Определение расчетной нагрузки

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине “Основы электроснабжения горных предприятий”

Тема задания: Разработать эскизный проект электроснабжения горного предприятия

 

Выполнил студент 4 курса группы ГЭ-1-09 Сопиади В.П.

Руководитель проекта: проф., Плащанский Л.А.

К защите _______________________________________________________

Проект защищен с оценкой________________________________________

Председатель комиссии___________________________________________

Члены комиссии:_________________________________________________

_________________________________________________

 

 

Москва 2013 г.

Московский государственный горный университет

 

Кафедра Электрификации и энергоэффективности

горных предприятий

 

 

Расчетно-пояснительная записка

курсового проекта

 

 

Тема: Разработать эскизный проект

электроснабжения горного предприятия

 

Руководитель: проф. Плащанский Л.А.

Разработал: студент 4 курса фа-та ГЭМ

группы ГЭ-1-09 Сопиади В.П.

 

 

Москва 2013 г.

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ…………………………………….2

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………..…...4

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ НАГРУЗКИ ПРЕДПРИЯТИЯ……...6

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЕЯ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ…………………………………………………. 8

3. ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ..………………………...9

3.1. Выбор силовых трансформаторов ГПП…………………………........9

3.2. Выбор силовых трансформаторов наземных потребителей (без

учета ЦПП)…………………………………………………………………….11

3.3. Выбор силовых трансформаторов для питания потребителей

на 0,4 кВ…………………………………………………………………. …....12

4. РАСЧЕТ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ……………..…13

4.1. Выбор сечений проводов ЛЭП по нагреву……………………………...13

4.2. Определение потерь напряжений в сети………………………………..15

4.3. Расчет проводов ВЛ на механическую прочность……………………..16

5. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ……………………..…...22

6. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ, ИЗОЛЯТОРОВ И ШИН.....34

6.1. Выбор и проверка выключателей напряжением свыше 1 кВ…………34

6.2. Выбор и проверка разъединителей……………………………………...35

6.3. Выбор изоляторов и шин………………………………………………...36

6.4. Выбор и проверка трансформаторов тока………………………………39

6.5. Выбор и проверка трансформаторов напряжения……………………...45

7. ВЫБОР И РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ……………………………...47

7.1. Защита трансформаторов………………………………………………...47

7.2. Защита от перегрузки…………………………………………………….50

7.3. Защита ЭД от многофазных КЗ………………………………………….50

7.4. Защита ЭД от перегрузки………………………………………………..51

8. РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ………………………….…....52

9. МОЛНИЕЗАЩИТА ПОДСТАНЦИЙ И ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ….…...54

10 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ…………………….…57

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………….…...58

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Данный курсовой проект имеет своей целью развития, углубления и закрепления знаний по дисциплине «Основы электроснабжения горных предприятий», получаемых студентами на лекциях и в ходе самостоятельных занятий. Также эта работа приближает студента к реальным условиям проектирования электроснабжения, позволяет получить необходимые в будущем профессиональные навыки.

Содержание дисциплины «Основы электроснабжения горных предприятий» служит базой для профилирующих курсов квалификационной специализации по электрификации горного производства (при открытом и подземном способах добычи полезного ископаемого), городского подземного строительства, управлению энергохозяйством предприятий.

Основными задачами курсового проектирования являются: закрепление и развитие пройденного материала, полученного в ходе изучения дисциплины; формирование профессиональных навыков решения инженерных задач, связанных с будущей профессиональной деятельностью специалиста; развитие основ творческого мышления и навыков находить обоснованные технико-экономические решения; привитие практических навыков применения норм и правил проектирования; развитие навыков применения современных методов расчета.

Учитывая специфику отраслевого характера, горный инженер по указанной специальности должен обладать знаниями, навыками и умениями проектировщика, электромонтажника и наладчика при новом строительстве и техническом перевооружении действующего предприятия, а как специалист-эксплуатационник обеспечивать развитие систем электроснабжения и их безаварийную работу.

Система электроснабжения, используя выработанную и получаемую электроэнергию, эксплуатируя различное электротехническое оборудование, обеспечивает любой технологический процесс достаточной и качественной электроэнергией, способствуя росту производства.

Особое внимание в данной работе уделено расчетам, на которых базируется выбор электрооборудования, защите электроустановок от перенапряжений, повреждений и анормальных режимов работы и защиты персонала от поражения электрическим током, а также технико-экономической оценке рассматриваемых схемных и конструктивных решений.

В процессе эксплуатации сетей и электроустановок возникают повреждения и анормальные режимы работы, приводящие к резкому увеличению тока и понижения напряжения в элементах системы электроснабжения. Особенно опасны короткие замыкания.

Для обеспечения надежного электроснабжения, предотвращения разрушения оборудования электроустановок и сохранения установочной работы элементов необходима возможность быстрого отключения поврежденного участка. Для этих целей используют специальные автоматические устройства в виде релейной защиты, отключающей выключатели.

Одним из основных видов анормальных режимов являются перегрузки. Защита от перегрузок осуществляется с выдержкой по времени больше, чем у защиты от КЗ.

При проектировании релейной защиты и автоматики должны учитываться: схемы первичных соединений сетей и подстанций, необходимый уровень надежности электроснабжения электроприемников, их режимы работы, включая переходные процессы, технические требования к защите электрооборудования.

Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части, оформляемой в виде чертежа и схем.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Плащанский Л.А.. Основы электроснабжения горных предприятий. Пособие по курсовому и дипломному проектированию. - М.: Издательство МГГУ, 2005.

2. Плащанский Л.А.. Основы электроснабжения горных предприятий. Учебник для вузов. - М.: Издательство МГГУ, 2005.

3. Правила устройства электроустановок. ПУЭ./Москва. - 7-е издание. Энергоатомиздат, 2010. – 746 с.: ил.

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине “Основы электроснабжения горных предприятий”

Тема задания: Разработать эскизный проект электроснабжения горного предприятия

 

Выполнил студент 4 курса группы ГЭ-1-09 Сопиади В.П.

Руководитель проекта: проф., Плащанский Л.А.

К защите _______________________________________________________

Проект защищен с оценкой________________________________________

Председатель комиссии___________________________________________

Члены комиссии:_________________________________________________

_________________________________________________

 

 

Москва 2013 г.

Московский государственный горный университет

 

Кафедра Электрификации и энергоэффективности

горных предприятий

 

 

Расчетно-пояснительная записка

курсового проекта

 

 

Тема: Разработать эскизный проект

электроснабжения горного предприятия

 

Руководитель: проф. Плащанский Л.А.

Разработал: студент 4 курса фа-та ГЭМ

группы ГЭ-1-09 Сопиади В.П.

 

 

Москва 2013 г.

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ…………………………………….2

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………..…...4

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ НАГРУЗКИ ПРЕДПРИЯТИЯ……...6

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЕЯ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ…………………………………………………. 8

3. ВЫБОР СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ..………………………...9

3.1. Выбор силовых трансформаторов ГПП…………………………........9

3.2. Выбор силовых трансформаторов наземных потребителей (без

учета ЦПП)…………………………………………………………………….11

3.3. Выбор силовых трансформаторов для питания потребителей

на 0,4 кВ…………………………………………………………………. …....12

4. РАСЧЕТ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ……………..…13

4.1. Выбор сечений проводов ЛЭП по нагреву……………………………...13

4.2. Определение потерь напряжений в сети………………………………..15

4.3. Расчет проводов ВЛ на механическую прочность……………………..16

5. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ……………………..…...22

6. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ, ИЗОЛЯТОРОВ И ШИН.....34

6.1. Выбор и проверка выключателей напряжением свыше 1 кВ…………34

6.2. Выбор и проверка разъединителей……………………………………...35

6.3. Выбор изоляторов и шин………………………………………………...36

6.4. Выбор и проверка трансформаторов тока………………………………39

6.5. Выбор и проверка трансформаторов напряжения……………………...45

7. ВЫБОР И РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ……………………………...47

7.1. Защита трансформаторов………………………………………………...47

7.2. Защита от перегрузки…………………………………………………….50

7.3. Защита ЭД от многофазных КЗ………………………………………….50

7.4. Защита ЭД от перегрузки………………………………………………..51

8. РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ………………………….…....52

9. МОЛНИЕЗАЩИТА ПОДСТАНЦИЙ И ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ….…...54

10 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ…………………….…57

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………….…...58

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Данный курсовой проект имеет своей целью развития, углубления и закрепления знаний по дисциплине «Основы электроснабжения горных предприятий», получаемых студентами на лекциях и в ходе самостоятельных занятий. Также эта работа приближает студента к реальным условиям проектирования электроснабжения, позволяет получить необходимые в будущем профессиональные навыки.

Содержание дисциплины «Основы электроснабжения горных предприятий» служит базой для профилирующих курсов квалификационной специализации по электрификации горного производства (при открытом и подземном способах добычи полезного ископаемого), городского подземного строительства, управлению энергохозяйством предприятий.

Основными задачами курсового проектирования являются: закрепление и развитие пройденного материала, полученного в ходе изучения дисциплины; формирование профессиональных навыков решения инженерных задач, связанных с будущей профессиональной деятельностью специалиста; развитие основ творческого мышления и навыков находить обоснованные технико-экономические решения; привитие практических навыков применения норм и правил проектирования; развитие навыков применения современных методов расчета.

Учитывая специфику отраслевого характера, горный инженер по указанной специальности должен обладать знаниями, навыками и умениями проектировщика, электромонтажника и наладчика при новом строительстве и техническом перевооружении действующего предприятия, а как специалист-эксплуатационник обеспечивать развитие систем электроснабжения и их безаварийную работу.

Система электроснабжения, используя выработанную и получаемую электроэнергию, эксплуатируя различное электротехническое оборудование, обеспечивает любой технологический процесс достаточной и качественной электроэнергией, способствуя росту производства.

Особое внимание в данной работе уделено расчетам, на которых базируется выбор электрооборудования, защите электроустановок от перенапряжений, повреждений и анормальных режимов работы и защиты персонала от поражения электрическим током, а также технико-экономической оценке рассматриваемых схемных и конструктивных решений.

В процессе эксплуатации сетей и электроустановок возникают повреждения и анормальные режимы работы, приводящие к резкому увеличению тока и понижения напряжения в элементах системы электроснабжения. Особенно опасны короткие замыкания.

Для обеспечения надежного электроснабжения, предотвращения разрушения оборудования электроустановок и сохранения установочной работы элементов необходима возможность быстрого отключения поврежденного участка. Для этих целей используют специальные автоматические устройства в виде релейной защиты, отключающей выключатели.

Одним из основных видов анормальных режимов являются перегрузки. Защита от перегрузок осуществляется с выдержкой по времени больше, чем у защиты от КЗ.

При проектировании релейной защиты и автоматики должны учитываться: схемы первичных соединений сетей и подстанций, необходимый уровень надежности электроснабжения электроприемников, их режимы работы, включая переходные процессы, технические требования к защите электрооборудования.

Курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части, оформляемой в виде чертежа и схем.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ НАГРУЗКИ

Расчетная нагрузка предприятия определяется суммированием расчетных нагрузок отдельных групп электропотребителей с учетом коэффициента разновременности максимумов нагрузки:

S_p = ∙ k_pmax ,

где - сумма расчетных активных нагрузок, кВт;

,

где - суммарная установленная мощность отдельных групп приемников, определяемая нагрузкой на шинах ЦПП (ТП, ГРП) и мощностью всех электропотребителей напряжением до 1кВ;

К_с – коэффициент спроса; k_pmax – коэффициент разновременности максимумов нагрузки отдельных групп приемников, k_pmax – 0,85÷1,0.

 

 

Величина коэффициента спроса принимается в зависимости от коэффициента использования активной мощности К_и и коэффициента включения приемников К_в. Для К_в = 0,8 (характерного для горных предприятий) значения приводятся в табл. 1.2.

Кв = 0,8	Ки	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
	0,5	0,6	0,65-0,7	0,75-0,8	0,85-0,9	0,92-0,95

 

Для группы приемников коэффициент использования активной мощности К_и определяется по формуле:

где n – число электропотребителей в группе приемников;

- средняя мощность группы приемников за наиболее загруженную смену, кВт; - номинальная мощность группы приемников, кВт.

Величине коэффициента использования активной мощности К_и соответствует значение коэффициента спроса =0,59.

- сумма расчетных реактивных нагрузок, квар;

tgφ,

где tgφ – тангенс угла сдвига фаз, соответствующий средневзвешенному коэффициенту мощности.

Из полученных значений находим расчетную нагрузку предприятия S_p:

S_p = ∙ 0,9 = 9013 кВ∙А