + Qэе = 2Ч185 + 800 = 1170 квар.

Определим реактивную мощность потребителей.

Выбираем асинхронные двигатели ДАЗ02 с параметрами:

- напряжение питания Uн = 6000 В;

- номинальная мощность на валу Рн = 300 кВт;

- число оборотов ротора n = 375 об/мин;

- коэффициент мощности cos j = 0,86;

- к.п.д. h = 0,89.

Определим суммарную реактивную мощность асинхронных АД:

QАД = 6ЧРнЧtg j = 6Ч400Ч0,593 = 1423,2 квар.

Полная нескомпенсированная реактивная мощность

Qнеск = 1423,2 + 5Ч180 = 2323,2 квар.

Определяем суммарную мощность ВБК из условия баланса реактивной мощности:

QВБК = Qнеск - Qполн = 2323,2 - 1170 = 1153,2 квар.

Список использованной литературы

Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин «Электрооборудование станций и подстанций», Москва «Энергия» 1980.

И.И. Артюхов, В.Д.Куликов, В.В.Тютьманова «Электрооборудование электрических станций и подстанций», Саратов 2005.

Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков «Электрическая часть электрических станций и подстанций», Москва. Энергоатомиздат. 1989.

Г.Н. Ополева «Схемы и подстанции электроснабжения» Москва ФОРУМ-ИНФРА-М 2006.