Выбор и расчёт схемы электроснабжения для предприятия средней мощности по заданным параметрам

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ВНУТРЕННЕЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ И ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ

ВЫБОР И РАСЧЁТ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЯ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ПО ЗАДАННЫМ ПАРАМЕТРАМ

Обучающийся: Белов О.Г.

Группа: 3МЭ

Профессия: 08.02.09

Монтаж, наладка и эксплуатации

Электрооборудования промышленных и

Гражданских зданий

Руководитель: Щудрин А.А.

Подпись:_____________

 

Петрозаводск

2021

 

ГАПОУ РК «Петрозаводский автотранспортный техникум»

 

Утверждаю

Председатель цикловой комиссии

_________________/ ________________

                   подпись           расшифровка подписи

«____»______________ 2021 г.

 

Задание

на курсовой проект

 

Учащемуся: группы 3МЭ Белову Олегу Геннадьевичу

По предмету: МДК 02.02 «Внутреннее электроснабжение промышленных и гражданских зданий»

Тема курсового проекта: Выбор и расчёт схемы электроснабжения для предприятия средней мощности по заданным параметрам

Исходные данные: Базовая электрическая схема подстанции для разработки, данные нагрузок цеховых РП и двигателей

 

 

 

1. Мощность КЗ системы Sкс = 1000 МВ*А

2. Напряжения питания от энергосистемы Uб1 = 115 кВ

3. Напряжение распределительной сети предприятия  Uб2 = 6,3 кВ

4. Длина линии питания от энергосистемы - 40 км

5. Удельное реактивное сопротивление линий – 0,4 Ом/км

6.  Мощность и параметры главных трансформаторов

· Sнт = 6300 кВ*А

· Uк% = 9%

7. Количество и параметры линий для питания цеховых РП и двигателей, присоединённых к 1 и 2 секциям шин 6(10) кВ.

· 1 секция (кабельные линии с трансформаторами)

Л-1 L=50 м; Sнт=160 кВ*А, Uк%=5,5

Л-3 L=100 м; Sнт=250 кВ*А, Uк%=5,5

Л-5 L=200 м; Sнт=400 кВ*А, Uк%=5,5

Л-7 L=300 м; Sнт=400 кВ*А, Uк%=5,5

Двигатели 2 * 400 кВт, cosϕ=0,9 η=0,9

· 2 секция (кабельные линии с трансформаторами)

Линии и двигатели точно такие же как для 1 секции

8. Коэффициент мощности нагрузки предприятия для расчёта потерь в линии питания от энергосистемы cosɸ = 0,8

 

 

 

 

 

Состав проекта

Расчётно-пояснительная записка

Содержание проекта	Срок выполнения
Введение
1. Общие сведения о принципах построения схем электроснабжения промышленных предприятий
2. Выбор напряжения для питания от энергосистемы и внутризаводского распределения электроэнергии
3. Выбор числа и мощности трансформаторов
4. Определение потерь активной и реактивной мощности в в линиях
5. Расчёт токов КЗ на сторонах высшего и низшего напряжений трансформаторов с учётом двигателей
6. Расчёт и выбор уставок максимальной токовой защиты и токовой отсечки для выбранной линии 6 (10) кВ.
Графическая часть проекта
Лист 1. Ф А4 Принципиальная схема питающей подстанции
Лист 2. Ф А4 Принципиальные схемы МТЗ и ТО для выбранной линии

 

Дата выдачи__________________2021 г.

Срок окончания ________________ 2021 г.

Руководитель курсового проекта ________________ Щудрин А.А.

Подпись учащегося ________________

 

Введение

Главные цели проектирования и эффективной эксплуатации систем электроснабжения промпредприятий состоят в правильном определении электрических нагрузок, рациональной передачи и распределении электроэнергии, обеспечении нужного качества электроэнергии, потребляемой электроприемниками, экономии электроэнергии и материальных ресурсов. Большое значение приобретает принцип экономного использования электроэнергии и это должно учитываться при проектировании и во время эксплуатации промышленной сети низкого и высокого напряжений. Благодаря анализированию потребления промышленными предприятиями электроэнергии можно сделать вывод: для того, чтобы сократить потери эл.энергии в сетях необходимо компенсировать реактивные мощности и одновременно улучшать качество эл.энергии в сетях предприятий., увеличивать загрузку трансформаторов для того, чтобы использовать их максимально эффективно., приближать трансформаторы к приемникам эл.энергии., сокращать ступени трансформации и исключать дополнительное реакторное оборудование., внедрять более экономичное силовое оборудование., оптимизировать режимы работы эл.оборудования., внедрять автоматизированные системы управления электроснабжением., вести учет эл.энергии.

Расчет токов КЗ

Содержание

1. Общая часть

2. Однолинейная схема подстанции и схема замещения

3. Расчёт токов КЗ

4. Исходные данные для расчёта защит трансформатора цехового РП 10/0,4 кВ

5. Расчет уставок токовой отсечки (ТО)

6. Расчет уставок максимальной токовой защиты (МТЗ)

7. Расчет уставок защиты от перегрузки

Общая часть

В данной работе нужно выполнить расчет токов КЗ на подстанции и уставок релейной защиты для понижающего трансформатора 6(10)/0,4 кВ Однолинейная схема подстанции 10 кВ представлена на рис.1.

 

Рис.1 – Однолинейная схема подстанции 10 кВ

 

В качестве исходных данных берутся данные из задания.

Расчёт токов КЗ

 

Дано: Sб=100 МВ*А; Uб1=115 кВ; U б2=6,3 кВ; U к%=9;

      S кс=1000 МВ*А; Хо=0,4 Ом/км; L =40 км; Sнт=6300 кВ*А

 

Расчёт ведётся в относительных единицах.

 

1. Базисные токи:

· Iб1= Sб/√3*Uб1=100/√3*115=0,5 кА;

· Iб2= Sб/√3*Uб2=100/√3* 6,3 = 9,16 кА;

 

2. Относительные базисные сопротивления элементов схемы до точки К1:

· Системы X٭бс1=Sб/Sкс=100/ 1000 = 0,1;

· Линии   X٭бл1=Xo*L*Sб/U²б1=0,4* 40 *100/115²= 0,12

 

3. Результирующее относительное базисное сопротивление до точки К1

                      X٭бК1=X٭бс1+ X٭бл1= 0,1 + 0,12 = 0,22

 

4. Токи и мощность КЗ в точке К1

IкК1=Iб1/ X٭бК1=0,5/ 0,22 = 2,27 кА

iуК1=2,55* 2,27 = 5,78 кА;

SкК1=√3*Uб1*IкК1=√3*115* 2,27 = 452 МВ*А

 

5. Относительное базисное сопротивление трансформатора

               X*бт=Uк%/100*Sб/Sнт= 9 /100*100/6,3= 1,43

 

6. Результирующее относительное базисное сопротивление до точки К2

                   X*бК2= X٭бК1+ X*бт= 0,22 + 1,42 = 1,65

 

7. Токи и мощность КЗ в точке К2

· IкК2=Iб2/ X٭бК2= 9,16 / 1,65 = 5,56 кА

· iуК2=2,55* 5,56 = 14,17 кА;

· SкК2=√3*Uб2*IкК2=√3* 6,3 * 5,56 = 61 МВ*А

 

За счёт подпитки четырьмя электродвигателями ток КЗ в точке К2 увеличится.

8. Номинальный ток электродвигателей

Iнд=4*630/√3Uб2*cosϕ*η=4*400|√3* 6,3 *0,9*0,9= 181 А

 

9. Действующее значение тока КЗ от двигателей

I"д= 181 *6,5= 1176,5 А~ 1,18 кА

10. Ударный ток определяем по формуле

Iуд=2,55* 1,18 = 3,00 кА

 

11. Суммарные токи и мощность КЗ в точке К2 с учётом влияния двигателей:

· I"кК2=IкК2+I"д= 5,56 + 1,18 = 6,74 кА

· iуК2д= 14,17 + 3,00 = 17,17 кА;

· SкК2д=√3*Uб2*I"кК2=√3* 6,3 * 6,74 = 73 МВ*А

 

Таким образом под влиянием двигателей токи и мощность КЗ увеличились на (6,74 - 5,56)/ 5,56 = 21 %

Исходные данные для расчёта защит трансформатора

· Мощность трансформатора: Sном.=400 кВА;

· Схема соединения обмоток трансформатора 10/0,4 – Δ/Yн;

· Iном=Sном/√3*Uном=400/√3* 10,5 = 22 А (16,70)

· Ток 3х фазного КЗ на шинах 10 кВ в минимальном режиме: Iк.з.min=11,47 кА;

· Напряжение: Uном.= 10,5 кВ;

· Напряжение короткого замыкания для двухобмоточного трансформатора Uк%=5,5%; (выбирается из каталожных данных Завода-изготовителя)

· Длина линии: L=300 м;

· Кабель – АПвЭВнг – 3х95 мм2;

· Коэффициент трансформации трансформаторов тока nт =100/5;

· Вторичные обмотки трансформаторов тока выполнены по схеме «неполная звезда»;

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ВНУТРЕННЕЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ И ГРАЖДАНСКИХ ЗДАНИЙ

ВЫБОР И РАСЧЁТ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЯ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ПО ЗАДАННЫМ ПАРАМЕТРАМ

Обучающийся: Белов О.Г.

Группа: 3МЭ

Профессия: 08.02.09

Монтаж, наладка и эксплуатации

Электрооборудования промышленных и

Гражданских зданий

Руководитель: Щудрин А.А.

Подпись:_____________

 

Петрозаводск

2021

 

ГАПОУ РК «Петрозаводский автотранспортный техникум»

 

Утверждаю

Председатель цикловой комиссии

_________________/ ________________

                   подпись           расшифровка подписи

«____»______________ 2021 г.

 

Задание

на курсовой проект

 

Учащемуся: группы 3МЭ Белову Олегу Геннадьевичу

По предмету: МДК 02.02 «Внутреннее электроснабжение промышленных и гражданских зданий»

Тема курсового проекта: Выбор и расчёт схемы электроснабжения для предприятия средней мощности по заданным параметрам

Исходные данные: Базовая электрическая схема подстанции для разработки, данные нагрузок цеховых РП и двигателей

 

 

 

1. Мощность КЗ системы Sкс = 1000 МВ*А

2. Напряжения питания от энергосистемы Uб1 = 115 кВ

3. Напряжение распределительной сети предприятия  Uб2 = 6,3 кВ

4. Длина линии питания от энергосистемы - 40 км

5. Удельное реактивное сопротивление линий – 0,4 Ом/км

6.  Мощность и параметры главных трансформаторов

· Sнт = 6300 кВ*А

· Uк% = 9%

7. Количество и параметры линий для питания цеховых РП и двигателей, присоединённых к 1 и 2 секциям шин 6(10) кВ.

· 1 секция (кабельные линии с трансформаторами)

Л-1 L=50 м; Sнт=160 кВ*А, Uк%=5,5

Л-3 L=100 м; Sнт=250 кВ*А, Uк%=5,5

Л-5 L=200 м; Sнт=400 кВ*А, Uк%=5,5

Л-7 L=300 м; Sнт=400 кВ*А, Uк%=5,5

Двигатели 2 * 400 кВт, cosϕ=0,9 η=0,9

· 2 секция (кабельные линии с трансформаторами)

Линии и двигатели точно такие же как для 1 секции

8. Коэффициент мощности нагрузки предприятия для расчёта потерь в линии питания от энергосистемы cosɸ = 0,8

 

 

 

 

 

Состав проекта

Расчётно-пояснительная записка

Содержание проекта	Срок выполнения
Введение
1. Общие сведения о принципах построения схем электроснабжения промышленных предприятий
2. Выбор напряжения для питания от энергосистемы и внутризаводского распределения электроэнергии
3. Выбор числа и мощности трансформаторов
4. Определение потерь активной и реактивной мощности в в линиях
5. Расчёт токов КЗ на сторонах высшего и низшего напряжений трансформаторов с учётом двигателей
6. Расчёт и выбор уставок максимальной токовой защиты и токовой отсечки для выбранной линии 6 (10) кВ.
Графическая часть проекта
Лист 1. Ф А4 Принципиальная схема питающей подстанции
Лист 2. Ф А4 Принципиальные схемы МТЗ и ТО для выбранной линии

 

Дата выдачи__________________2021 г.

Срок окончания ________________ 2021 г.

Руководитель курсового проекта ________________ Щудрин А.А.

Подпись учащегося ________________

 

Введение

Главные цели проектирования и эффективной эксплуатации систем электроснабжения промпредприятий состоят в правильном определении электрических нагрузок, рациональной передачи и распределении электроэнергии, обеспечении нужного качества электроэнергии, потребляемой электроприемниками, экономии электроэнергии и материальных ресурсов. Большое значение приобретает принцип экономного использования электроэнергии и это должно учитываться при проектировании и во время эксплуатации промышленной сети низкого и высокого напряжений. Благодаря анализированию потребления промышленными предприятиями электроэнергии можно сделать вывод: для того, чтобы сократить потери эл.энергии в сетях необходимо компенсировать реактивные мощности и одновременно улучшать качество эл.энергии в сетях предприятий., увеличивать загрузку трансформаторов для того, чтобы использовать их максимально эффективно., приближать трансформаторы к приемникам эл.энергии., сокращать ступени трансформации и исключать дополнительное реакторное оборудование., внедрять более экономичное силовое оборудование., оптимизировать режимы работы эл.оборудования., внедрять автоматизированные системы управления электроснабжением., вести учет эл.энергии.