1. Введение

От надежного и бесперебойного электроснабжения зависит работа промышленного предприятия. Для эффективного функционирования предприятия схема электроснабжения должна обеспечивать необходимую надежность и безопасность эксплуатации.

В данном курсовом проекте разрабатывается схема электроснабжения завода запасных частей для тракторов.

Потребителями электроэнергии завода являются заводоуправление, компрессорная, два механических цеха, литейная цветного и черного литья, 4 производственных цеха, среди которых есть приемники I, II и III категорий по степени надежности электроснабжения. Требуемый уровень надежности и безопасности при разработке схемы электроснабжения и выборе оборудования можно обеспечить лишь строгим соблюдением норм, изложенных в ПУЭ, СНиПах и ГОСТах, а также применением средств релейной защиты и автоматики.

Немаловажную роль играет стоимость системы электроснабжения предприятия, поэтому при проектировании необходимо разработать несколько вариантов схем электроснабжения и на основании технико-экономического расчета выбрать наилучший вариант.

1 Определение расчетных электрических нагрузок преприятия

Расчетную нагрузку цехов предприятия определяем по методу упорядоченных диаграмм. Расчетную нагрузку освещения цеха определяем методом, основанным на использовании коэффициента спроса. Для упрощения все расчеты сведем в таблицу 3.

Расчетные нагрузки для цехов предприятия определяем методом коэффициента спроса.

В качестве примера рассмотрим определение расчётной нагрузки цеха номер 1: номинальная мощность P_н= 1550 кВт. По [1] находим значение коэффициента использования для типового цеха К_и=0,4 и коэффициент мощности cos=0,9. По [1] находим значение коэффициента спроса К_c=0,5.

tg= tg(arccos(cos)) = tg(arccos(0,9)) = 0,48.

Определим расчетную активную мощность цеха по формуле:

; (1.1)

= 0,51550 = 775 кВт.

Определим расчетную реактивную мощность цеха по формуле:

Q_p=K_cP_нtg; (1.2)

= 7750,48 = 375,4 кВАр.

Нагрузки электрического освещения определяются по формулам:

; (1.3)

Q_pо =P_роtg; (1.4)

где - нагрузка производственной площади, Вт/м²; F – площадь цеха,м²; tgопределяется по cos. Для освещения цехов выбираем люминесцентные лампы. Коэффициент мощности с учетом местной компенсаци иравен 0,9 , тогда tg=0,48;- коэффициент спроса на осветительную установку, . Площадь цехов определяем по генплану предприятия с учетом масштаба.

При расчёте будем учитывать, что осветительная нагрузка производственной площади равна 8 Вт/м² для данного цеха.

= 0,950,0081897,8 = 16,1 кВт;

= 16,1tg(arccos(0,9))=21,5кВАр.

Определим суммарную активную нагрузку механического корпуса по формуле:

∑Р_р= P_p+ P_pо ; (1.5)

∑Р_р =775+16,1 =791,1 кВт.

Определим суммарную реактивную нагрузку предельного цеха по формуле:

∑Q_р= Q_p+ Q_pо ; (1.6)

∑Q_р= 375,5+21,5 =396,9кВАр.

Определим полную нагрузку по формуле:

(1.7)

.

Аналогичным образом рассчитываются остальные цеха и здания. Результаты расчетов сведены в таблице 3.

Для освещения территории предприятия используем лампы ДРЛ. Коэффициент мощности с учетом местной компенсации cos_о=0,9. Значение удельной мощности освещенности на единицу производственной площади находим согласно [1]. Для уличного освещения =3 Вт/м². Площадь территории предприятия определяем по генплану предприятия за вычетом площади цехов, F = 57942,1 м². - коэффициент спроса на осветительную установку. cos для осветительной нагрузки равен 0,9, тогда tg=0,48.

Рассчитаем нагрузки электрического освещения территории предприятия по формулам (1.3) и (1.4):

P_pо=0,90,00557942,1= 152,6 кВт;

Q_ро= 152,6tg(arccos(0,9))= 246,3 кВАр.

Таблица 3 - Расчет нагрузок предприятия

№	Наименование цеха	РН, кВт		Ки		Кс		сosφ		tgφ		Pр, кВт		Qр, кВАр		Ро, Вт/м2		F, м2		Ксо		Рро, кВт		Qро, кВАр		Pр, кВт		Qр, кВАр		Sр, кВА
1.	Заводоуправлние столовая	1550		0,4		0,5		0,9		0,48		775		375,4		10		1897,8		0,85		16,1		21,5		791,1		396,9		885,1
2.	Механический цех №1	1440		0,3		0,5		0,7		1,02		720		734,6		11		2180,1		0,85		20,4		12,6		740,3		747,2		1051,9
3.	Литейная цветного литья	3140		0,6		0,65		0,75		0,88		2041		1800		15		2472		0,85		31,5		19,5		2072,5		1819,5		2757,9
	а) Электродуговая печь 2,5 т	3000		0,6		0,65		0,75		0,88		1950		1719,7		15
	б) 0,4 кВ.	140		0,6		0,65		0,75		0,88		91		80,3		15
4.	Литейная черного литья	1150		0,6		0,65		0,85		0,62		7475		4632,6		15		3007,3		0,85		38,3		23,7		7513,3		4656,4		8839,2
	а) Электродуговая печь 10т	10000		0,6		0,65		0,85		0,62		6500		4028,3		15
	б) 0,4 кВ.	1500		00		0,65		0,85		0,62		975		604,3		15
5.	Механический цех №2	2800		0,3		0,5		0,7		1,02		1400		1428,3		11		4034,1		0,85		37,7		23,3		1437,7		1451,67		2043,1
6.	Кузнечный цех	1862		0,4		0,5		0,75		0,88		931		821,1		13		1440		0,85		15,9		9,8		946,9		830,9		1259,8
7.	Термический цех	2600		0,6		0,65		0,65		1,17		1690		1975,8		13		1961,1		0,85		21,7		13,4		1711,6		1989,2		2624,3
8.	Энергоцех	500		0,4		0,5		0,9		0,48		250		121,1		10		1284,7		0,85		10,9		14,5		260,9		235,6		294,1
9.	Компрессорная	3700		0,55		0,6		0,8		0,75		2220		1665		13		695,9		0,85		7,7		4,7		2227,7		1669,8		2784,0
	а)Синхронные двигатели 10 к	3200		0,55		0,6		0,8		0,75		1920		1440		13
	б) 0.4 кВ	500		0,55		0,6		0,8		0,75		300		225		13
10.	Насосная	600		0,25		0,5		0,6		1,33		300		400		10		506,1		0,85		4,3		2,7		304,3		402,6		504,7
Наружное освещение																	5		57942,1		0,85		246,3		152,6		246,3		152,6		289,7
Итого по заводу в целом																											18190,8		14313,3		23318,2

На основании рассчитанных значений построим картограмму нагрузок. Она представляет собой план предприятия с нанесенными на нем окружностями, площадь которых пропорциональны величине расчетных нагрузок цехов. Радиус окружности определяется как:

; (1.8)

где R – радиус окружности,

P_p – расчетная мощность цеха,

m_p – масштаб мощности.

Принимаем m_p=0,25 кВт/мм²

Для представления о том какая часть мощности используется для освещения цеха, на окружности выделяем сектор, угол которого пропорционален общей нагрузке цеха. Угол сектора определяется как:

; (1.9)

Результаты расчетов сведены в таблицу 4

Таблица 4 – Данные для построения картограммы

	Наименование цеха	Рр, кВт	Rокр, мм	Рр.о, кВт	, град
1.	Заводоуправление,столовая	775	31,4	16,1	7,5
2.	Механический цех №1	720	30,3	20,4	10,2
3.	Литейная цветного литья	2041	51,0	31,5	5,6
	а) Электродуговая печь 2,5 т	1950	49,84
	б) 0,4 кВ.	91	10,77
4.	Литейная черного литья	7475	97,6	38,3	1,8
	а) Электродуговая печь 10т	6500	91
	б) 0,4 кВ.	975	34,73
5.	Механический цех №2	1400	42,2	37,7	9,7
6	Кузнечный цец	931	34,4	15,9	6,2
7	Термический цех	1690	46,4	21,7	4,6
8.	Энергоцех	250	17,8	10,9	15,7
9	Компрессорная	2220	53,2	7,7	1,2
	а)Синхронные двигатели 10 кВ.	1920	49,46
	б) 0.4 кВ	300	19,55
10	Насосная	300	19,5	4,3	5,2

По результатам расчетов строим картограмму нагрузок предприятия рисунок 2

Рисунок 2 - Генплан с картограммой нагрузок завода

2 ВЫБОР НОМИНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Для проектируемого предприятия единственным возможным источником питания является ТЭЦ, на которой работают 4 турбогенератора с АРН мощностью по 50 МВт, напряжением 10,5 кВ. Генераторы работают параллельно на две секции шин, секционированные реактором РБА-10-10-3000. На ТЭЦ имеется повышающая подстанция из двух раздельно работающих трансформаторов по 25 МВА, напряжением 10,5/37 кВ. Расстояние от ТЭЦ до завода 4.5 км.

Таким образом питание разрабатываемого предприятия можно осуществить на напряжениях 35 или 10 кВ.

Для определения рационального напряжения вычисляем нестандартное напряжение, соответствующее расчетным данным. Расчет выполняем по формуле Стилла, кВ:

; (2.1)

где - длина линии, = 4,5 км;

- передаваемая мощность, кВт, принимается равной расчетной активной нагрузке предприятия ₍= = 18190,67кВт).

кВ;

Таким образом, сразу можно сделать вывод, что оптимальным способом передачи электроэнергии из двух вариантов будет способ передачи на напряжение 35 кВ.

Исходя из расчетной нагрузки, рассчитываем номинальный ток ЛЭП ВН:

, (2.2)

Где n – количество параллельных линий, n = 2:

А.

По величине номинального тока и экономической плотности тока j, определяют экономические сечения проводов линий высокого напряжения:

; (2.3)

где j_э – экономическая плотность тока, j_э = 1,1;

мм².

По полученным данным выбираем провод марки АС-185 с допустимым током 520 А. Далее выбранный провод проверяем по условию допустимой потери напряжения.

При этом должно выполняться условие:

Потеря напряжения определяется как:

; (2.4)

Характеристики провада АС-120 r_уд = 0,159 ом/км, x_уд = 0,3 ом/км;

что составляет 0,5% от .

В;

что составляет 2,6% от .

Таким образом питание предприятия будет осуществляться от повысительной трансформаторной подстанции ТЭЦ при помощи двухцепной ВЛ проводами АС-185 на железобетонных опорах.

Рисунок 3 - Схема внешнего электроснабжения