Электроснабжение завода инженерных машин

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 6
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРОЕКТА 7
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 8
1 КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРЕДПРИЯТИИ 11
Выводы по разделу 1 11
2 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
2.1 Расчет электрических нагрузок по инструментальному цеху 12
2.2 Расчет электрических нагрузок по предприятию 14
2.3 Расчет высоковольтной нагрузки 15
2.4 Расчет картограммы электрических нагрузок предприятия 21
Выводы по разделу 2 23
3 ВЫБОР ЧИСЛА, МОЩНОСТИ И ТИПА ТРАНСФОРМАТОРОВ
ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ ПРЕДПРИЯТИЯ 24
Выводы по разделу 3 29
4 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ, СХЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП 30
Выводы по разделу 4 33
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ ВНЕШНЕГОЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ
5.1 Вариант с напряжением внешнего электроснабжения 110 кВ 34
5.1.1 Потери электроэнергии в силовых трансформаторах ГПП 35
5.1.2 Расчет линии электропередач от районной подстанции энергосистемы до ГПП предприятия 35
5.1.3 Расчет токов КЗ в начале отходящих линий от питающей подстанции энергосистемы и на выводах ГПП 37
5.1.4 Выбор коммутационной аппаратуры в начале отходящих линий от подстанции энергосистемы и на вводе ГПП 39
5.1.5 Технико-экономические показатели схемы внешнего
электроснабжения 44
5.2 Вариант с напряжением внешнего электроснабжения 35 кВ 46
5.3 Сравнение вариантов схем с напряжением 35 кВ и 110 кВ 50
Выводы по разделу 5 50
6 ВЫБОР ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ, РАСЧЕТ ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ
6.1 Выбор напряжения 51
6.2 Построение схемы внутреннего электроснабжения предприятия 51
6.3 Конструктивное выполнение электрической сети 51
6.4 Расчет питающих линий 51
Выводы по разделу 6 54
7 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 56
Выводы по разделу 7 62

13.03.02.2023.099.00.00 ПЗ Лист
4
Изм. Лист № докум. Подпись Дата


8 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СЭС ПРОМЫШЛЕННОГОПРЕДПРИЯТИЯ
8.1 Выбор ячеек комплектного распределительного устройства ГПП 63
8.2 Выбор выключателей КРУ 64
8.3 Выбор трансформаторов тока в ячейках КРУ 65
8.4 Выбор трансформаторов напряжения 68
8.5 Выбор выключателей на вводах цеховых ТП 70
8.6 Выбор трансформаторов собственных нужд ГПП 70
8.7 Выбор вводных и секционных автоматических выключателей РУ НН 71
Выводы по разделу 8 73
9 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ РЕЖИМА НЕЙТРАЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 74
Выводы по разделу 9 75
10 РАСЧЕТ И ВЫБОР УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 76
Выводы по разделу 10 81
11 ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ БАТАРЕЙ КОНДЕНСАТОРОВ. 81
Выводы по разделу 11 75
12 РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА
12.1 Выбор выключателей и расчет их защитных время –токовых характеристик… 87
12.2 Выбор защиты КЛ1 и трансформатора Т1 103
12.3 Защита КЛ1 111
12.4 Защита от однофазных замыканий на землю 114
Выводы по разделу 12 116
13 ВОПРОСЫ ОХРАНЫ ТРУДА И ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
13.1 Территория, компоновка и конструктивная часть подстанции 117
13.2 Расчет освещения открытого распределительного устройства 120
13.3 Расчет заземляющего устройства ГПП 123
13.4 Расчет молниезащиты подстанции 125
Выводы по разделу 13 129
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 128
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 129

Весь текст будет доступен после покупки

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электрической энергией электроприемников предприятия и должны отвечать установленным технико-экономическим требованиям: они должны обладать минимальными затратами при соблюдении всех технических показателей; обеспечивать необходимую надежность электроснабжения и со- ответствующее качество электрической энергии; быть удобны при эксплуатации и безопасны в обслуживании; иметь достаточную гибкость, позволяющую обеспе- чивать оптимальные режимы работы в нормальном и в послеаварийном режимах; позволять поводить реконструкций без существенного удорожания первона- чального варианта.
По мере развития потребления электрической энергии, к системам электро- снабжения предъявляются и другие требования, например, возникает вопрос о необходимости внедрения систем автоматического управления и диагностики СЭС, систем автоматизированного контроля и учета электрической энергии, осу- ществления в широких масштабах управления процессами производства с приме- нением телесигнализации и телеуправления.
Для того, чтобы система электроснабжения удовлетворяла всем предъявляе- мым требованиям, необходимо при проектировании учитывать огромное число различных факторов, то есть использовать системный подход к решению задачи, учитывающий влияние различных факторов и учет их динамичности.

Весь текст будет доступен после покупки

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Выполнить проект электроснабжения завода инженерных машин в объеме, указанном во введении к сборнику заданий. Завод расположен на Южном Урале (Челябэнерго).
Генплан завода представлен в варианте исходных данных. В таблице 1 при- ведены сведения об установленной мощности и другие данные для электроприем- ников напряжением до 1000 В, в таблице 2 – для электроприемников напряжени- ем выше 1000 В, в таблице 3 ? дополнительные данные, в таблице 4 приведены данные нагрузки по цеху.

Таблица 1 – Данные электроприемников напряжением до 1000 В
Номер Наименование цеха, отделе- Рном электропри?м-
схемы на ния, участка ников, напряжением nэ Ки cos ?
плане 0,4 кВ, кВт
1 Управление 407 145 0,40 0,80
2 Дизельно-моторный цех 5825 300 0,60 0,75
3 Гальванический цех 4806 190 0,47 0,80
4 Цех сборки тракторов 3245 140 0,56 0,75 5 Термический цех 7013 100 0,75 0,90 6 Цех шестерен 7162 100 0,50 0,70
7 Склад готовой продукции 250 15 0,20 0,60 8 Агрегатный цех 4170 90 0,60 0,75
9 Механический цех 2659 93 0,55 0,65
10 Цех электрического напольно- 451 45 0,45 0,70го транспорта
11 Ремонтно-механический цех - - - -

Таблица 2 – Данные электроприемников напряжением выше 1000 В
13.03.02.2023.099.00.00 ПЗ Лист
6
Изм. Лист № докум. Подпись Дата



Таблица 3 – Дополнительные данные














Таблица 4 - Данные для расчета нагрузок по ремонтно-механическому цеху
13.03.02.2023.099.00.00 ПЗ Лист
6
Изм. Лист № докум. Подпись Дата



Окончание таблицы 4
1 2 3
22. Пресс 7,00 2
23. Станок полировальный 8,50 1
24. Машина стыковой сварки 30,00 2
25. Кран-балка 1,00 2
26. Печь электрическая камерная 65,00 2
27. Печь шахтная 60,00 3
28. Ванна соляная 75,00 1
29. Ванна цианистая 10,00 3
30. Ванна для подогрева масла 6,80 2
31. Вентилятор 2,20 4
Отделение оснастки
32. Станок обдирочно-шлифовальный 8,50 1
33. Станок горизонтально-фрезерный 15,10 4
34. Станок токарно-винторезный 12,90 3
35. Станок шлифовальный 5,60 4
36. Станок сверлильный 1,60 2
37. Станок радиально-сверлильный 2,90 1
38. Станок заточной для пил 10,00 2
39. Станок вертикально-фрезерный 7,00 14
40. Станок токарно-винторезный 17,60 4
41. Станок горизонтально-фрезерный 9,90 3
42. Станок строгальный 4,50 2
43. Станок плоскошлифовальный 12,80 3
44. Станок кругло-шлифовальный 36,30 1
45. Станок токарно-затылочный 4,70 2
46. Станок резьбошлифовальный 3,90 1
47. Станок внутришлифовальный 7,20 2
48. Станок токарно-винторезный 7,50 7
49. Станок горизонтально-расточной 7,00 1
50. Пила дисковая 9,60 3
51. Диск отрезной 17,60 2
52. Кран-балка 5,30 2

13.03.02.2023.099.00.00 ПЗ Лист
6
Изм. Лист № докум. Подпись Дата


1 КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРЕДПРИЯТИИ

Завод инженерных машин — это предприятие, специализирующееся в обла- сти машиностроительной промышленности.
В группе цехов трубопрокатного завода присутствуют следующие цеха:
1) Управление. Среда внутри здания - чистая. Управление относится ко вто- рой категории по надежности электроснабжения.
2) Дизельно-моторный цех. Среда внутри здания – загрязненная. Цех отно- сится ко второй категории по надежности электроснабжения.
3) Гальванический цех. Среда внутри здания – чистая. Гальванический цех относится ко второй категории по надежности электроснабжения.
4) Цех сборки тракторов. Среда внутри цеха – чистая. Цех относится ко вто- рой категории по надежности электроснабжения.
5) Термический цех. Среда внутри цеха – чистая. Термический цех относится ко второй категории по надежности электроснабжения.
6) Цех шестерен. Среда внутри цеха - чистая. Цех относится ко второй кате- гории по надежности электроснабжения.
7) Склад готовой продукции. Среда внутри цеха - чистая. Склад относится к третьей категории по надежности электроснабжения.
7) Агрегатный цех. Среда внутри цеха - чистая. Цех относится ко второй ка- тегории по надежности электроснабжения.
9) Механический цех. Среда внутри здания – чистая. Цех относится ко вто- рой категории по надежности электроснабжения.
10) Цех электрического напольного транспорта. Среда внутри цеха - чистая. Цех относится ко второй категории по надежности электроснабжения.
11) Инструментальный цех. Среда внутри цеха - чистая. Цех относится ко второй категории по надежности электроснабжения.
В целом по надежности электроснабжения предприятие можно отнести ко второй категории, так как при отключении питания на производстве возникнет массовый брак продукции. Все технологические цеха допускают перерыв в элек- троснабжении на время, в течение которого обслуживающий персонал выполнит необходимые переключения.
Электроприемники завода питаются на переменном токе промышленной ча- стоты, преимущественно все они трехфазные.

Выводы по разделу 1

Поняв отличительные черты и особенности цехов завода инженерных машин, перейдем к разработке системы электроснабжения завода.
13.03.02.2023.099.00.00 ПЗ Лист
6
Изм. Лист № докум. Подпись Дата


2 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

2.1 Расчет электрических нагрузок по инструментальному цеху

Определение электрических нагрузок завода электроаппаратуры выполняется согласно методике, основанной на усовершенствованном методе упорядоченных диаграмм [1]. В системе электроснабжения завода инженерных машин есть харак- терные узлы, для которых определяются расчетные нагрузки. Последовательность расчета производится от потребителей до энергосистемы. Питание электроприем- ников в инструментальном цехе выполняется посредством распределительных шинопроводных систем.
Для цехов предприятия в исходных данных заданы: суммарная установлен- ная мощность электроприемников Pн, эффективное число электроприемников nэ, коэффициент использования Ки и коэффициент мощности cos?. Расчетные мощ- ности PP и QP находятся по формулам [1]

Pp = Kpa · ?n Kиai · phomi , (2.1)
i=1




Qp = Kpp · ?n Kиai · phomi · tg??homi , (2.2)
i=1

где Kpa – расчетный коэффициент активной мощности, определяется по справоч- ным материалам [2, табл.1];
Kpp – расчетный коэффициент реактивной мощности;
Kиа – коэффициент использования по активной мощности, характеризует степень использования установленной мощности за наиболее загруженную смену.

K ? 1 ,
pp 1? 6? n
Э
где nЭ – эффективное число электроприемников.

Средняя активная нагрузка за наиболее загруженную смену для каждого электроприемника или подгруппы электроприемников определяется по формуле:

PCP ? Kиаi ?Pномi .

Средняя реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену:

QCP ? Pномi ?tg?.
13.03.02.2023.099.00.00 ПЗ Лист
6
Изм. Лист № докум. Подпись Дата




Определение приведенного числа электроприемников nэ:

n

(?p )2номi
n ? i?1 .
Э n
?pном
i?1
Полная расчетная нагрузка группы тр?хфазных электроприемников опреде- ляется выражением:

S ? P 2 ? Q 2 .
P P P

Среди электр?при?мник?в есть как тр?хфазные, так и ?дн?фазные, питаемые на линейном или фазном напряжение. Не?бх?дим? как можно равномернее распределить ?дн?фазную нагрузку между фазами, чтобы не возникали недопустимые напряжения ?братн?й п?след?вательн?сти и изоляция ?дн?й из фаз не изнашивалась быстрее других [1]. В таблице 2.1 приведены результаты расч?тов нагрузок для ?дн?фазных электр?при?мник?в.
Сначала не?бх?дим? разделить электр?приемники на те, которые подключаются на линейное напряжение и те, которые подключаются на фазное напряжение. Электр?приемники, подключенные на линейное напряжение не?бх?дим? распределить по фазам, используя коэффициенты приведения нагрузки в фазе. Эти коэффициенты зависят ?т к?эффициента м?щн?сти электр?приемник?в и нах?дятся из справ?чных данных [1].
Средние активные и реактивные нагрузки для электроприемников, включенных на линейное напряжение, определяются по формулам (аналогично на каждую фазу):

PC(A) = k(AB)A · kиa · Phom, QC(A) = q(AB)A · kиa · Phom.

Правильн?сть нах?ждения к?эффициент?в м?жн? пр?верить, исп?льзуя ф?рмулы:

k(AB)A + k(AB)B = 1, q(AB)A + q(AB)B = tg??AB,
где k(AB)A – к?эффициент приведения активн?й м?щн?сти приемника, п?дключенн?г? на напряжение UАВ, к фазе А;
q(AB)A – к?эффициент приведения реактивн?й м?щн?сти приемника, п?дключенн?г? на напряжение UАВ, к фазе А.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Справочник по проектированию электроснабжения/ Под. ред. Ю.Г. Барыбина и др. – М. Энергоатомиздат, 1990. – 576 с.
2 РТМ 36.18.32.4-9 Указания по расчету электрических нагрузок. – М.: ВНИПИ ТЯЖПРОМЭЛЕКТРОПРОЕКТ, 1992. – 7 с.
3 Гайсаров Р.В. Выбор электрической аппаратуры, токоведущих частей и изоляторов: Учебное пособие к курсовому и дипломному проектированию / Р.В. Гайсаров, И.Т. Лисовская. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2002. - 61 с.
4 Приказ ?б утверждении укрупненных н?рматив?в цены тип?вых техн?л?гических решений капитальн?г? стр?ительства ?бъект?в электр?энергетики в части ?бъект?в электр?сетев?г? х?зяйства / А.В. Н?вак, М-в? энергетики Р?ссийск?й Федерации. – М.: 2016. – 28 с.
5 Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: В 2 т. Т.1. Электроснабжение/ Под общ. ред. А.А. Федорова. – М. Энергоатомиздат, 1986.
– 568 с.
6 НТП ЭПП-94. Проектирование электроснабжения промышленных предприятий. Нормы технологического проектирования. 1-я редакция. – М.: ТЯЖПРОМЭЛЕКТРОПРОЕКТ, 1994. – 69 с.
7 Технические условия на силовые трансформаторы серии ТМГ мощностью 160-2500 кВА. – Екатеринбург: ОАО «Уралэлектротяжмаш», 2015.
8 Правила устройства электроустановок. 7-е издание. Стереотипное. – СПб.: Издательство ДЕАН, 2008. – 704 с.
9 Выключатели элегазовые серии ВГБУ на 35, 110 и 220 кВ./ Энергомаш (Екатеринбург). – ОАО «Уралэлектротяжмаш».
10 Справочник по проектированию электрических сетей/ Под ред. Д.Л. Файбисовича. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: ЭНАС, 2017. – 376 с.

Весь текст будет доступен после покупки