
- •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
Основные технические характеристики комплектных конденсаторных установок напряжением 0,38 кВ
Тип установки |
Мощность номинальная, квар |
Число ступеней регулирования, шт. |
Масса, кг |
Габаритные размеры, мм |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
УК2-0,38-50УЗ |
50 |
2 |
72 |
375х430х650 |
УК3-0,38-75УЗ |
75 |
3 |
105 |
580х430х650 |
УК4-0,38-100УЗ |
100 |
4 |
140 |
785х430х650 |
УКБН-0,38-100-50УЗ |
100 |
2 |
195 |
800х440х895 |
УКБН-0,38-200-50УЗ |
200 |
4 |
365 |
800х440х1685 |
УКБ-0,38-150У3 |
150 |
1 |
200 |
580х460х1200 |
УКБ-0,38-300У3 |
300 |
1 |
440 |
580х460х1990 |
УКЛН-0,38-300-150УЗ |
300 |
2 |
612 |
1920х500х1600 |
УКЛН-0,38-450-150УЗ |
450 |
3 |
880 |
2620х500х1600 |
УКЛН-0,38-600-150УЗ |
600 |
4 |
1125 |
3320х500х1600 |
УКЛН-0,38-900-150УЗ |
900 |
6 |
|
5100х500х1600 |
Примечание. УК – установка конденсаторная; Б – бесшкафного исполнения; Л (П) – левое (правое) расположение вводной ячейки; Н – параметр автоматического регулирования (напряжение); У3 – для умеренного климата и внутренней установки.
При выборе необходимо учесть следующее: БК равномерно распределяются по секциям сборных шин цеховой ТП (если в цеховой ТП имеются сборные шины 0,4 кВ и они секционированы); каждая конденсаторная установка должна обладать регулировочными свойствами, т. е. иметь несколько ступеней регулирования. Например, при расчётной мощности Qк.р = 380 квар следует укомплектовать КУ двумя комплектными конденсаторными установками типа УКБН-0,38-200У3, каждая из которых имеет четыре ступени регулирования по 50 квар.
Для компенсации реактивной мощности применяются комплектные конденсаторные установки (ККУ) и силовые конденсаторы, предназначенные для этой цели. Основные технические данные силовых конденсаторов и ККУ наиболее полно приведены в табл. 2.192 [23].
После выбора стандартного КУ определяются фактические значения
tg φф и cos φф после компенсации реактивной мощности:
tg
φф
= tg
φсм
–
;
cos φф = cos (arc tgφф),
где Qк.ст – стандартная мощность выбранного КУ, квар.
Результаты расчётов заносятся в строку «Всего на ШНН ТП с КУ» в графы 5 и 6 табл. 2.4.
Таблица 2.4
Сводная ведомость нагрузок до и после компенсации реактивной мощности
Параметр |
Рсм, кВт |
Qсм, квар |
Sсм, кВ.А |
cos φ |
tg φ |
Рр, кВт |
Qр, квар |
Sр, кВ.А |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Всего на ШНН ТП (без КУ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Мощность КУ, квар |
– |
|
– |
– |
– |
– |
|
– |
Всего на ШНН ТП с КУ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Потери в трансформаторах ТП, кВт |
|
|
– |
– |
– |
|
|
– |
Всего на ВН ТП с КУ |
|
|
|
– |
– |
|
|
|
При групповой компенсации реактивной мощности после определения расчётной мощности КУ производится выбор и распределение БК в цеховой сети по силовым распределительным пунктам и шинопроводам. Примеры выбора и размещения БК в радиальной и магистральной цеховой сети приведены в [23, с.128–129], [30, с.221–223], [31, с.35–36] и другой литературе.
В цехах с большим числом цеховых трансформаторов (с большим числом цеховых ТП) суммарную расчётную мощность конденсаторных батарей низкого напряжения (НБК), устанавливаемых в цеховой сети, определяют расчётами по минимуму приведённых затрат в два этапа:
1) выбирают экономически оптимальное число цеховых трансформаторов, определяют наибольшую реактивную мощность Qmax.т, квар, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ, и затем необходимую суммарную мощность Qнк1, квар, НБК при выбранном оптимальном числе трансформаторов
Qнк1 = Qсм(ШНН) – Qmax.т,
где Qсм(ШНН) – суммарная средняя реактивная мощность на ШНН цеховой ТП за наиболее загруженную смену, квар;
2) определяют дополнительную мощность Qнк2, квар, НБК в целях оптимального снижения потерь в трансформаторах и в сети напряжением 6(10) кВ предприятия.
В целом суммарную расчётную реактивную мощность Qнк НБК определяют суммой
Qнк = Qнк1 + Qнк2.
Найденная суммарная расчётная реактивная мощность Qнк НБК распределяется между трансформаторами цеха пропорционально их реактивным нагрузкам.
Методика определения оптимальной реактивной мощности НБК одновременно с выбором экономически оптимального числа цеховых трансформаторов и пример расчёта приведены в [30, с.104–110].