Расчет осветительной нагрузки по цехам предприятия

Введение

Курсовая работа посвящена проектированию системы электроснабжения, для завода продольно-строгальных станков.

Исходными данными для выполнения курсовой работы являются генеральный план завода, установленные электрические нагрузки по цехам, а также сведения об источниках электроэнергий для предприятия.

В курсовом проекте необходимо выполнить следующие пункты:

1. Расчет низковольтной силовой нагрузки по цехам завода методом «Упорядоченных диаграмм нагрузок».

2. Расчет осветительной нагрузки по цехам завода методом удельной плотности осветительной нагрузки на квадратный метр производственных площадей и коэффициенту спроса на осветительную нагрузку.

3. Расчет суммарной силовой и осветительной нагрузки по цехам завода напряжением 0,4кВ.

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

5. Определение потерь мощности в цеховых ТП.

6. Определение высоковольтных расчетных нагрузок.

7. Расчет компенсации реактивной мощности на шинах 6-10кВ ГПП.

8. Определение суммарной мощности по предприятию, включая низковольтные и высоковольтные нагрузки.

9. Технико-экономическое сравнение вариантов внешнего электроснабжения.

10. Выбор оборудования напряжение выше 1000В.

11. Графическая часть.

 

 

Исходные данные на проектирование

 

1. Схема генерального плана завода

2. Сведения об электрических нагрузках по цехам завода.

3. Питания может быть осуществлено от подстанции энергосистемы неограниченной мощности, на которой установлены два трехобмоточных трансформатора мощностью по 50,5 МВА, напряжением 115\37\10,5 кВ (трансформаторы работает раздельно). Мощность к.з на стороне 115 кВ трансформатора равна 1100 МВА.

4. Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 5,2 км.

5. Завод работает в три смены.

Электрические нагрузки

№ № п/п	Наименование	Кол-во ЭП, n	Установленная мощность, кВт
Одного ЭП, Рн	Ʃ Рн
	Заводоуправление, столовая		1-40
	Цех хлора и каустика		10-100
	Компрессорная
	а) СД 10 кВ
	Цех хлорафоса		1-40
	Материальный склад		1-10
	Насосная		4-200
	а) СД 10кВ
	Цех метиленхлорида №1		1-40
	Цех метиленхлорида №2		1-40
	Котельная		10-80
	Ремонтно-механический		4-36
	Склад готовой продукции		1-14
	Цех сульфата аммония №1		1-28
	Цех синильной кислоты №1		1-80
	Цех сжигания газов		10-50
	Цех синильной кислоты №2		7-40
	Цех сульфата аммония №2		1-50

 

Определение потерь мощности в блоках ЦТП

Определение расчетных активных и реактивных потерь мощностей

 

Потерь мощности в блоках ТП 1

Потерь мощности в блоках ТП 2-3

 

Общие суммарные потери активной и реактивной мощности в трансформаторах:

 

Расчет капитальных затрат

Определим капиталовложения на трансформатор ГПП:

Определим капиталовложения на ЛЭП:

Определим капиталовложения на выключатели:

Определим капиталовложения на разъединители:

Определим долевое участие трансформатора системы:

Определим капиталовложения на трансформатора системы:

Определим долевое участие выключателей В1-В2:

Определим капиталовложения на выключатели В1 и В2:

Определим долевое участие секционного выключателя В3:

Определим капиталовложения на секционного выключателя В3:

 

Определим суммарное капиталовложения по второму варианту схемы:

Определим капиталовложения на оборудования:

 

Расчёт издержек

Издержки на амортизацию:

И_а =И_а.обор+И_а.лэп =2111200+7862912=9974112 тенге/г

И_а.обор=Е_а =0,063 122858000=7862912 тенге/г

И_а.лэп =Е_а.лэп К_лэп=0,028 75400000=2111200 тенге/г

где - Е_а =6,3% норма отчислений на амортизацию оборудования;

Е_а.лэп=2,8% норма отчислений на амортизацию линии.

 

Эксплуатационные издержки:

И_э =И_э.обор+И_э.лэп =301600+1228580=1530180 тенге/г

И_э.обор=Е_э =0,01 122858000=1228580 тенге/г

И_э.лэп =Е_э.лэп К_лэп=0,004 75400000= 301600тенге/г

Издержки на потери:

=16 =13957793,3 тенге/г

где С_о - стоимость потерь электроэнергии равна 16 тенге.

 

Совместные издержки по первому варианту схемы:

И₁=И_а+И_э+И_пот=9974112+1530180+13957793,3=12562085,3тенге/г

 

Приведенные затраты по первому варианту схемы:

 

З₁=Е + =0,12 =49253045,3тенге/г

N	Un			З1
I
II			25462085,3	49253045,3

 

Выбор выключателей нагрузки

Для всех трансформаторов принимаем выключатель нагрузки типа

ВН –17УЗ

 

Проверим выбранный выключатель нагрузки.

Паспортные	Расчетные
Uн=10 кВ Iн=400 A Iскв=52кА	U=10 кВ Iав=115,47 A iуд=11,94 кА

Выбираем кабель ГПП- ТП1

; I_ав=227,6А

а) по экономической плотности тока:

F_э = I_р / j_эк = 113,8/1,6=71,13 мм². j_эк=1,6 - для Т_м= 6000 ч.

б) проверим выбранный кабель по термической стойкости к I_кз, найдем минимальное сечение кабеля по I_кз:

F_min=α · I_кз · =12 · 5,96 · =45,23 мм²;

Принимаем 2 кабеля маркой АВВГ-(3х120),I_доп=240 А ≥ I_р=113,8А;

в) проверка по аварийному току: 1,3 · I_доп =312≥ I _ав =227,6 А;

проверка по рабочему режиму с учетом поправочного коэффициента К_попр, зависящего от количества кабелей проложенных в одной траншее К_попр=0,92 (2 кабелей в траншее):

Условия выполняются, тогда окончательно принимаем кабель марки АВВГ-(3 120), с I_доп=253А.

4.5.3. Выбираем кабель ГПП – ТП2-3:

а) по экономической плотности тока:

F_э = I_р / j_эк = 174,5 /1,6=109 мм². j_эк=1,6 - для Т_м= 6000 ч.

б) проверим выбранный кабель по термической стойкости к I_кз, найдем минимальное сечение кабеля по I_кз:

F_min=α · I_кз · =12 · 5,96 · =45,23 мм²;

Принимаем 2 кабеля маркой АВВГ-(3х185),I_доп=336 А ≥ I_р=174,5А;

в) проверка по аварийному току: 1,3 · I_доп =537,6≥ I _ав =349,2 А;

проверка по рабочему режиму с учетом поправочного коэффициента К_попр, зависящего от количества кабелей проложенных в одной траншее К_попр=0,92 (2 кабелей в траншее):

Условия выполняются, тогда окончательно принимаем кабель марки АВВГ-(3 185), с I_доп=336А.

Выбираем кабель от ТП2 до ТП3:

а) по экономической плотности тока:

F_э = = =54.5мм².

j_эк=1,6 - для Т_м= 6000 ч.

б) проверим выбранный кабель по термической стойкости к I_кз, найдем минимальное сечение кабеля по I_кз:

F_min=α · I_кз · =12 · 5.96 · =45.23 мм²;

принимаем 2 кабеля маркой АВВГ- (3х50)

в) проверка по аварийному току:

I_доп =147А

1,3 · I_доп≥ I _ав

1,3 · I_доп =191,1А

I _ав =174.6А;

принимаем 2 кабеля маркой АВВГ- (3х50).

г) проверка по рабочему режиму с учетом поправочного коэффициента К_попр, зависящего от количества кабелей проложенных в одной траншее К_попр=0,92 (2 кабеля в траншее):

I_р / К_попр =87.3/0,9=97

Iдоп ≥ Iр/Кпопр;

147А ≥97 А

Условия выполняются, тогда окончательно принимаются кабель марки АВВГ- (3х50), с I_доп =147А.

Выбор кабелей к СД

Компрессорная

I_р.сд=73,1 А.

а) по экономической плотности тока:

F_э = I_р / j_эк = 73,1 /1,6=42,12 мм²; j_эк=1,6 - для Т_м= 6000 ч

б) проверим выбранный кабель по термической стойкости к I_кз, найдем минимальное сечение кабеля по I_кз:

F_min=α · I_кз · =12 · 5,96 · =45,23 мм²;

принимаем кабель маркой АВВГ-(3х70), (Лит. 15); I_доп=165 А ≥ I_р=73,1 А;

б) проверка по аварийному току: 1,3 · I_доп =214, ≥ I _ав =134,8 А;

в) проверка по рабочему режиму с учетом поправочного коэффициента К_попр, зависящего от количества кабелей проложенных в одной траншее К_попр=0,8 (4 кабель в траншее):

I_д К_попр =165*0,72=118,8А, (118,8 А >73,1 А).Окончательно выбранный кабель АВВГ-(3х70) с I_доп=165 А.

Насосная

I_р.сд=60,8 А.

а) по экономической плотности тока:

F_э = I_р / j_эк = 60,8 /1,6=38 мм²; j_эк=1,6 - для Т_м= 6000 ч

б) проверим выбранный кабель по термической стойкости к I_кз, найдем минимальное сечение кабеля по I_кз:

F_min=α · I_кз · =12 · 5,96 · =45,23 мм²;

принимаем кабель маркой АВВГ-(3х70), (Лит. 15); I_доп=165 А ≥ I_р=60,8 А;

б) проверка по аварийному току: 1,3 · I_доп =214 ≥ I _ав =121,6 А;

в) проверка по рабочему режиму с учетом поправочного коэффициента К_попр, зависящего от количества кабелей проложенных в одной траншее К_попр=0,8 (2 кабель в траншее):

I_д *К_попр =165*0,92=151,8А, (151,8 А >60,8 А).Окончательно выбранный кабель АВВГ-(3х70) с I_доп=165 А.

 

 

Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока выбираются по следующим условиям

- по напряжению установки: ;

- по току: ;

- по электродинамической стойкости: ;

- по вторичной нагрузки: ;

- по термической стойкости: ;

- по конструкции и классу точности.

Выбор ТТ на вводе

Таблица 10,2 – Проверка выбранных измерительных приборов

Прибор	Тип	А, ВА	В, ВА	С, ВА
A Wh Varh W Var	Э-350 СА3-И681 СР4-И689 Д-355 Д-345	0,5 2,5 2,5 0,5 0,5	0,5 2,5 2,5 - -	0,5 2,5 2,5 0,5 0,5
Итого		6,5	5,5	6,5

 

Рассчитаем вторичную нагрузку ТТ:

Сопротивление вторичной нагрузки состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов.

R ₂ = R_приб + R_пров + R_конт

Определим сопротивление приборов:

где S_приб – мощность, потребляемая приборами

Определим вторичную нагрузку прибора:

где I ₂ – мощность, потребляемая приборами

Принимаем провод АКРВГ F=2,5 мм².

 

Опрёделим сопротивление провода:

тогда определим сопротивление вторичной нагрузку по формуле:

R ₂ = 0,26+0,056+0,1=0,416 Ом

Определим вторичную нагрузку ТТ:

S ₂ =

Принимаем к установке ТТ: ТЛМ-10-1000УЗ:

Условия выбора:

;

;

;

класс точности

Таблица 10,3 – Проверка втаричной нагрузки ТТ

Расчетные величины	По каталогу

Выбор шин ГПП

Сечёние шин выбирают по длитильно дапустимому току и эконамической целесобразности. Проверкузззшин праизводят на электрадинамическую и тирмическую стойкость к токам КЗ.

Выбираем твердатянутые алюминиевые шины прямоугольного сечения
марки АТ-60´6; с I_доп=870 А (одна полоса на фазу), ; .

I_АВ=747,6 А; i_УД=11,94 кА.

а) I_доп ≥ I_АВ I_доп=870 А ≥ I_АВ=747,6 А

б) проверка по динамической стойкости к i_удкз:

где L=80 см-расстояние между изоляторами;
а=60 см-расстояние между фазами;
b=0,8 см-толщина одной полосы;
h=6 см-ширина (высота) шины.

Из условия видим, что шины устойчивы динамически.

в) проверка по термической стойкости к Iкз;

Из условия видим, что шины устойчивы термически.

10,6. Выбор изоляторов
Жесткие шины крепятся на опорных изоляторах, выбор которых
совершается по следующим условиям:

-по номинальному напряжению: ;

-по допустимой нагрузке: ;

где F_расч. – сила, действующая на изолятор;

F_доп – допустимая нагрузка на головку изолятора, F_доп = 0,6´F_разруш.;

F_разруш – разрушающая нагрузка на изгиб.

Выбираем изолятор типа ИОР-10-500У1, F_разруш =80 кгс.
F_доп = 0,6´F_разруш = 0,6 ´ 500 =300 кгс 32,8 кгс, условие выполняется.

Графическая часть

Графическая часть курсовой работы состоит из следующей чертежей:

- генеральный план предприятия с расстановкой ТП и прокладкой кабельных линий;

-схема электроснабжения предприятия с указанием выбранного электрооборудования, кабелей и измерительных приборов;

-конструктивной чертеж-план и разрез ГПП с подробной специкой оборудования.

 

 

Таблица 2.2 – Расчет силовых нагрузок по цехам предприятия, U = 0,4кВ

№ цехов	Наименование цехов	Кол-во ЭП	Установленная мощность, кВт				средние нагрузки			расчетные нагрузки
Pmin–Pmax	∑Pн	m	Kи	cos/tg	Рсм,кВт	Qсм,квар	nэ	Кр	Рр,кВт	Qр,квар	Sр,кВА
	Заводоуправление, столовая		1-40		>3	0,5	0,7
	Осветительная											11,12	3,56
	Итого											221,12	150,6	267,5
	Цех хлора и каустика		10-100		>3	0,5	0,75
	Осветительная											22,1	10,6
	Итого											1422,1	1060,6
	Компрессорная		1-28		>3	0,6	0,7
	Осветительная											5,2	2,5
	Итого											95,2	65,5	115,6
	Цех хлорофоса		1-40		>3	0,5	0,75		787,5				787,5
	Осветительная											11,6	5,6
	Итого											1061,6	793,1
	Материальный склад		1-10		>3	0,4	0,8	20,8	16,64		1,07	22,3	18,3
	Осветительная											4,22
	Итого											26,52	20,3	33,4
	Насосная		10-20		<3	0,6	0,7						46,2
	Осветительная											2,85	1,4
	Итого											62,85	47,6	78,8
	Цех метиленхлорида №1		1-40		>3	0,5	0,75
	Осветительная											4,99	2,4
	Итого												602,4	1005,44
	Цех метиленхлорида №2		1-40		>3	0,5	0,75		637,5				637,5
	Осветительная											5,376	2,6
	Итого											855,4	640,1	1068,4
	Котельная		10-80		>3	0,5	0,8
	Осветительная											11,13	5,34
	Итого											306,13	241,34	389,8
	Ремонтно-механический		4-36		>3	0,3	0,7		52,5		1,05	78,8	52,5
	Осветительная											5,06	2,43
	Итого											83,9	54,93	100,3
	Склад готовой продукции		1-14		>3	0,2	0,5				1,62	16,2	5,5
	Осветительная											7,6	3,65
	Итого											23,8	9,15	25,49

 

 

	Цех сульфата аммония №1		1-28		>3	0,5	0,7
	Осветительная											9,6	4,6
	Итого											299,6	207,6	299,7
	Цех синильной кислоты №1		1-80		>3	0,5	0,75
	Осветительная											7,98	3,8
	Итого											847,98	633,8	1058,6
	Цех сжигания газов		10-50		>3	0,5	0,7
	Осветительная											7,44	3,6
	Итого											427,44	297,6	520,8
	Цех синильной кислоты №2		7-40		>3	0,5	0,75		408,8				408,8
	Осветительная											8,4
	Итого											553,4	412,8	690,4
	Цех сульфата аммония №2		1-50		>3	0,5	0,7
	Осветительная											8,4
	Итого											458,4		552,8
	Освещение территории											261,6	125,57
	Итого по заводу 0,4кВ											7812,04	5481,02

Продолжение таблицы 2.2– Расчет силовых нагрузок по цехам предприятия, U = 0,4кВ

Таблица 2.1 – Расчет осветительной нагрузки

 

№№ по плану	Наименование производственного помещения	Размеры помещения, длина (м) х ширина (м)	Площадь помещения, м^2	Удельная осветительная нагрузка ρ0 кВт/м^2	Коэффициент спроса, Кс	Установленная мощность освещения, Руо кВт	Расчетная мощность осветительной нагрузки	cosφ / tgφ	Тип лампы
Рро, кВт	Qро, кВар
	Заводоуправление, столовая	33х23,5	775,5	0,018	0,8	13,9	11,12	3,56	0,95/0,48	СД
	Цех хлора и каустика	29,4х62,7	1843,4	0,015	0,8	27,6	22,1	10,6	0,9/0,48	ДРЛ
	Компрессорная	33х19,6	646,8	0,01	0,8	6,5	5,2	2,5	0,9/0,48	ДРЛ
	Цех хлорафоса	19,6х52,9	1036,8	0,014	0,8	14,5	11,6	5,6	0,9/0,48	ДРЛ
	Материальный склад	9,8х49	480,2	0,011	0,8	5,28	4,22		0,9/0,48	ДРЛ
	Насосная	9,8х33	323,4	0,011	0,8	3,56	2,85	1,4	0,9/0,48	ДРЛ
	Цех метиленхлорида №1	9,8х49	480,2	0,013	0,8	6,24	4,99	2,4	0,9/0,48	ДРЛ
	Цех метиленхлорида №2	9,8х49	480,2	0,014	0,8	6,72	5,376	2,6	0,9/0,48	ДРЛ
	Котельная	31,2х39,2		0,013	0,7	15,9	11,13	5,34	0,9/0,48	ДРЛ
	Ремонтно-механический	13,7х33	452,1	0,014	0,8	6,33	5,06	2,43	0,9/0,48	ДРЛ
	Склад готовой продукции	15,7х54,8	860,4	0,011	0,8	9,5	7,6	3,65	0,9/0,48	ДРЛ
	Цех сульфата аммония №1	15,7х54,8	860,4	0,014	0,8		9,6	4,6	0,9/0,48	ДРЛ
	Цех синильной кислоты №1	11,7х56,8	664,6	0,015	0,8	9,97	7,98	3,8	0,9/0,48	ДРЛ
	Цех сжигания газов	11,7х56,8	664,6	0,014	0,8	9,3	7,44	3,6	0,9/0,48	ДРЛ
	Цех синильной кислоты №2	13,7х58,8	805,6	0,013	0,8	10,5	8,4		0,9/0,48	ДРЛ
	Цех сульфата аммония №2	13,7х58,8	805,6	0,013	0,8	10,5	8,4		0,9/0,48	ДРЛ
	Территория	(88,4х137,5)-(157,1х186,6)	29067,1	0,009	1,0	261,6	261,6	125,57	0,9/0,48	ДРЛ

 

№№ТП, Sнт, QБК ТП	№№ цеха	n	Pn min – Pn max	н	Ки	Средняя мощность	nэ	Кр	Расчетные мощности	Кз
Рсм, кВт	Qсм, кВар	Рр , кВт	Qр, кВар	Sр, кВА
ТП 1 Sнтп = (2х2500)=5000 кВА			1-40		0,5								0,76
					93,75
					422,4
освещение
261,6	125,57
Итого
ТП 2-ТП 3 Sнтп = (3х2500)=7500 кВА			1-10		0,49	20,8	16,64						0,79
		10-20
		1-40
		1-40			637,5
		10-80
		4-36			52,5
		1-14
		1-28
		1-80
		10-50
		7-40			408,8
		1-50
Итого на шинах 0,4кВ
Потери в транс.										90,3
СД 10кВ											-3150
Итого

Таблица 4 – Расчет уточненной мощности по предприятию

 

Наименование участка	Sр, кВА	Кол-во кабелей в траншее	Нагрузка	По экономической плотности тока, мм^2	По току короткого замыкания, мм^2	Выбранный кабель	Iдоп, A	1,3* Iдоп, A
Iр, A	Iав, A	jэ	Fэ	Iк, A	Fmin
ГПП- ТП1	3937,58		113,8	227,6	1,6	71,13	5.96	45,23	2*АВВГ- (3х120)
ГПП- ТП2-ТП3	6040,6		174,5	349,2	1,6		5.96	45,23	2*АВВГ- (3х185)		537,6
ГПП- ТП2-ТП3	6040,6		87.3	174.6	1,6	54.5	5.96	45,23	2*АВВГ- (3х50)		191.1
ГПП-СД1	1388,8		73,1	146,2	1,6	45,6	5.96	45,23	АВВГ- (3х70)		214,5
ГПП-СД2	1111,11		60,8	121,6	1,6		5.96	45,23	АВВГ- (3х50)

Кабельный журнал

 

Заключение

В данной курсовой работе я спроектировал электроснабжение завода волочильных станов. Рассчитал электрические нагрузки для завода по методу коэффициентов использования и максимума. Выбрал рациональную схему электроснабжения по технико-экономическим показателям и надежности - из двух вариантов схемы электроснабжения, и отдал предпочтение 1 варианту схемы электроснабжения от подстанции энергосистемы U=110кВ, так как меньше потерь за год и надежнее. Питание цехов осуществляется кабельными линиями, расположенными в земле. Для выбора элементов схемы электроснабжения был проведен расчет токов короткого замыкания в трех точках. На основании этих данных были выбраны аппараты на сторонах 110 кВ, 10 кВ.

 

В целом предложенная схема электроснабжения отвечает требованиям безопасности, надежности, экономичности.

 

 

Введение

Курсовая работа посвящена проектированию системы электроснабжения, для завода продольно-строгальных станков.

Исходными данными для выполнения курсовой работы являются генеральный план завода, установленные электрические нагрузки по цехам, а также сведения об источниках электроэнергий для предприятия.

В курсовом проекте необходимо выполнить следующие пункты:

1. Расчет низковольтной силовой нагрузки по цехам завода методом «Упорядоченных диаграмм нагрузок».

2. Расчет осветительной нагрузки по цехам завода методом удельной плотности осветительной нагрузки на квадратный метр производственных площадей и коэффициенту спроса на осветительную нагрузку.

3. Расчет суммарной силовой и осветительной нагрузки по цехам завода напряжением 0,4кВ.

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

5. Определение потерь мощности в цеховых ТП.

6. Определение высоковольтных расчетных нагрузок.

7. Расчет компенсации реактивной мощности на шинах 6-10кВ ГПП.

8. Определение суммарной мощности по предприятию, включая низковольтные и высоковольтные нагрузки.

9. Технико-экономическое сравнение вариантов внешнего электроснабжения.