151468 (621724), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Виготовлення механічних деталей, середовище нормальне.
Визначення категорії електропостачання
Щоб забезпечити підприємство електроенергією високої якості без зриву плану виробництва і не допустити аварійних перериві в електропостачанні потрібна надійність електропостачання.
Згідно завданню до курсового проекту маємо споживачів IІ і ІII-ї категорії 70%. Підприємство відноситься до ІI-ї категорії електропостачання споживачів. З цього робимо висновок, що підприємство повинно забезпечуватись електроенергією з двома джерелами живлення. Тому, що I категорія електропостачання включає в себе такі електроприймачі, перерва у електропостачанні яких зв’язана з небезпекою для життя людей, нанесенням значної шкоди народному господарству, розладом складного технологічного процесу, пошкодженням устаткування, масовим браком продукції.
До II-ї категорії відносяться електроприймачі, перерва в електропостачанні яких може призвести до великого недовідпуску продукції, простою технологічних механізмів, робочого, промислового транспорту. Перерва у електропостачанні приймачів допускається на час, який необхідний для включення резервного живлення силами експлуатаційного персоналу, але не більше 1 доби.
До III-ї категорії відносяться електроприймачі несерійного виробництва продукції, допоміжні цехи, комунально-господарські споживачі, сільськогосподарські заводи. Для цих електроприймачів електропостачання може бути від одного джерела живлення при умові, що перерва у електропостачанні, необхідна для ремонту та заміни пошкодженого елемента системи електропостачання, але не більше 1 доби.
1.2 Вибір роду струму. Величини напруги для живлення споживачів
Основними групами електроприймачів є електродвигуни промислових механізмів, зварювальні апарати, печі і силові трансформатори, світильники всіх видів штучного світла і т. д.
По роду струму розрізняють електроприймачі, які працюють від мережі змінного струму промислової частоти f=50Гц.
Змінного струму збільшеної або пониженої частоти: від мережі постійного струму
По напрузі елекроприймачі класифікуються на дві групи:
1)Електроприймачі, які отримують живлення безпосередньо від мережі 3.6 і10 кВ
2)Електроприймачі живлення яких економічно вигідно на напругу 380–660В
Окремі споживачі електроенергії виконуються для живлення високошвидкісних електродвигунів збільшеної частоти 180–400 Гц.
В нашому цеху живлення виконується від мережі 380 В і частотою струму 50 Гц.
2. Розрахункова частина
2.1 Розрахунок електричних навантажень підприємства
Розрахунок виконується по вузлам живлення системи електронавантаження в слідую чому порядку:
Приймачі поділяють на характерні технологічні групи для яких з довідників знаходять значення Кв і cos φ.
Для кожної технологічної групи розраховують середню активну і реактивну потужності:
Q сер = Р сер tg φ,
Де Кв=0.7
По вузлу живлення визначають: загальну кількість приймачів, їх сумарну установлену потужність, сумарну середню активну і реактивну потужності.
Знаходять значення групового коефіцієнта використання. Розраховують ефективне число приймачів.
Визначають розрахункову активну потужність:
Рм = Км · Рсер
розрахункову реактивну потужність приймаємо Qм=Q сер (якщо nе ≤ 10, то Qм=1,1·Qсер)
Підраховуемо сумарну активну потужність всіх споживачів однієї групи за формулою:
Рн1=n*Pн=32*7.5=240 кВт (2.2)
Аналогічно підраховуемо всіх споживачів і заносимо в табл.. №2.
Приймаемо для електроприймачів коеф. потужності cosφ=0.82
І tgφ=0.73
Визначаємо реактивну потужність за формулою
Qn=Pn* tgφ=7.5*0.73=5.5*32=176 квар. (2.3)
Приймаємо для груп споживачів коєф. використання Кв=0.7
Визначаємо для кожної групи однорідних споживачів середньо-активне навантаження за найбільш загружену зміну Рсм, а потім і реактивну Qсм за формулою:
Рсм=Рн*Кв=7.5*0.7=5.25 кВт (2.4)
Qсм= Рсм* tgφ=5.25*0.73=3.8 квар (2.5)
З справочної літератури знаходимо коєф. максимума Км=1.14
З врахуванням Км визначаемо розрахункове максимальне навантаження Рр,
Рр=Км* Рсмε=1.14*168=191.5 кВт (2.6)
Знаходимо реактивну потужність за формулою:
Qр= Рр* tgφ=191.5*0.73=142 квар (2.7)
Знаходимо повну потужність споживачів однієї групи:
Визначаємо струм за формулою:
2.2 Компенсація реактивної потужності і вибір місця розташування компенсуючи пристроїв
Електрична мережа представляє собою одне ціле, і правильний вибір методів компенсації для мереж промислового підприємства напругою до 1000 В, а також в мережі 6–10 кВ можна виконати при спільному вирішенні задачі.
На промислових підприємствах основні споживачі реактивної потужності приєднуються до мережі до 1000 В. Компенсація реактивної потужності споживачів може виконуватися при допомозі синхронних двигунів або батарей конденсаторів приєднаних безпосередньо до мережі до 1000 В.
При виборі компенсуючих приладів підтверджується необхідність їх комплексного використання як для підтримки режиму напруги в мережі, так і для компенсації реактивної потужності.
Потужність Qкб компенсуючого приладу(квар) визначается як різниця між фактичною найбільшою реактивною потужністю Qm навантаження споживача і граничною реактивною потужністю Qэ яка постачається підприємству енергосистемою по умовам режима роботи:
Qкб = Qм – Qэ = Pmax (tg м – tg э) (2.1)
де Qкб – розрахункова потужність конденсаторної установки (кВар)
Qм-середне активне навантаження по цеху (кВар)
Qэ – реактивна потужність передаваєма підприємству з енергосистеми (квар)
Розрахуємо потужність конденсаторної установки, для цього використаємо формулу:
Qкб= 338 ∙ (0,73 – 0,33) = 135 квар (2.1)
Вибираемо типі потужність конденсаторної батареї:
АКБ‑3/50‑У3 Uн‑380/220В
Визначаємо переріз кабеля конденсаторної установки
З справочної літератури знаходимо кабель АВВГ 4х70 Iд‑270А
2.3 Вибір числа і потужності трансформаторів, типу і числа підстанцій
Визначення розрахункової потужності силових трансформаторів одно, або двотрансформаторних підстанцій 6…10/0,4 кВ виконується шляхом підсумовування розрахункових активних потужностей на головних ділянках ліній 0,38 кВ, що відходять від підстанції. Вибір типу і схеми живлення підстанції, а також числа трансформаторів зумовлений величиною і характером електричних навантажень.
ТП повинні розміщуватися як можна ближче до споживачів. Для цього повинні приміняться внутріцехові підстанції а також пристроєні до цеху.
ТП повинні розміщуватися за цехом тільки при неможливості розміщення всередині або при розміщенні частини навантажень за цехом.
Число і потужність трансформаторів вибираються по перевантажувальній можливості трансформатора. Для цього по добовому графіку навантажень споживача встановлюється довго тривалість максимуму навантажень t і коєф. заповнення графіка
Кз.г. = Sср / Smax (2.3.1)
Де Sср і Smax середнє і максимальне навантаження трансф.
По значенням Кз.г і t визначается коєф. Кратності допустимого навантаження. 1; стр. 222
Кн = Smax / Sном = Imax / Iном (2.3.2)
В даному проекті Кн=1.23
Розрахуємо номінальну потужність трансформатора з врахуванням коєф. кратності допустимого навантаження і максимальної потужності з врахуванням розрахункової потужності конденсаторної батареї.
кВ∙А (2.3.3)
Визначаємо номінальну потужність одного трансформатора:
кВ·А (2.3.4)
Вибираємо з довідника потужність трансформатора і його тип:
ТМ 250/10 [5] с. 199 табл. 2.90
Визначаємо коефіцієнт завантаження в нормальному режимі при максимальному навантаженні за формулою:
що відповідає економічному режиму. Перевіряємо установлену потужність трансформатора в аварійному режимі на перевантажуючу здібність за формулою:
1,4·250>0,70·465
Звідси випливає, що вибрана потужність трансформатора забезпечує електропостачання підприємства як в нормальному так і в аварійному режимах. Вибраний тип трансформатора заношу в таблицю:
Табл. 4
Тип тр-ра | Ном. потужність, кВА | Напруга | Втрати | Uкз.% | Іхх,% | Повна вартість підстанції | ||
ВН | НН | ДРхх. кВт | ДРкз. кВт | |||||
ТМ | 250 | 10 | 0.4–0.23 | 1.5 | 3.7 | 4.5 | 3.7 | 30000 грн |
Для живлення цеху вибираю одну комбіновану підстанцію з двома трансформаторами. На основі розрахованої потужності трансформаторів вибираємо підстанцію згідно літератури [4] c. 135 табл. 2.22
Тип і потужність підстанції: ТП‑2–250–10/04
Вартість підстанції складає 60 тис. грн.
2.3.1 Техніко-економічне порівняння вибраних варіантів електропостачання
Щоб вибрати найраціональніший варіант електропостачання, зазвичай розглядають не менше двох варіантів числа і потужності трансформаторів на підстанції, порівнюючи їх по техніко-економічних показниках. За перший варіант приймаємо розрахункову потужність трансформатора 250 кВ·А, а за другий варіант приймаємо трансформатор з потужністю на одну ступінь вище розрахункової 400 кВ∙А. Проводимо розрахунки для першого і другого варіанту, тим самим визначаємо економічну вигідність роботи трансформаторів по різних варіантах. Технічні характеристики беремо з каталогу.
Табл. 5
№ варіанта | Тип т-ра | Ном. Потужність, кВ∙А | Напруга | Втрати | Uкз, % | Іхх, % | Повна вартість підстанції | ||
ВН | НН | Рхх, кВт | Ркз, кВт | ||||||
I | ТМ | 250 | 10 | 0.4 | 1.5 | 3.7 | 4.5 | 3.7 | 60000 |
II | ТМ | 400 | 10 | 0.4 | 1.2 | 5.5 | 4.5 | 2.1 | 80000 |
Визначаємо втрати потужності і енергії в трансформаторах за один рік їх роботи. Кun=0.05 кВт/кВ∙А – це коеф., який задається енергосистемою для даного заводу (цеху) у відповідності з його місцем знаходження.
І-варіант
Втрати реактивної потужності:∆Qxx=Sнт1*Іхх/100=250*3.7/100=2.5 квар (2.3.1)
∆Qк.з= Sнт1*Uк.з/100=250*4.5/100=1.13 квар (2.3.2)
Приведені втрати потужності в двох трансформаторах
∆Р`хх = ∆Рхх+ Кun+:∆Qxx=1.5+0.05+2.5=4кВт, (2.3.3)