Методичні вказівки до виконання домашньої контрольної роботи

Методичні вказівки до виконання домашньої контрольної роботи

 

Зміст домашньої контрольної роботи №1.

 

Найменування промислового підприємства – машинобудівний завод

1. Визначити розрахункові навантаження цехів і підприємства

 

2. Визначити центр електричного навантаження підприємства і місця розташування головної понижувальної підстанції

 

3. Вибрати кількість і потужності трансформаторів головної понижувальної підстанції

 

4. Вибрати кількість і потужності трансформаторів цехових трансформаторних підстанцій

 

5. Вибрати потужності компенсуючих пристроїв у системі електропостачання підприємства

 

Зміст домашньої контрольної роботи №2.

 

1. Розробити схему електропостачання підприємства

 

2. Розрахувати струми трифазного короткого замикання на шинах низької напруги головної понижувальної підстанції

 

3. Вибрати переріз кабелів електричної мережі напругою 6(10) кВ і електричних апаратів ліній цеху

 

Вихідні дані:

 

Варіанти вихідних даних вибираються згідно шифру.

 

Таблиця №1 – Склад цехів підприємства і категорія надійності їх електроприймачів

 

		Категорія надійності
№ цеху	Назва цеху	електроприймачів
	Механічний цех №1	2 і 3
	Механічний цех №2	2 і 3
	Механічно-складальний цех
	Інструментальний цех
	Цех дрібних серій
	Ремонтно-механічний цех
	Компресорна станція	1 і 2

 

Таблиця №2 – Установлена потужність цехів

 

Варіант		Установлена потужність окремих цехів Руст, кВт

 

 

Таблиця №3 – Коефіцієнти попиту цехів

 

Варіант			Коефіцієнти попиту Кп	окремих цехів
	0,20	0,15		0,10	0,15		0,11		0,16	0,20
	0,19	0,14		0,11	0,16		0,12		0,17	0,19
	0,18	0,13		0,12	0,17		0,13		0,18	0,18
	0,17	0,12		0,13	0,18		0,14		0,19	0,17
	0,16	0,11		0,14	0,19		0,15		0,20	0,16
	0,15	0,10		0,15	0,20		0,16		0,19	0,15
	0,14	0,11		0,16	0,19		0,17		0,18	0,14
	0,13	0,12		0,17	0,18		0,18		0,17	0,15
	0,12	0,13		0,18	0,17		0,19		0,16	0,16
	0,11	0,14		0,19	0,16		0,20		0,15	0,17

Варіант			Коефіцієнти попиту Кп	окремих цехів
	0,10	0,15		0,20		0,15		0,19		0,14	0,18
	0,11	0,16		0,19		0,14		0,18		0,13	0,19
	0,12	0,17		0,18		0,13		0,17		0,12	0,20
	0,13	0,18		0,17		0,12		0,16		0,11	0,19
	0,14	0,19		0,16		0,11		0,15		0,10	0,18
	0,14	0,16		0,18		0,19		0,14		0,20	0,15
	0,16	0,19		0,14		0,11		0,13		0,12	0,16
	0,17	0,18		0,13		0,12		0,12		0,13	0,15
	0,18	0,17		0,12		0,13		0,11		0,14	0,14
	0,19	0,16		0,11		0,14		0,10		0,15	0,15
	0,20	0,15		0,10		0,15		0,11		0,16	0,16
	0,19	0,14		0,11		0,16		0,12		0,17	0,17
	0,18	0,13		0,12		0,17		0,13		0,18	0,18
	0,17	0,12		0,13		0,18		0,14		0,19	0,19
	0,16	0,11		0,14		0,19		0,15		0,20	0,20
	0,10	0,12		0,14		0,15		0,18		0,16	0,19
	0,11	0,13		0,15		0,16		0,17		0,17	0,18
	0,12	0,14		0,16		0,17		0,16		0,18	0,17
	0,13	0,15		0,17		0,18		0,15		0,19	0,16
	0,15	0,20		0,15		0,10		0,14		0,11	0,17
Таблиця №4 – Коефіцієнти потужності цехів
Варіант		Коефіцієнти потужності cosφ окремих цехів
	0,54	0,64		0,69		0,59		0,56		0,54	0,61
	0,55	0,65		0,70		0,60		0,55		0,55	0,63
	0,56	0,66		0,69		0,61		0,54		0,56	0,64
	0,57	0,67		0,68		0,62		0,53		0,57	0,66
	0,58	0,68		0,67		0,63		0,52		0,58	0,62
	0,59	0,69		0,66		0,64		0,51		0,59	0,66
	0,60	0,70		0,65		0,65		0,50		0,60	0,65
	0,61	0,69		0,64		0,66		0,51		0,61	0,64
	0,62	0,68		0,63		0,67		0,52		0,62	0,63
	0,63	0,67		0,62		0,68		0,53		0,63	0,63
	0,64	0,66		0,61		0,69		0,54		0,64	0,64
	0,65	0,65		0,60		0,70		0,55		0,65	0,65
	0,66	0,64		0,61		0,69		0,56		0,66	0,64
	0,67	0,63		0,62		0,68		0,57		0,67	0,66
	0,68	0,62		0,63		0,67		0,58		0,68	0,65
	0,64	0,61		0,66		0,71		0,52		0,58	0,62
	0,70	0,60		0,65		0,65		0,60		0,70	0,65
	0,69	0,61		0,66		0,64		0,61		0,69	0,63
	0,68	0,62		0,67		0,63		0,62		0,68	0,64
	0,67	0,63		0,68		0,62		0,63		0,67	0,65
	0,66	0,64		0,69		0,61		0,64		0,66	0,66
	0,65	0,65		0,70		0,60		0,65		0,65	0,66

Варіант		Коефіцієнти потужності cosφ окремих цехів
	0,64	0,66	0,69	0,61	0,64	0,64	0,65
	0,63	0,67	0,68	0,62	0,63	0,63	0,64
	0,60	0,65	0,70	0,75	0,56	0,54	0,61
	0,61	0,64	0,69	0,74	0,55	0,55	0,63
	0,62	0,63	0,68	0,73	0,54	0,56	0,64
	0,63	0,62	0,67	0,72	0,53	0,57	0,66
	0,69	0,61	0,64	0,66	0,59	0,69	0,64

 

Таблиця №5 – Спосіб виконання загального освітлення цехів

 

Варіант		Спосіб виконання загального освітлення окремих цехів

 

Примітки:

1 – лампи розжарювання (cosφ = 1);

 

2 – люмінесцентні лампи (ЛЛ) низького тиску (cosφ = 0,95); 3 – дугові ртутні лампи (ДРЛ) високого тиску (cosφ = 0,5).

Таблиця №6 – Дані електродвигунів компресорної станції

 

Варіант	Uном,	Рном,	nном,	Тип	Кількість,
	кВ	кВт	об/хв		N, шт
				АНЗ-2-17-31-16У3
				СДНЗ-2-18-39-16
				СДН-2-18-31-6
				СДНЗ-2-18-49-16
				АНЗ-2-17-39-16У3
				СДНЗ-2-18-49-12
				СДН-2-16-36-6
				СДНЗ-2-18-61-12
				АНЗ-2-16-57-12У3
				СТД-630-2
				СТД-630-2
				СТД-800-2
				АНЗ-2-15-57-6У3
				СДНЗ-2-19-54-20
				СДН-2-15-36-12
				АНЗ-2-15-69-10У3
				АНЗ-2-15-69-6У3
				СДНЗ-2-19-54-24
				СДН-2-16-36-8
				СДНЗ-2-20-41-24
				СТД-1250-2
				СТД-2000-2
				СДН-2-17-44-10
				СДНЗ-2-18-49-20
				СДН-2-16-59-6
				АНЗ-2-16-39-12У3
				СТД-1000-2
				СТД-1000-2
				СТД-1250-2
				СДНЗ-2-19-34-20

 

Таблиця №7 – Тривалість перевантаження трансформатора головної понижувальної підстанції в після аварійному режимі та відношення літнього розрахункового навантаження до зимового

 

Варіант	Тривалість перевантаження, год	Відношення літнього розрахункового
		навантаження до зимового, в.о
		0,90
		0,85
		0,80
		0,75
		0,70
		0,75
		0,80
		0,85
		0,90

Варіант	Тривалість перевантаження, год	Відношення літнього розрахункового
		навантаження до зимового, в.о
		0,85
		0,80
		0,75
		0,70
		0,75
		0,80
		0,75
		0,90
		0,85
		0,80
		0,75
		0,70
		0,75
		0,80
		0,85
		0,90
		0,85
		0,80
		0,75
		0,70
		0,85

 

Таблиця №8 – Напруга джерела живлення, номінальна напруга електричної мережі внутрішньозаводського електропостачання, схема приєднання головної понижувальної підстанції, величина початкового струму трифазного короткого замикання від системи на стороні високої напруги підстанції, напруга системи в максимальному режимі, кількість годин використання максимуму навантаження за рік

 

Варіант	Uжив,	Uном.м,	Схема	I˝к.с.макс,	Uс.макс,	Тмакс,
	кВ	кВ	приєднання	кА	кВ	год
			Відгалужувальна	20,0
			Тупикова	19,5
			Відгалужувальна	19,0	30,0
			Тупикова	18,5	30,5
			Відгалужувальна	18,0
			Тупикова	17,5
			Відгалужувальна	17,0	31,0
			Тупикова	16,5	31,5
			Відгалужувальна	16,0
			Тупикова	15,5
			Відгалужувальна	15,0	32,0
			Тупикова	14,5	32,5
			Відгалужувальна	14,0
			Тупикова	13,5
			Відгалужувальна	13,0	33,0
			Тупикова	14,5
			Відгалужувальна	12,0
			Тупикова	11,5

Варіант		Uном.м,	Схема	I˝к.с.макс,	Uс.макс,	Тмакс,
		кВ	приєднання	кА	кВ	год
			Відгалужувальна	11,0	34,0
			Тупикова	10,5	34,5
			Відгалужувальна	10,0
			Тупикова	10,5
			Відгалужувальна	11,0	34,5
			Тупикова	11,5	34,0
			Відгалужувальна	12,0
			Тупикова	12,5
			Відгалужувальна	13,0	33,5
			Тупикова	13,5	33,0
			Відгалужувальна	14,0
			Тупикова	12,5	33,5

Визначення розрахункових навантажень цехів і підприємства

 

Вибір числа і потужності трансформаторів цехових трансформаторних підстанцій

 

При трьох і менше трансформаторах їх стандартну номінальну потужність вибирають по формулі:

^Sном. т ^Sном. т. р		^Рр. 3		,
N
	т

 

де S_ном.т.р – повна номінальна розрахункова потужність трансформатора; Р_р.3 – розрахункове активне навантаження на III рівні електропостачання; N – кількість трансформаторів ПС;

β_т – коефіцієнт завантаження трансформатора цехової ПС.

 

Рекомендується приймати наступні коефіцієнти завантаження трансформаторів: а) при перевазі споживачів 1-й категорії надійності для двохтрансформаторних ПС

β_т = 0,65-0,7;

 

б) при перевазі споживачів 2-й категорії надійності для однотрансформаторних ПС з взаємним резервуванням трансформаторів на стороні НН

β_т = 0,7-0,8;

 

в) при перевазі споживачів 2-й категорії надійності для однотрансформаторних ПС у разі наявності складського резерву, а також для споживачів 3-й категорії надійності

β_т = 0,9-0,95.

 

Вибір кількості і номінальної потужності трансформаторів цехових ПС Таблиця 4.1.

№	Назва цеху	Рр.ц,	N,	βт,	Sном.т.р,	Трансформатор
цеху		кВт	шт	о.е.	кВА
	Механічний цех №1
	Механічний цех №2
	Механічно-складальний цех
	Інструментальний цех
	Цех дрібних серій
	Ремонтно-механічний цех
	Компресорна станція

 

 

Технічні дані трансформаторів цеховых ПС

Таблиця 4.2.

	Номинальна	Поєднання			Напруга	Струм
Тип	потужність,	напруг, кВ	Втрати	КЗ,%	ХХ,
	кВА	ВН	НН	ХХ	КЗ		%

Вибір потужності компенсуючих пристроїв в системі електропостачання підприємства

 

Визначення реактивної потужності компенсуючих пристроїв

Споживачів електроенергії підприємства

 

Потужність компенсуючих пристроїв підприємства визначається по формулі

^Qк. п ^Qр. 5 ^Qэ. 5^,

 

де Q_р.5 – розрахункова реактивна потужність підприємства на V рівні електропостачання (береться з таблиці 1.3. з урахуванням коефіцієнта одночасності збігу максимуму навантаження), квар.

 

Визначення потужності конденсаторних установок з номінальною

Визначення потужності конденсаторних установок з номінальною

Контрольна робота № 2

 

Розробка схеми електропостачання підприємства

 

Схема електропостачання показує зв'язок між ДЖ та споживачами електроенергії підприємства.

 

Питання живлення електроенергією промислових підприємств вирішуються проектними організаціями разом з енергосистемою залежно від необхідної споживаної електроенергії, особливостей технології підприємства, перспектив розвитку електропостачання даного району та інших факторів.

 

Крім того, схема живлення підприємства також залежить від відстані до ДЖ, загальної схеми електропостачання даного району, величини необхідної потужності з урахуванням її зростання, територіального розміщення навантажень, необхідного ступеня надійності електропостачання, наявності на підприємстві власного ДЖ - заводської теплоелектроцентралі

 

(ТЕЦ).

 

Загальні відомості про джерела живлення в системах промислового електропостачання

 

До основних ДЖ підприємств належать енергосистема та. заводські електростанції. Крім того, на підприємствах застосовують агрегати гарантованого живлення (АГЖ), ДРП, ДЖ вторинних допоміжних ланцюгів.

 

Техніко-економічні показники енергосистем кращі, ніж у заводських електростанцій, які будують, якщо це технічно доцільно та економічно рентабельно, для сумісного виробництва теплової та електричної енергії у таких випадках: наявності відходів виробництва, придатних як паливо; при великому тепло-споживанні; особливих вимогах до електропостачання.

 

АГЖ використовують за наявністю ЕП особливої групи надійності як третє незалежне ДЖ. При невеликій потужності ЕП особливої групи застосовують АГЖ потужністю від 16 до

 

250 кВА.

 

ДЖ вторинних допоміжних ланцюгів живлять апарати захисту, сигналізації й управління комутаційних апаратів (вимикачів та інших апаратів з дистанційним управлінням).

 

У вихідних даних до курсової роботи ДЖ підприємства є енергосистема, а приймальним пунктом - ГПП. АГЖ не потрібні за відсутністю ЕП особливої групи надійності (дивися таблицю В.1). ДЖ вторинних допоміжних ланцюгів не проектуються.

РОЗРАХУНОК СТРУМІВ ТРИФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ НА ШИНАХ НИЗЬКОЇ НАПРУГИ ГОЛОВНОЇ ПОНИЖУВАЛЬНОЇ ПІДСТАНЦІЇ

 

Вибір перерізу провідників в електричній мережі напругою 6-10 кВ

 

Вимикач.

 

Вимикач вибирають для нормального і максимального режимів роботи і перевіряють в табличній формі, приведеній нижче:

 

 

Таблиця 3.1. Розрахункові і каталожні дані вимикача і вимикача навантаження.

 

Таблиця 3.1.

Розрахункові дані

Каталожні дані

Вимикач

типу__________________

Uуст, кВ

Uном.Q, кВ

Imax, кА

Iном.Q, кА

Iп.t, кА

Iотк.ном, кА

Iаτ, кА

i

2 н

^I отк. ном

, кА

a. ном

100 %

2 Iп.t + iаτ, кА

2 Iотк.ном·(1+βν/100%), кА

Iп.о, кА

Iдин, кА

Iу, кА

Iдин, кА

Вк = Iп.о2 · (tотк+Та), кА^2·с

Iтер

^2 · tтер,

кА^2·с

Дані в таблиці:

I_п.о; i_у; i_а,τ; I_п._t - струми короткого замикання для заданої точки; I_{отк.ном} - номінальний струм відключення;

 

βν - допустимий вміст в струмі відключення вимикача аперіодичної складовою;

 

I_дин; i_дин - відповідно діюче і амплітудне значення струмів електродинамічної стійкості; В_к - тепловий імпульс від струму КЗ;

t_отк - час відключення струму КЗ для розрахункової зони по режиму КЗ.

Визначається по рис.3.58, 3.61, 3.62 з [1].

 

Значення для вибраних вимикача і роз’єднувача, а також тип приводу визначають з табл.П4.1. і П4.2. [1].

 

Вимикач навантаження

 

Вимикачі навантаження вибирають за пунктами 1) – 3) і перевіряють на стійкість при наскрізних струмах КЗ за пунктами 5) та 6), а вибір комутаційної здатності за пунктом 4)

Іп(t)

де Іном.вимик

полягає у виконанні умов

^І ном. вимик	^Івимик. розр
^І ном. вмик	^І вмик. розр

де І_{ном.вимик} і І_{ном.вмик} – номінальні струми вимикання і вмикання відповідно.

 

Номінальний струм вимикання звичайно не перевищує номінального струму вимикача навантаження.

 

Запобіжник

 

Запобіжник має струмообмежувальну дію (величина струму КЗ не досягає максимальної очікуваної розрахункової величини), тому на стійкість до наскрізних струмів КЗ за пунктами 5) та 6) перевіряти його непотрібно, але згідно з пунктом 4) перевіряється умова

 

^І ном. вимик

^І п (t)

 

– номінальний струм вимикання при нормованих умовах роботи;

 

– значення періодичної складової струму КЗ для часу t.

 

Як апарат захисту запобіжник повинен бути вибраний з урахуванням його захисної характеристики. Таким чином, номінальний струм плавкої вставки І_{ном.вст} при захисті трансформаторів вибирають не тільки з урахуванням форсованого режиму, але й перехідних процесів вмикання трансформатора

^Іном. вст	(1,5 2) І ном . т ,
а номінальний струм патрона
^І ном. п	^І ном. вст
Якщо зазначені вище умови виконуються і запобіжник здатний вимкнути найменший
можливий аварійний струм даного ланцюга, то ланцюг захищений.

 

Трансформатор струму

 

Заздалегідь по номінальній напрузі і максимальному струму заданого ланцюга, вибирають трансформатор струму з табл.П4.5 [1] і проводять перевірку вибраного ТА:

- по напрузі установки:	Uуст ≤ Uном.ТА, кВ;
- по струму:	Iнорм ≤ Iном.ТА; Imax ≤ Iном.ТА, кА;
- по електродинамічній стійкості:	iу ≤ Iдин,	кА;
- по термічній стійкості:	Вк ≤ Iтер^2	· tтер,	кА^2·с;
- по класу точності;
- по вторинному навантаженню:	r2 ≤ z2ном, Ом,	де

r₂ - вторинне навантаження ТА, виписана з табл.4.11. [3] для заданої підстанції;

z_2ном - номінальне допустиме навантаження вибраного ТА в заданому класі точності:

 

z2ном = S2 ном / I2 ном, Ом.

Послідовність перевірки вибраного ТА по вторинному навантаженню:

 

1) складається схема підключення вибраних приладів до ТА різних фаз;

2) складається таблиця 6. навантажень ТА різних фаз, приведена нижче:

Таблиця 3.2. Вторинне навантаження трансформатора струму.

Таблиця 3.2.

		Навантаження фазы S2, ВА
Найменування прилада	Тип прилада	А	В	С
РАЗОМ

 

Тип приладів і споживану потужність струмової обмотки вибирають з таблиці 3.3.

 

Таблиця вторинних навантажень трансформатора струму.

				Таблиця 3.3.
		Навантаження фазы S2, ВА
Найменування приладу	Тип приладу	А	В	С
Амперметр	Э-335	0,5	0,5	0,5
Лічильник активної енергії	И-670	2,5	-	2,5
Лічильник реактивної енергії	И-676	2,5	-	2,5
ВСЬОГО		5,5	0,5	5,5

 

 

3) по складеній таблиці навантажень визначається найбільш завантажена фаза і

знаходиться загальний опір приладів по формулі:

r = S₂ / I²_{2 ном}, Ом, де

S₂ - вторинне навантаження найбільш завантаженої фази ТА.

4) з умови z_2ном а r_пров + r_приб + r_к, знаходять r_пров= z_2ном + r_приб + r_к, де

 

r_пров - опір провідників, Ом; r_прил - опір приладів, Ом;