Расчет электрических нагрузок по фабрике

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

 

кафедра___ Электроснабжение промышленных предприятий ___________

 

«Допущен к защите»

Заведующий кафедрой ЭПП

Бакенов К.А. к.т.н., доцент

(Ф.И.О., ученая степень, звание)

________ «____»______ 2014 г.

(подпись)

 

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

На тему: ____________________________________________________________

____

____

Специальность __ 5В071800 - Электроэнергетика _________________________

Выполнил (а) _______________________________________________________________

(Фамилия и инициалы) группа

 

Научный руководитель______________________________________________________

(Фамилия и инициалы, ученая степень, звание)

Консультанты:

по экономической части:

________________________________

(Фамилия и инициалы, ученая степень, звание)

_________________________ «________»____________________20____г.

(подпись)

по безопасности жизнедеятельности:

________________________________

(Фамилия и инициалы, ученая степень, звание)

_________________________ «________»____________________20____г.

(подпись)

по применению вычислительной техники:

________________________________

(Фамилия и инициалы, ученая степень, звание)

_____________________ «_______»_________________20___г.

(подпись)

________________________________

(Фамилия и инициалы, ученая степень, звание)

_____________________ «_______»_________________20___г.

(подпись)

Нормоконтролер: ____________________________________________________________

(Фамилия и инициалы, ученая степень, звание)

_____________________ «_______»_________________20___г.

(подпись)

Рецензент: _________________________________________________________________

(Фамилия и инициалы, ученая степень, звание)

_____________________ «_______»_________________20___г.

(подпись)

Алматы 2014 г.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Факультет_______ Электроэнергетический __________________________

Специальность __ 5В071800 - Электроэнергетика _____________________

Кафедра _______ Электроснабжение промышленных предприятий ______

 

ЗАДАНИЕ

на выполнение дипломного проекта

Студент _________________________________________________________

(фамилия, имя, отчество)

Тема проекта_________________________________________________________

____

____

 

утверждена приказом ректора № 115 от «24» сентября 2013 г.

Срок сдачи законченной работы «___» ______________ 20___ г.

Исходные данные к проекту требуемые параметры результатов

проектирования (исследования) и исходные данные объекта

____

____

____

____

____

____

____

 

Перечень подлежащих разработке дипломного проекта вопросов или краткое содержание дипломного проекта:

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

 

Рекомендуемая основная литература

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

 

Консультанты по проекту с указанием относящихся к ним разделов

 

Раздел	Консультант	Сроки	Подпись

 

Г Р А Ф И К

подготовки дипломного проекта

№ п/п	Наименование разделов, перечень разрабатываемых вопросов	Сроки представления руководителю	Примечание

 

Дата выдачи задания «01»__ октября __2013 г.

 

Заведующий кафедрой ________________ __________ (Бакенов К.А.) ____

(подпись) (Фамилия и инициалы)

 

Руководитель ___________________ __________________________

(подпись) (Фамилия и инициалы)

 

Задание принял к исполнению

студент ____________________ ___________________________

(подпись) (Фамилия и инициалы)

АҢДАТПА

АННОТАЦИЯ

ANNOTATION

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ. 8

1 Исходные данные к проекту. 9

2 Расчет электрических нагрузок по фабрике. 10

2.1 Расчет осветительной нагрузки. 10

2.2 Расчет электрических нагрузок по фабрике. 12

2.3 Выбор числа цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности на напряжение 0,4 кВ.. 16

2.4 Уточненный расчет электрических нагрузок по фабрике. 18

2.4.1 Определение потерь мощности в ТП.. 18

2.4.2 Определение расчетной мощности синхронных двигателей. 19

2.4.3 Расчет компенсации реактивной мощности. 19

на шинах 10 кВ ГПП. 19

3 Выбор схемы внешнего электроснабжения. 23

3.1 I Вариант. 23

3.1.1 ЛЭП –115 кВ. 24

3.1.2 Трансформаторы энергосистемы.. 25

3.1.3 Выбор выключателей и разъединителей на U=115 кВ.. 25

3.1.4 Расчет затрат на I вариант. 26

3.2 II Вариант. 28

3.2.1ЛЭП –35 кВ. 29

3.2.2 Трансформаторы энергосистемы.. 29

3.2.3 Выбор ОПН, выключателей и разъединителей на U=35 кВ.. 30

3.2.4 Расчет затрат на II вариант. 31

3.3 III Вариант. 33

3.3.1 ЛЭП –10,5 кВ. 33

4 Выбор оборудования U=10 кВ.. 34

4.1 Расчет токов короткого замыкания на шинах ГПП и РП.. 34

4.2 Выбор выключателей. 35

4.3 Выбор кабелей отходящих линий. 36

4.4 Выбор выключателей нагрузок на ТП.. 38

4.5 Выбор автоматических выключателей на ТП.. 38

4.6 Выбор трансформаторов тока. 39

4.7 Выбор трансформаторов напряжения. 41

4.8 Выбор шин ГПП.. 42

4.9 Выбор изоляторов ГПП.. 42

5 Сравнительная характеристика выключателей. 44

5.1 Требования, предъявляемые к выключателям, заключаются в следующем: 44

6 Безопасность жизнедеятельности. 54

6.1 Анализ условий труда механического цеха. 54

6.2 Мероприятия, направленные на улучшение условий труда. 56

6.3 Расчет мероприятий для снижения шума. 62

6.4 Расчет зануления. 63

6.5 Расчет зануления участка механического цеха. 66

7 Экономическая часть. 70

7.1 Цель разработки проекта. 70

7.2 Расчет технико-экономических показателей подстанции. 70

7.2.1 Определение капитальных вложений в строительство подстанции и ЛЭП 70

7.2.2 Определение ежегодных издержек производства в подстанции и ЛЭП.. 72

7.3 Показатели финансовой эффективности. 73

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Курсовая работа по дисциплине проектирование систем электроснабжения является самостоятельной работой студента по закреплению теоретического материала. В данной курсовой работе проектируется бумажная фабрика. Разработка проекта начинается с определения электрических нагрузок согласно "Руководящим указаниям" методом коэффициентов использования и максимума. Далее идет выбор числа и мощности трансформаторных подстанций и схемы электроснабжения предприятия в целом по результатам технико–экономических расчетов. Рационально выполненная современная система электроснабжения промышленного предприятия должна удовлетворять ряду требований, как экономичность и надежность, безопасность и удобства эксплуатации, возможность расширения производства минимальными изменениями схемы электроснабжения.

Исходные данные к проекту

Тема: «Электроснабжение Бумажной фабрики»

 

Питание может быть осуществлено от подстанции энергосистемы неограниченной мощности, на которой установлено два трансформатора мощностью по 40 МВА напряжением 37/10,5 кВ (трансформаторы работают раздельно) или глухой отпайкой от транзитной двухцепной ЛЭП–115кВ. Мощность к.з. в месте отпайки равна 1200МВА, а на стороне 37кВ подстанции энергосистемы 600МВА.

Расстояние от подстанции энергосистемы до фабрики – 5,5 км, от транзитной ЛЭП–115кВ до фабрики – 12км

 

Таблица 1 – Электрические нагрузки по фабрике

Наименование	Кол–во ЭП, n	Установленная мощность
Одного ЭП, Pн	Σ Pн
1.Бумажная машина №1		5–50
2.Бумажная машина №2		5–40
3.Бумажная машина №3		5–45
4.Бумажная машина №4		5–70
5.Бумажная машина №5,6,7		5–70
6.Кислотный цех		10–90
7.Дереворубка
8.Варочное отделение		10–35
9.Отбельное отделение		8–30
10.Тряпковарка		10–16
11.Кислородная станция		15–100
12.Механические мастерские		5–50
13.Лесотаски (транспортеры и пилы)		1–55
14.Склады		1–25
15.Насосная:
А)0,4кВ		10–20
Б)СД 10кВ
16.Компрессионная станция:
А)0,4кВ		10–15
Б)СД 10кВ
17.Заводоуправление		1–15

 

 

2 Расчет электрических нагрузок по фабрике

 

 

2.1 Расчет осветительной нагрузки

 

Расчет осветительной нагрузки при определении нагрузки предприятия производим упрощенным методом по удельной плотности осветительной нагрузки на квадратный метр производственных площадей и коэффициенту спроса.

По этому методу расчетная осветительная нагрузка принимается равной средней мощности освещения за наиболее загруженную смену и определяется по формуле:

 

Р_po=К_coР_уо, кВт (2.1)

Q_po=tg_оР_ро, квар, (2.2)

 

где К_co –коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки;

tg_о –коэффициент реактивной мощности, определяется по cos ;

Р_уо – установленная мощность приемников освещения по цеху, определяется по удельной осветительной нагрузке на 1м² поверхности пола известной производственной площади:

 

Р_уо=_оF, кВт (2.3)

 

где F–площадь производственного помещения, которая определяется по генеральному плану фабрики, м²;

_удельная расчетная мощность, кВт/м².

Все расчетные данные заносятся в таблицу 2.1.

 

Таблица 2.1 – Расчет осветительных нагрузок

№	Наименование	S, м2	Удельная осветительная нагрузка	Кс	Установленная мощность освещения, кВт/ м2	Расчетная мощность освет. нагрузки	cosφ	tgφ	Тип ИС
Рро,кВт	Qpo,квар
	Бумажная машина1		0,014	0,8		24,73	42,83	0,5	1,73	ДРЛ
	Бумажная машина2		0,017	0,8		48,96	84,80	0,5	1,73	ДРЛ
	Бумажная машина3		0,016	0,8		39,32	68,11	0,5	1,73	ДРЛ
	Бумажная машина4		0,018	0,8		57,14	98,97	0,5	1,73	ДРЛ
	Бумажная машина5,6,7		0,014	0,8		25,80	44,70	0,5	1,73	ДРЛ
	Кислотный цех		0,014	0,8		7,53	13,04	0,5	1,73	ДРЛ
	Дереворубка		0,015	0,8		9,41	16,30	0,5	1,73	ДРЛ
	Варочное отделение		0,016	0,8		14,34	6,94	0,9	0,48	ЛН
	Отбельное отделение		0,017	0,8		17,63	8,54	0,9	0,48	ЛН
	Тряпковарка		0,015	0,8		19,20	9,30	0,9	0,48	ЛН
	Кислородная станция		0,013	0,7		4,08	1,97	0,9	0,48	ЛН
	Механ.мастерские		0,014	0,85		7,62	13,19	0,5	1,73	ДРЛ
	Лесотаски		0,014	0,85		20,56	35,62	0,5	1,73	ДРЛ
	Склады		0,010	0,6		14,59	25,27	0,5	1,73	ДРЛ
	Насосная станция
	a)0,4кВ		0,013	0,7		3,93	1,9	0,9	0,48	ЛН
	Коспрессионая
	a)0,4кВ		0,013	0,7		3,93	1,9	0,9	0,48	ЛН
	Заводоуправление		0,020	0,9		34,27	59,36	0,5	1,73	ДРЛ
	Территоррия		0,005			1136,8		0,5	1,73	ДРЛ

Расчет электрических нагрузок по фабрике

 

Расчет электрических нагрузок напряжением до 1 кВ по цехам фабрики производим также методом упорядоченных диаграмм упрощенным способом. Результаты расчета силовых и осветительных нагрузок по цехам сведены в таблицу 2.2 – Расчет силовой нагрузки напряжением 0,4кВ.

Для построения картограммы нагрузок предприятия:

 

(2.4)

 

где R – радиус окружности;

α – угол сектора;

m – масштаб для определения площади круга, равный 0.05

Для механического цеха найдем:

Количество электроприемников – n;

Номинальные мощности приемников – Рн;

Суммарную номинальную мощность ΣРн;

По следующим формулам:

 

(2.5)

 

Таблица 2.2 – Расчет электрических нагрузок по цехам, U=0.4кВ

Номера цехов	Наименования	n	Рmin Pmax	Руст	m	Ки	Cosφ/ tgφ	Рсм	Qсм	nэ	Км	Рр	Qp	Sр	Iр	R	α
1.Бумажная машина 1	а)силовая		5–50		>3	0,6	0,75/ 0,88		582,07		1,1			930,5	1343,1
б)осветительная		24,73	42,83	49,46	71,39
Итого	750,73	624,90	976,78	1409,90
2.Бумажная машина 2	а)силовая		5–40		>3	0,6	0,75/ 0,88		476,24		1,1		476,2	761,3	1098,9
б)осветительная		48,96	84,80	97,92	141,34
Итого	642,96	561,04	853,32	1231,70
3.Бумажная машина 3	а)силовая		5–45		>3	0,6	0,75/ 0,88		449,78		1,12	571,2	449,7		1049,4
б)осветительная		39,32	68,11	78,64	113,52
Итого	610,52	517,88	800,59	1155,58
4.Бумажная машина 4	а)силовая		5–70		>3	0,6	0,75/ 0,88		899,56		1,1		899,5		2075,7
б)осветительная		57,14	98,97	114,28	164,95
Итого	1179,14	998,52	1545,13	2230,26
5.Бумажная машина 5,6,7	а)силовая		5–70		>3	0,6	0,75/ 0,88		1322,88		1,09		1322,8	2103,1	3035,7
б)осветительная		25,80	22,76	34,41	49,67
Итого	1660,80	1345,64	2137,52	3085,34
6.Кислотный цех	а)силовая		10–90		>3	0,5	0,8/ 0,75		262,5		1,23	430,5	262,5	504,2	727,8
б)осветительная		7,53	5,64	9,41	13,58
Итого	438,03	268,14	513,58	741,32
7.Дереворубка	а)силовая		10–10		<3	0,4	0,65/ 1,17		79,5		1,27	86,3	79,5	117,3	169,4
б)осветительная		17,63	8,54	19,58	28,27
Итого	103,99	88,04	136,25	196,66
8.Варочное отделение	а)силовая		10–35		>3	0,35	0,8/ 0,75		157,5		1,15	241,5	157,5	288,3	416,1
б)осветительная		14,34	6,94	15,93	22,99
Итого	255,84	164,44	304,13	438,98

Продолжение таблицы 2.2

Номера цехов	Наименования	n	Рmin Pmax	Руст	m	Ки	Cosφ/ tgφ	Рсм	Qсм	nэ	Км	Рр	Qp	Sр	Iр	R	α
9.Отбельное отделение	а)силовая		8–30		>3	0,5	0,7/ 1,02		204,04		1,16		204,04	308,96	445,9
б)осветительная		17,63	8,54	19,58	28,27
Итого	249,63	212,58	327,88	473,26
10.Тряпковарка	а)силовая		10–16		<3	0,6	0,8/ 0,75		292,5		1,12	436,8	292,5	525,69	758,8
б)осветительная		19,20	9,30	21,33	30,79
Итого	456,00	301,80	546,83	789,30
11.Кислородная станция	а)силовая		15–100		>3	0,6	0,7/ 1,02		336,67		1,24	409,2	336,67	529,9	764,9
б)осветительная		4,08	1,97	4,53	6,54
Итого	413,28	338,64	534,30	771,22
12.Механические мастерские	а)силовая		5–50		>3	0,3	0,75/ 0,88		158,75		1,28	230,4	158,75	279,79	403,9
б)осветительная		7,62	13,19	15,23	21,99
Итого	238,02	171,94	293,62	423,82
13.Лесотаски	а)силовая		1–55		>3	0,35	0,6/ 1,33		303,33		1,21	275,3	303,33	409,62	591,3
б)осветительная		20,56	35,62	41,13	59,36
Итого	295,84	338,95	449,90	649,39
14.Склады	а)силовая		1–25		>3	0,4	0,8/ 0,75				1,19	190,4		225,06	324,8
б)осветительная		14,59	25,27	29,18	42,12
Итого	204,99	145,27	251,25	362,66
15. Насосная станция
А)0,4кВ	а)силовая		10–20		<3	0,6	0,7/ 1,02		104,6		1,23	125,4	104,06		235,3
б)осветительная		3,93	1,90	4,37	6,30
Итого	129,39	105,96	167,24	241,40
Б)СД 10кВ	а)силовая				<3	0,7	0,8/ 0,75				1,29

 

Окончание таблицы 2.2

Номера цехов	Наименования	n	Рmin Pmax	Руст	m	Ки	Cosφ/ tgφ	Рсм	Qсм	nэ	Км	Рр	Qp	Sр	Iр	R	α
16. Компрессионная станция
А)0,4кВ	а)силовая		10–15		<3	0,6	0,7/ 1,02		79,58		1,15	89,7	79,5	119,9	173,1
б)осветительная		3,93	1,90	4,37	6,30
Итого	93,63	81,48	124,12	179,16
Б)СД 10кВ	а)силовая				<3	0,7	0,8/ 0,75				1,29
17. Заводоуправление	а)силовая		1–15		<3	0,5	0,75/ 0,88		57,32		1,2		57,32	96,8	139,7
б)осветительная		34,27	59,36	68,54	98,94
Итого	112,27	116,69	161,93	238,66		112,27
18. Территория	осветительная		1136,80	1969,00	2273,60	3281,76
Итого		8971,85	8350,91	12397,96	17895,44