- •Институт экологии Кафедра энергоснабжения и теплотехники
- •Введение
- •Глава 1. Общая часть
- •1.1. Характеристика объекта электроснабжения и ближайшего источника питания
- •1.2. Анализ потребителей электроэнергии цеха
- •Перечень злектроприемников цеха
- •1.3. Характеристика помещений по условиям среды и их классификация по взрывоопасности, пожароопасности и опасности поражения электрическим током
- •Классификация помещений по взрывоопасности, пожароопасности и опасности поражения электрическим током
- •1.4. Схема электрических сетей внешнего и внутреннего электроснабжения предприятия
- •Глава 2. Электроснабжение цеха
- •2.1. Разработка (выбор) схемы электроснабжения цеха
- •2.1.1. Выбор числа силовых трансформаторов в цеховой тп
- •2.1.2. Выбор схемы и конструктивного исполнения силовой сети цеха
- •2.1.3. Предварительная разработка плана силовой сети цеха
- •2.1.4. Распределение нагрузки по секциям сборных шин ру 0,4 кВ двухтрансформаторной цеховой тп
- •Распределение нагрузки по секциям сборных шин ру 0,4 кВ цеховой двухтрансформаторной тп
- •2.1.5. Составление упрощенной схемы электроснабжения цеха
- •2.2. Расчёт электрических нагрузок цеха
- •Расчёт ведётся в табличной форме (табл. 2.2) для каждого узла питания (срп, шра, сборки, щсу, троллея, шма, шин низкого напряжения цеховой тп), а также на стороне высокого напряжения (вн) цеховой тп.
- •Расчёт рекомендуется выполнять в следующем порядке.
- •Расчет электрических нагрузок
- •2.3. Расчёт мощности и выбор компенсирующего устройства
- •Основные технические характеристики комплектных конденсаторных установок напряжением 0,38 кВ
- •Сводная ведомость нагрузок до и после компенсации реактивной мощности
- •2.4. Определение мощности цеховой тп. Выбор трансформаторов с учётом компенсации реактивной мощности
- •Выбор трансформаторов цеховой тп
- •Характеристики выбранных трансформаторов цеховой тп
- •2.5. Определение параметров цеховой силовой сети напряжением до 1 кВ
- •2.5.1. Разработка плана силовой сети цеха
- •2.5.2. Разработка принципиальной схемы силовой сети цеха
- •2.5.3. Определение расчётных токов на участках силовой сети цеха
- •2.5.4. Выбор и проверка аппаратов защиты и силовых рп
- •2.5.5. Выбор сечений проводов, кабелей и шинопроводов силовой сети цеха по условию нагрева
- •2.5.6. Проверка линий силовой сети цеха по соответствию токам аппаратов защиты и по потере напряжения
- •Токи аппаратов защиты и минимально допустимые значения коэффициентов
- •Удельное активное сопротивление алюминиевых проводников
- •2.6. Расчёт и выбор кабельной линии напряжением 10(6) кВ, питающей цеховую тп
- •2.7. Расчёт токов короткого замыкания (кз)
- •2.7.1. Расчёт токов трёхфазного кз на стороне 10(6) кВ цеховой тп
- •Результаты расчёта токов короткого замыкания на стороне 10(6) кВ цеховой тп
- •2.7.2. Расчёт токов кз в цеховой силовой сети напряжением до 1 кВ
- •Сопротивления силовых понижающих трансформаторов мощностью до 2500 кВ.А, приведённые к вторичному напряжению 0,4 кВ (схема соединения обмоток y/Yн)
- •Коэффициенты трансформации кi и сопротивления первичных обмоток катушечных (многовитковых) трансформаторов тока
- •Сопротивления автоматических выключателей, рубильников и разъединителей напряжением до 1 кВ
- •Значения удельных сопротивлений комплектных шинопроводов
- •Значения удельных сопротивлений проводов и кабелей с алюминиевыми и медными жилами
- •Значения активных переходных сопротивлений неподвижных
- •Полное удельное сопротивление петли «фаза – нуль» Zп для кабеля или пучка проводов с алюминиевыми жилами при температуре жилы 65°с, мОм/м
- •2.7.3. Проверка элементов силовой сети цеха по условиям кз
- •Глава 3. Разработка электрической части цеховой трансформаторной подстанции
- •3.1. Классификация цеховых тп и рекомендации по их проектированию
- •3.2. Выбор схемы электрических соединений цеховой тп (ктп)
- •3.3. Выбор аппаратов и токоведущих частей ру 10(6) кВ с проверкой на действие токов кз
- •Условия выбора и проверки разъединителей и выключателей нагрузки
- •3.4. Комплектация ру 10(6) кВ цеховой некомплектной тп. Опросный лист
- •3.5. Комплектация ру 0,4 кВ цеховой некомплектной тп. Опросный лист. Проверка ру 0,4 кВ на действие токов кз
- •Комплектация ру 0,4 кВ некомплектной тп
- •3.6. Компоновка основного электрооборудования некомплектной тп
- •3.7. Ктп и их выбор
- •3.8. Комплектация ктп. Опросный лист
- •Комплектация шкафами ру 0,4 кВ ктп типа 2ктпп-400/10(6)/0,4 кВ Чебоксарского завода силового электрооборудования «Электросила»
- •3.9. Компоновка ктп
- •3.10. Расчёт заземляющего устройства тп 6(10)/0,4 кВ
- •3.10.1. Методика расчета
- •Наибольшие допустимые значения сопротивления заземляющего устройства Rз в трёхфазных сетях с различным режимом нейтрали [19]
- •Приближённые значения удельного сопротивления грунтов (ρ)
- •Характеристики климатических районов и приближённые значения коэффициентов сезонности для вертикальных и горизонтальных заземлителей [24]
- •Рекомендуемые электроды для заземляющего устройства [31]
- •. Значения коэффициентов использования электродов заземлителя
- •Библиографический список
- •Приложение 1 некоторые термины и определения
- •Исходные данные
- •Вопросы для разработки
- •Отчетный материал
- •Защита курсового проекта п4.1. Контрольные вопросы для подготовки к защите курсового проекта
- •П4.2. Памятка студенту по защите курсового проекта
- •П4.3. Доклад студента на защите курсового проекта (вариант)
- •Приложение 5 Обозначения условные графические и буквенный код элементов электрических схем
- •Приложение 6 Размеры графических обозначений наиболее применяемых элементов схем электрических соединений
- •Выдержки из гост 21.614—88. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах
- •Приложение 8 бланки опросных листов чзсэ «электросила»
- •Приложение 9 Технические данные автоматических выключателей серии ва
- •Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных
- •Допустимый длительный ток для переносных шланговых легких и средних шнуров, переносных шланговых тяжелых кабелей, шахтных гибких шланговых, прожекторных кабелей и переносных проводов с медными жилами
- •Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной маслоканифольной и нестекающей массами изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке, прокладываемых в земле
2.3. Расчёт мощности и выбор компенсирующего устройства
К сетям напряжением 380 В на промышленных предприятиях подключается бóльшая часть потребителей реактивной мощности. Коэффициент мощности нагрузки обычно не превышает 0,8. Сети напряжением 380 В электрически более удалены от источников питания, поэтому передача реактивной мощности в сеть низкого напряжения требует увеличения сечений проводов и кабелей, повышения мощности силовых трансформаторов и сопровождается потерями активной и реактивной мощности. Затраты, обусловленные перечисленными факторами, можно уменьшить или даже устранить, если осуществить компенсацию реактивной мощности. Поэтому компенсация реактивной мощности является неотъемлемой частью задачи электроснабжения цеха.
Как правило, в цехах, предложенных для выполнения курсового проекта, в качестве компенсирующего устройства (КУ) применяются батареи статических конденсаторов (БК). Необходимо определить суммарную реактивную мощность БК, выбрать тип стандартных БК, а также места их расположения в цехе. В курсовом проекте рекомендуется выполнить централизованную компенсацию реактивной мощности путём подключения БК к каждой секции сборных шин 0,4 кВ цеховой ТП (см. рис. 2.1).
Расчётная реактивная мощность КУ Qк.р, квар, определяется из соотношения
Qк.р = αРсм(ШНН) (tg φсм – tg φэ),
где α – коэффициент, учитывающий выполнение мероприятий в цехе по компенсации реактивной мощности, не требующих наличия компенсирующих устройств (учитывающий естественные способы повышения cos φ); принимается α = 0,9;
Рсм(ШНН) – средняя расчётная активная мощность на шинах низкого напряжения (ШНН) цеховой ТП за максимально загруженную смену, кВт;
tg φсм – средневзвешенный коэффициент реактивной мощности, соответствующий мощностям Рсм и Qсм на ШНН цеховой ТП до компенсации реактивной мощности (берётся из табл. 2.2);
tg φэ – оптимальный коэффициент реактивной мощности, соответсвующий установленному энергосистемой значению экономически оптимальной реактивной мощности Qэ1, выдаваемой предприятию в часы максимума активной нагрузки энергосистемы, и средней расчётной активной мощности предприятия за максимально загруженную смену [15] (принимается согласно заданию к курсовому проекту).
При определении расчётной мощности, по которой выбирается мощность КУ, следует учитывать наличие в цехе синхронных двигателей (СД), так как они являются источником реактивной мощности. Реактивная мощность Qсд, генерируемая каждым СД, квар, определяется по формуле
Qсд = Рном.сд Кз.сд tg φном,
где Рном.сд – номинальная активная мощность двигателя, кВт;
Кз.сд – коэффициент загрузки СД по активной мощности;
tg φном – номинальный коэффициент реактивной мощности СД (при отсутствии данных принимается 0,6).
Поэтому, если в цехе установлены синхронные двигатели напряжением 380 В, то расчётная мощность КУ определяется по формуле
Qк.р = αРсм(ШНН) (tg φсм – tg φэ) – ΣQсд,
где ΣQсд – суммарная реактивная мощность, генерируемая СД, квар.
По расчётной мощности КУ и заданному напряжению цеховой сети (380 В) по табл. 2.3 или по табл. 6.1.1 [32] выбираются тип и стандартная мощность конденсаторных установок, выписываются необходимые технические данные (тип, номинальная мощность, число ступеней регулирования, масса, габаритные размеры).
Оформляется табл. 2.4, в которой первая строка «Всего на ШНН ТП без КУ» заполняется по результатам расчёта из строки «Всего на ШНН ТП» табл. 2.2. Номинальная мощность выбранного КУ заносится в строку «Мощность КУ» в графы 3 и 8 табл. 2.4.
Таблица 2.3