Расчет электрических нагрузок

 

 

1. Как определяет бихевиоризм предмет психологии?

2. Какие пороги чувствительности существуют, чем они различаются?

3. Охарактеризуйте апперцепцию, как одно из свойств восприятия?

4. Объясните, почему физиологически внимание обеспечивается за счет доминанты?

5. Что такое реминисценция?

6. Чем отличаются творческое и воссоздающее (репродуктивное) воображение?

7. Что представляет из себя сензитивность темперамента?

8. Как соотносятся между собой эмоции и чувства?

9. Какова особенность выделения акцентуации черт характера?

10. Охарактеризуйте основные уровни общения.

 

 

Содержание

 

Введение. 3

1 Краткая характеристика предприятия. 4

2 Расчет электрических нагрузок. 6

3 Построение картограммы и определение центра электрических нагрузок. 12

4 Разработка схем внутреннего электроснабжения. 15

4.1 Выбор числа, мощности, места расположения и типа цеховых подстанций. 15

4.2 Разработка схем электроснабжения цеховых трансформаторных подстанций. 18

4.3 Выбор сечений кабельных линий. 18

5 Внешнее электроснабжение. 24

5.1 Выбор питающих воздушных линий и определение дисконтированных издержек. 24

5.2 Выбор мощности и числа трансформаторов ГПП. Дисконтированные издержки на ГПП 30

6 Определение дисконтированных издержек на схему внутреннего электроснабжения. 32

6.1 Определение дисконтированных издержек на кабельные линии. 32

6.2 Определение дисконтированных издержек на цеховые трансформаторные подстанции 36

6.3 Определение дисконтированных издержек на высоковольтное оборудование. 38

6.4 Определение полных дисконтированных издержек на внутреннее электроснабжение предприятия. 38

7 Выбор средств компенсации реактивной мощности и мест их размещения. 39

7.1 Расчет суммарной мощности компенсирующих устройств в максимум нагрузки энергосистемы.. 39

7.2 Выбор мощности КУ напряжением до 1000 В.. 40

7.3 Выбор мощности КУ напряжением выше 1000 В.. 41

7.4 Выбор рационального варианта компенсации реактивной мощности. 44

7.4.1 Расчет варианта А.. 44

7.4.2 Расчет варианта В.. 46

7.4.3 Выбор варианта компенсации реактивной мощности. 48

8 Анализ уровней напряжения в системе электроснабжения. 49

9 Расчет токов короткого замыкания, выбор аппаратов и токоведущих частей. 56

9.1 Составление схемы замещения и определение ее параметров. 56

9.2 Расчет токов КЗ выше 1 кВ.. 61

9.3 Выбор высоковольтного оборудования. 63

9.4 Расчет токов КЗ на стороне 0,4 кВ цеховой КТП.. 64

9.5 Определение минимального сечение кабеля по термической стойкости. 67

10 Заземление ГПП.. 68

11 Расчет молниезащиты ГПП.. 72

Заключение. 75

Приложение А (справочное). Библиографический список. 76

Введение

Основным потребителем топливно-энергетических ресурсов является промышленность, ко­торая использует свыше 60% от всей вырабатываемой электроэнергии. Потребление ее постоянно увеличивает­ся, что обусловлено не только ростом производства, но и качественными изменениями технологических процессов, увеличением производительности труда.

Почти на каждом промышленном предприятии имеются классы напряжения сети - 10 кВ и до 1 кВ. Основным назначением сети напряжением 10 кВ на промышленных предприятиях является распределение электроэнергии внутри завода и питание высоковольтных нагрузок, а до 1 кВ – внутри цеховое и непосредственное питание большинства потребителей: электроприемников, преобразующих электроэнергию в другие виды энергии.

Такими потребителями являются силовой электропривод, электротехнологические и осветительные установки. Наиболее распространенными для цеховых электрических сетей являются напряжения 380 В (трех- и четырехпроводные системы с заземленной нейтралью) и 660 В, для высоковольтных двигателей и индукционных печей – 10 кВ.

Проектируемое или эксплуатируемое электрическое хозяйство промышленных предприятий должно удовлетворять требованиям экономичности.

 

1 Краткая характеристика предприятия

Станкостроительный завод является крупным предприятием с большим потреблением электроэнергии.

Данное предприятие – завод с полным производственным циклом, имеющим все основные производственные этапы - проектирование, моделирование, изготовление, сборка.

Состав предприятия.

Проектирование:

ЦЗЛ (центральные заводские лаборатории) - выполняют комплекс работ по проектированию и освоению, совершенствованию существующих конструкций, улучшение качества выпускаемых изделий, модернизация качества технологических процессов и технологической оснастки, отвечающие за общий уровень технологического развития предприятия.

Моделирование:

Модельный цех – производство заготовок и форм для изготовления деталей станков(штамповка, ковка, прессовка).

Изготовление:

Главный корпус – изготовление готовой продукции. Включает в себя: фасонное литьё, обрубка и очистка отливок; покраска; сборка готовых изделий; упаковка. В корпусе расположены мощные асинхронные двигатели на 10 кВ необходимые для различных силовых агрегатов, в том числе и для литейных котлов. Так же в нем располагаются сталеплавильные печи, отключение питания которых может привести к нарушению технологического цикла производства и их непосредственной порче.

Вспомогательные цехи:

Ремонтно-механический – ремонт и восстановление технологических и эксплуатационных качеств оборудования, поддержание его в состоянии постоянной готовности к эксплуатации, модернизация действующего и изготовление нового нестандартного оборудования и запасных частей для ремонта и монтажа оборудования;

Ремонтно-строительный – осуществление ремонта, технический надзор и поддержание в нормальном эксплуатационном состоянии зданий и сооружений предприятия;

Автогараж и пожарное депо (транспортный цех) – бесперебойное обслуживание завода и его подразделений ж/д, а/м и электрокарным транспортом прием и отправка грузов, поддержание транспортных средств в состоянии постоянной готовности к эксплуатации и их совершенствование. Характеризуется массовым оказанием транспортных и погрузочно-разгрузочных услуг;

Столовая – обеспечение рабочих завода пищей;

Компрессорная – бесперебойная подача под высоким давлением воздуха в производственные помещения для работы пневмоинструмента и других приспособлений, обеспеченная мощными синхронными двигателями;

Насосная – бесперебойная подача воды на территорию завода как для охлаждения агрегатов, так и для собственных нужд производства, которая осуществляется за счет мощных асинхронных двигателей;

Склады – складирование формовочных материалов, моделей, готовых изделий;

Главный магазин – продажа готовой продукции завода;

Лесосушилка – подготовление древесины для использования ее в производстве станков и их транспортировке;

Станция осветления воды – осуществляет очистку воды, использовавшейся в производственном цикле4

Железнодорожная контора – управление и контроль за ж/д перевозками;

Копер – цех, следящий за состоянием ж/д полотна.

Категории цехов по условиям среды и требуемой бесперебойности электроснабжения представлены в таблице 1.0.

Среднее число часов максимума нагрузки предприятий инструментальной промышленности Т_м = 4400 часов.

Завод работает по двухсменному графику.

 

Таблица 1.0 – Категоричность цехов

Номер цеха по генплану	Наименование цеха	Категория производственной среды	Категория по бесперебойности питания
	Автогараж и пожарное депо	нормальная
	Заводоуправление и ЦЗЛ	нормальная
	Столовая	влажное, жаркое
	Главный корпус	нормальная
	Компрессорная	нормальная
	Эстакада к главному корпусу	нормальная
	Склад формовочных материалов	нормальная
	Склад	нормальная
	Склад готовых изделий	нормальная
	Главный магазин	нормальная
	Ремонтно-механический цех	нормальная
	Лесосушилка	сухое, жаркое
	Навес для склада модельных комплектов	нормальное
	Склад моделей	нормальная
	Пристройка к складу моделей	нормальная
	Станция осветления воды	сырое, хим. акт.
	Модельный цех	нормальная
	Насосная	нормальная
	Ж/д контора	нормальная
	Ремонтно-строительный цех	нормальная
	Копер	нормальная

Расчет электрических нагрузок

Расчет электрических нагрузок производится по методу коэффициента спроса. Данный метод является приближенным и применяется для расчета крупных узлов, для которых известна суммарная установленная мощность силовых электроприемников.

Активная расчетная нагрузка, кВт:

 

, (2.1)

 

где Р_у – суммарная установленная мощность силовых приемников цеха, по таблице 1.0, кВт;

К_с.а. – коэффициент спроса, определяемый по справочным данным [7].

Расчетная реактивная нагрузка, квар:

 

, (2.2)

 

где - находится по величине , определяемой по справочным данным [7].

 

Пример расчета для цеха № 18 (насосная):

Для данного цеха К_с.а. = 0,90, = 0,85.

 

,

 

.

кВт;

квар.

 

Расчетная осветительная нагрузка определяется по удельной мощности на квадратный метр площади различных производственных помещений и территории предприятия. При размещении в цехе различных технологических участков расчет ведется по основному.

Порядок вычислений:

1) Определяется нормативная общая освещенность цеха.

2) Принимается тип светильников.

3) Принимается высота подвеса светильников.

4) Определяется удельная мощность , Вт/м² по [7].

5) Вычисляется установленная мощность освещения, кВт:

 

, (2.3)

 

где F – площадь цеха, м², по таблице 2.2.

6) Определяется расчетная мощность освещения, кВт:

 

, (2.4)

 

где – коэффициент спроса по данным [7]; для территории = 0,22 Вт/м².

7) Определяется расчетная реактивная мощность освещения, квар:

 

, (2.5)

 

где – принимается по данным.

 

Пример расчета для цеха № 18 (насосная):

Для машинных залов насосных и компрессорных нормативная освещенность 150 лк. Применяются светильники с газоразрядными лампами.

Для принятой высоты подвеса 6 м и площади цеха 1500 м² удельная мощность составляет: = 6,3 Вт/м². Коэффициент спроса на освещение составляет К_СО = 1 (мелкие производственные здания).

 

кВт;

кВт;

квар.

 

Результаты расчета осветительных нагрузок для остальных цехов приведены в таблице 2.1. Результаты расчета электрических нагрузок представлены в таблице 2.2.

 

Таблица 2.1 – Предварительные данные для расчета осветительных нагрузок.

№	Наименование цеха	Источник света	Тип светильника	Освещенность, лк	Высота подвеса, м	Удельная мощнось, кВт/м2	КСО	tg φO
	Автогараж и пожарное депо	ДРЛ	РСП05			6,75	1,00	1,44
	Заводоуправление и ЦЗЛ	ЛЛ	ЛСП06			14,20	0,90	0,43
	Столовая	ЛЛ	ЛСП06			7,70	0,90	0,43
	Главный корпус	ДРЛ	РСП18			13,50	0,85	1,44
	Компрессорная	ЛЛ	ЛСП02			8,30	1,00	0,43
	Эстакада к главному корпусу	ЛЛ	ЛСП02			6,50	0,95	0,43
	Склад формовочных материалов	ДРЛ	РСП05			4,40	0,60	1,44
	Склад	ДРЛ	РСП05			4,40	0,60	1,44
	Склад готовых изделий	ДРЛ	РСП05			4,40	0,60	1,44
	Главный магазин	ЛЛ	ЛСП06			7,00	0,90	0,43
	Ремонтно-механический цех	ДРЛ	РСП18			15,20	0,95	1,44
	Лесосушилка	ДРЛ	РСП18			8,40	1,00	1,44
	Навес для склада модельных комплектов	ДРЛ	РСП05			4,40	0,60	1,44
	Склад моделей	ДРЛ	РСП05			4,40	0,60	1,44
	Пристройка к складу моделей	ДРЛ	РСП05			4,40	0,60	1,44
	Станция осветления воды	ДРЛ	РСП18			6,30	1,00	1,44
	Модельный цех	ДРЛ	РСП18			9,00	1,00	1,44
	Насосная	ЛЛ	ЛСП02			6,30	1,00	0,43
	Ж/д контора	ЛЛ	ЛСП06			8,50	0,90	0,43
	Ремонтно-строительный цех	ДРЛ	РСП18			15,20	0,95	1,44
	Копер	ДРЛ	РСП18			9,30	1,00	1,44

 

Полная расчетная мощность цеха, кВА:

 

. (2.6)

 

Для цеха № 18:

 

.

 

Результаты расчета для других цехов приведены в таблице 2.2.

Для определения расчетной нагрузки по предприятию складываются нагрузки электроприемников до 1000 В с нагрузками выше 1000 В, осветительная нагрузка цехов и территории. С целью более правильного выбора сечений питающих линий и мощности главных трансформаторов, следует учесть потери мощности в цеховых трансформаторах, которые можно принять равными:

 

, (2.7)

. (2.8)

 

Расчет потерь в трансформаторах представлен в таблице 2.3.

 

Таблица 2.3 – Расчет потерь в цеховых трансформаторах

№ цеха	Sр.ц., кВА	Δ Р, кВт	Δ Q, квар	Рр.ц. + Δ Р, кВт	Qр.ц. + Δ Q, квар
	190,102	3,802	19,010	115,927	172,525
	169,819	3,396	16,982	150,644	101,579
	217,796	4,356	21,780	174,294	158,001
	3973,396	79,468	397,340	2558,818	3502,287
	319,750	6,395	31,975	265,070	219,931
	67,274	1,345	6,727	35,273	64,819
	78,226	1,565	7,823	52,958	66,797
	21,957	0,439	2,196	13,732	19,672
	34,613	0,692	3,461	24,177	28,889
	77,507	1,550	7,751	64,814	52,527
	1625,542	32,511	162,554	1001,641	1467,611
	374,645	7,493	37,465	291,845	281,397
	16,950	0,339	1,695	10,051	15,587
	25,280	0,506	2,528	15,218	23,086
	231,761	4,635	23,176	136,815	213,549
	134,581	2,692	13,458	83,008	121,445
	562,742	11,255	56,274	409,415	453,952
	859,752	17,195	85,975	749,008	537,223
	16,406	0,328	1,641	13,336	11,639
	444,890	8,898	44,489	271,025	403,955
	132,005	2,640	13,201	98,834	103,600
Территория	124,927	2,499	12,493	73,707	115,138
Итого	6609,609	8135,210

 

Расчетная активная мощность предприятия на низшем напряжении, кВт:

 

, (2.9)

 

где Р_р.в. – расчетная нагрузка электроприемников выше 1000 В, кВт;

К_рм – коэффициент разновременности максимумов нагрузки, принимаемый равным 0,9.

 

.

 

Полная расчетная мощность для дальнейшего выбора трансформатора ГПП, кВА:

 

, (2.10)

 

где

,

 

где К_М = 1,05 – коэффициент максимума,

 

;

 

,

 

где = 0,20– нормативное значение тангенса;

 

;

.

 

Полная расчетная мощность для дальнейшего выбора сечений питающих линий, кВА:

 

, (2.11)

 

.