Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Саратовский государственный технический университет

В.М.Озерский, И.М.Хусаинов, И.И.Артюхов

РАСЧЕТЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В

Учебное пособие

для курсового и дипломного проектирования

для студентов специальностей «Промышленная теплоэнергетика»,

«Энергетика теплотехнологий», «Электротехнологические установки и системы»,

«Энергообеспечение предприятий», «Электроснабжение»

и направления «Электроэнергетика»

Саратов 2010

УДК 658.26(075.8)

ББК 31.279

О-46

Рецензенты:

Доктор технических наук, профессор

Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И.Вавилова

Г.П.Ярошенко

Одобрено

редакционно-издательским советом

Саратовского государственного технического университета

Озерский В.М.

О-46 Расчеты электроснабжения промышленных объектов напряжением до 1000 В: Учеб. пособие/ В.М.Озерский, И.М.Хусаинов, И.И.Артюхов. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. 74 с.

ISBN 978-5-7433-0556-0

Содержит методы расчета электрических нагрузок, компенсации реактивной мощности, выбора трансформаторов подстанций 10(6)/0,4 кВ, сечений проводников и уставок защит ответвлений к электроприемникам, шинопроводов и кабельных линий, питающих группы электроприемников напряжением до 1000 В промышленных объектов электроснабжения.

Предназначается для студентов не электротехнических специальностей при выполнении курсового и дипломного проектирования, а также представляет интерес для студентов электротехнических специальностей и проектных организаций в части расчетов цеховых сетей напряжением до 1000 В крупных промышленных предприятий.

ISBN 987-5-7433-0556-0  Саратовский государственный

технический университет, 2010

 Озерский В.М., Хусаинов И.М.,

Артюхов И.И., 2010

Содержание

1. Исходные данные для электрической части проекта 5

2. Общий порядок расчета 7

3. Определение расчетных нагрузок 7

3.1. Расчетные коэффициенты 7

3.2. Ответвления к электроприемникам 9

3.3. Питающие сети напряжением до 1000 В 10

3.4. Шины цеховых трансформаторных подстанций, магистральные шинопроводы 14

3.5. Расчет электрических нагрузок электроприемников напряжением выше 1000 В 14

4. Выбор трансформаторов цеховых ТП и компенсирующих устройств напряжением до 1000 В 16

5. Составление принципиальной схемы электроснабжения 17

6. Определение расчетных токов и выбор защитной аппаратуры 18

7. Выбор проводов и кабелей 20

7.1. Сети напряжением до 1000 В 20

7.2. Сети напряжением 6-35 кВ 24

8. Проверка защитной аппаратуры и кабельных линий по токам коротких замыканий 26

8.1. Наибольшие токи трехфазного КЗ 27

8.2. Наименьшие токи однофазного КЗ 30

9. Выбор магнитных пускателей 34

Введение

Современные тенденции проектирования промышленных объектов различного назначения сходятся в стремлении минимизировать как капитальные затраты на строительство систем, так и эксплуатационные издержки с целью получения максимальной прибыли и минимизации сроков окупаемости. Указанные экономические цели однозначно связаны с техническими задачами максимального использования электротехнологического оборудования и элементов систем электроснабжения, применения схем с минимальным объемом резервирования.

Поставленные задачи решаются на всех стадиях разработки технических решений:

• конструирование элементов систем и электротехнологического оборудования с минимально необходимыми запасами прочности, гарантирующими безотказную работу в течение срока морального старения объектов;

• обоснование критериев и расчет эквивалентных электрических нагрузок, адекватных случайным процессам электропотребления, с учетом особенностей отдельных элементов систем электроснабжения;

• максимальное использование экономичных режимов работы и перегрузочной способности элементов систем электроснабжения, как в нормальных, так и в аварийных режимах, с целью минимизации их мощности и стоимости;

• проектирование питающих сетей максимальной пропускной способности с минимальными затратами;

• обоснование минимально необходимых резервных элементов систем, окупаемых снижением ущербов от перерывов электроснабжения;

• максимальным использованием индустриальных методов строительства энергетических объектов;

• в эксплуатации, путем оптимизации ремонтных циклов и профилактических испытаний электрооборудования, оптимальным оперативным управлением всеми видами режимов энергосистемы, как с участием человека, так и автоматически.

Специфической особенностью проектирования электроэнергетических систем всех уровней является обязательное требование обеспечения электробезопасности, как обслуживающего персонала, так и пользователей электроэнергии, как на техническом, так и на организационном уровнях.

В нашей стране и за рубежом существует множество решений поставленных задач с тем или иным уклоном на различные критерии оптимальности. Учитывая многокритериальность перечисленных задач и множество Парето их оптимальных решений, ускоряющееся расширение специализированных электронных баз данных по электрооборудованию, развитие численных методов оптимизации, следует ожидать непрерывного усложнения методик расчета, ориентированных на применение ЭВМ и убыстряющегося во времени изменения нормативной документации.

В предлагаемом пособии детально рассматриваются сети напряжением до 1000 В, расчет которых предлагается выполнять на основе существующих, действующих нормативных документов и апробированных методик расчета, обобщивших опыт оптимального проектирования и эксплуатации указанных сетей многих авторов за последние десятилетия.

Рабочие чертежи сетей напряжение до 1000 В является завершающем этапом проектирования. Для маломощных объектов (с установленной мощностью до 750 кВА) этот этап проектирования является начальным и единственным. Для крупный предприятий, с установленной мощностью свыше 4÷6 МВт, этапу детальной проработки сетей до 1000 В предшествует этап технико-экономических обоснований, расчетов (ТЭР). На стадии ТЭР решаются вопросы: выбора числа и мощности линий и трансформаторов всех уровней (ГПП, РП, ТП), компенсирующих устройств до и выше 1000 В, выбора оптимальных напряжений внешнего и внутреннего электроснабжения, оптимального распределения нагрузок между ГПП, мини-ТЭЦ и ТП, резервирования предприятия в целом, отдельных групп цехов и ответственных электротехнологических установок.

В предлагаемом пособии рассматриваются вопросы детального расчета сетей до 1000 В, применительно к малым предприятиям, или обоснованным ранее решениям электроснабжения высших уровней систем электроснабжения крупных предприятий.

Целью выполнения электрической части курсового (дипломного) проекта по сетям до 1000 В является детальная проработка силовых сетей отдельного объекта (цеха, котельной, компрессорной) на стадии выполнения рабочих чертежей, необходимых для строительства проектируемого объекта. На этой стадии проектирования основными документами проекта являются рабочие чертежи, на которые выносится максимум не только конструктивной, но и расчетной информации.

В зависимости от задания на проектирование, число чертежей может варьироваться. Как правило, необходимыми являются два вида чертежей: план размещения силового оборудования проектируемого объекта, однолинейные схемы электроснабжения проектируемого объекта. В зависимости от конкретного задания, определенного руководителем проекта, эти чертежи могут дополняться планами и разрезами подстанций, детальным изображением не стандартных узлов и деталей, кабельными журналами, изображением конструкций закладных деталей, схемами и планами размещения элементов заземления и молниезащиты, другими материалами, необходимыми для строительства.