Расчет электрических нагрузок по фабрике
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Некоммерческое акционерное общество
АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
кафедра___ Электроснабжение промышленных предприятий___________
«Допущен к защите»
Заведующий кафедрой ЭПП
Бакенов К.А. к.т.н., доцент
(Ф.И.О., ученая степень, звание)
________ «____»______2014 г.
(подпись)
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
На тему: ____________________________________________________________
____
____
Специальность __5В071800 - Электроэнергетика_________________________
Выполнил (а) _______________________________________________________________
(Фамилия и инициалы) группа
Научный руководитель______________________________________________________
(Фамилия и инициалы, ученая степень, звание)
Консультанты:
по экономической части:
________________________________
(Фамилия и инициалы, ученая степень, звание)
_________________________ «________»____________________20____г.
(подпись)
по безопасности жизнедеятельности:
________________________________
(Фамилия и инициалы, ученая степень, звание)
_________________________ «________»____________________20____г.
(подпись)
по применению вычислительной техники:
________________________________
(Фамилия и инициалы, ученая степень, звание)
_____________________ «_______»_________________20___г.
(подпись)
________________________________
(Фамилия и инициалы, ученая степень, звание)
_____________________ «_______»_________________20___г.
(подпись)
Нормоконтролер: ____________________________________________________________
(Фамилия и инициалы, ученая степень, звание)
_____________________ «_______»_________________20___г.
(подпись)
Рецензент: _________________________________________________________________
(Фамилия и инициалы, ученая степень, звание)
_____________________ «_______»_________________20___г.
(подпись)
Алматы 2014 г.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Некоммерческое акционерное общество
АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Факультет_______Электроэнергетический__________________________
Специальность __5В071800 - Электроэнергетика_____________________
Кафедра _______Электроснабжение промышленных предприятий______
ЗАДАНИЕ
на выполнение дипломного проекта
Студент _________________________________________________________
(фамилия, имя, отчество)
Тема проекта_________________________________________________________
____
____
утверждена приказом ректора № 115 от «24» сентября 2013 г.
Срок сдачи законченной работы « ___ » ______________ 20___ г.
Исходные данные к проекту требуемые параметры результатов
проектирования (исследования) и исходные данные объекта
____
____
____
____
____
____
____
Перечень подлежащих разработке дипломного проекта вопросов или краткое содержание дипломного проекта:
____
____
____
____
____
____
____
____
____
____
____
Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)
____
____
____
____
____
____
____
____
____
____
____
____
____
____
____
Рекомендуемая основная литература
____
____
____
____
____
____
____
____
____
____
____
Консультанты по проекту с указанием относящихся к ним разделов
| Раздел | Консультант | Сроки | Подпись |
Г Р А Ф И К
подготовки дипломного проекта
| № п/п | Наименование разделов, перечень разрабатываемых вопросов | Сроки представления руководителю | Примечание |
Дата выдачи задания «01»__октября__2013 г.
Заведующий кафедрой ________________ __________(Бакенов К.А.)____
(подпись) (Фамилия и инициалы)
Руководитель ___________________ __________________________
(подпись) (Фамилия и инициалы)
Задание принял к исполнению
студент ____________________ ___________________________
(подпись) (Фамилия и инициалы)
АҢДАТПА
АННОТАЦИЯ
ANNOTATION
Содержание
ВВЕДЕНИЕ. 8
1 Исходные данные к проекту. 9
2 Расчет электрических нагрузок по фабрике. 10
2.1 Расчет осветительной нагрузки. 10
2.2 Расчет электрических нагрузок по фабрике. 12
2.3 Выбор числа цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности на напряжение 0,4 кВ.. 16
2.4 Уточненный расчет электрических нагрузок по фабрике. 18
2.4.1 Определение потерь мощности в ТП.. 18
2.4.2 Определение расчетной мощности синхронных двигателей. 19
2.4.3 Расчет компенсации реактивной мощности. 19
на шинах 10 кВ ГПП. 19
3 Выбор схемы внешнего электроснабжения. 23
3.1 I Вариант. 23
3.1.1 ЛЭП –115 кВ. 24
3.1.2 Трансформаторы энергосистемы.. 25
3.1.3 Выбор выключателей и разъединителей на U=115 кВ.. 25
3.1.4 Расчет затрат на I вариант. 26
3.2 II Вариант. 28
3.2.1ЛЭП –35 кВ. 29
3.2.2 Трансформаторы энергосистемы.. 29
3.2.3 Выбор ОПН, выключателей и разъединителей на U=35 кВ.. 30
3.2.4 Расчет затрат на II вариант. 31
3.3 III Вариант. 33
3.3.1 ЛЭП –10,5 кВ. 33
4 Выбор оборудования U=10 кВ.. 34
4.1 Расчет токов короткого замыкания на шинах ГПП и РП.. 34
4.2 Выбор выключателей. 35
4.3 Выбор кабелей отходящих линий. 36
4.4 Выбор выключателей нагрузок на ТП.. 38
4.5 Выбор автоматических выключателей на ТП.. 38
4.6 Выбор трансформаторов тока. 39
4.7 Выбор трансформаторов напряжения. 41
4.8 Выбор шин ГПП.. 42
4.9 Выбор изоляторов ГПП.. 42
5 Сравнительная характеристика выключателей. 44
5.1 Требования, предъявляемые к выключателям, заключаются в следующем: 44
6 Безопасность жизнедеятельности. 54
6.1 Анализ условий труда механического цеха. 54
6.2 Мероприятия, направленные на улучшение условий труда. 56
6.3 Расчет мероприятий для снижения шума. 62
6.4 Расчет зануления. 63
6.5 Расчет зануления участка механического цеха. 66
7 Экономическая часть. 70
7.1 Цель разработки проекта. 70
7.2 Расчет технико-экономических показателей подстанции. 70
7.2.1 Определение капитальных вложений в строительство подстанции и ЛЭП 70
7.2.2 Определение ежегодных издержек производства в подстанции и ЛЭП.. 72
7.3 Показатели финансовой эффективности. 73
ВВЕДЕНИЕ
Курсовая работа по дисциплине проектирование систем электроснабжения является самостоятельной работой студента по закреплению теоретического материала. В данной курсовой работе проектируется бумажная фабрика. Разработка проекта начинается с определения электрических нагрузок согласно "Руководящим указаниям" методом коэффициентов использования и максимума. Далее идет выбор числа и мощности трансформаторных подстанций и схемы электроснабжения предприятия в целом по результатам технико–экономических расчетов. Рационально выполненная современная система электроснабжения промышленного предприятия должна удовлетворять ряду требований, как экономичность и надежность, безопасность и удобства эксплуатации, возможность расширения производства минимальными изменениями схемы электроснабжения.
Исходные данные к проекту
Тема: «Электроснабжение Бумажной фабрики»
Питание может быть осуществлено от подстанции энергосистемы неограниченной мощности, на которой установлено два трансформатора мощностью по 40 МВА напряжением 37/10,5 кВ (трансформаторы работают раздельно) или глухой отпайкой от транзитной двухцепной ЛЭП–115кВ. Мощность к.з. в месте отпайки равна 1200МВА, а на стороне 37кВ подстанции энергосистемы 600МВА.
Расстояние от подстанции энергосистемы до фабрики – 5,5 км, от транзитной ЛЭП–115кВ до фабрики – 12км
Таблица 1 – Электрические нагрузки по фабрике
| Наименование | Кол–во ЭП, n | Установленная мощность | |
| Одного ЭП, Pн | Σ Pн | ||
| 1.Бумажная машина №1 | 5–50 | ||
| 2.Бумажная машина №2 | 5–40 | ||
| 3.Бумажная машина №3 | 5–45 | ||
| 4.Бумажная машина №4 | 5–70 | ||
| 5.Бумажная машина №5,6,7 | 5–70 | ||
| 6.Кислотный цех | 10–90 | ||
| 7.Дереворубка | |||
| 8.Варочное отделение | 10–35 | ||
| 9.Отбельное отделение | 8–30 | ||
| 10.Тряпковарка | 10–16 | ||
| 11.Кислородная станция | 15–100 | ||
| 12.Механические мастерские | 5–50 | ||
| 13.Лесотаски (транспортеры и пилы) | 1–55 | ||
| 14.Склады | 1–25 | ||
| 15.Насосная: | |||
| А)0,4кВ | 10–20 | ||
| Б)СД 10кВ | |||
| 16.Компрессионная станция: | |||
| А)0,4кВ | 10–15 | ||
| Б)СД 10кВ | |||
| 17.Заводоуправление | 1–15 |
2 Расчет электрических нагрузок по фабрике
2.1 Расчет осветительной нагрузки
Расчет осветительной нагрузки при определении нагрузки предприятия производим упрощенным методом по удельной плотности осветительной нагрузки на квадратный метр производственных площадей и коэффициенту спроса.
По этому методу расчетная осветительная нагрузка принимается равной средней мощности освещения за наиболее загруженную смену и определяется по формуле:
Рpo=КcoРуо , кВт (2.1)
Qpo=tgоРро , квар, (2.2)
где Кco –коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки;
tgо –коэффициент реактивной мощности, определяется по cos 
;
Руо – установленная мощность приемников освещения 
по цеху, определяется по удельной осветительной нагрузке на 1м2 поверхности пола известной производственной площади:
Руо=оF, кВт (2.3)
где F–площадь производственного помещения, которая определяется по генеральному плану фабрики, м2 ;
удельная расчетная мощность, кВт/м2.
Все расчетные данные заносятся в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 – Расчет осветительных нагрузок
| № | Наименование | S, м2 | Удельная осветительная нагрузка | Кс | Установленная мощность освещения, кВт/ м2 | Расчетная мощность освет. нагрузки | cosφ | tgφ | Тип ИС | |||
| Рро,кВт | Qpo,квар | |||||||||||
| Бумажная машина1 | 0,014 | 0,8 | 24,73 | 42,83 | 0,5 | 1,73 | ДРЛ | |||||
| Бумажная машина2 | 0,017 | 0,8 | 48,96 | 84,80 | 0,5 | 1,73 | ДРЛ | |||||
| Бумажная машина3 | 0,016 | 0,8 | 39,32 | 68,11 | 0,5 | 1,73 | ДРЛ | |||||
| Бумажная машина4 | 0,018 | 0,8 | 57,14 | 98,97 | 0,5 | 1,73 | ДРЛ | |||||
| Бумажная машина5,6,7 | 0,014 | 0,8 | 25,80 | 44,70 | 0,5 | 1,73 | ДРЛ | |||||
| Кислотный цех | 0,014 | 0,8 | 7,53 | 13,04 | 0,5 | 1,73 | ДРЛ | |||||
| Дереворубка | 0,015 | 0,8 | 9,41 | 16,30 | 0,5 | 1,73 | ДРЛ | |||||
| Варочное отделение | 0,016 | 0,8 | 14,34 | 6,94 | 0,9 | 0,48 | ЛН | |||||
| Отбельное отделение | 0,017 | 0,8 | 17,63 | 8,54 | 0,9 | 0,48 | ЛН | |||||
| Тряпковарка | 0,015 | 0,8 | 19,20 | 9,30 | 0,9 | 0,48 | ЛН | |||||
| Кислородная станция | 0,013 | 0,7 | 4,08 | 1,97 | 0,9 | 0,48 | ЛН | |||||
| Механ.мастерские | 0,014 | 0,85 | 7,62 | 13,19 | 0,5 | 1,73 | ДРЛ | |||||
| Лесотаски | 0,014 | 0,85 | 20,56 | 35,62 | 0,5 | 1,73 | ДРЛ | |||||
| Склады | 0,010 | 0,6 | 14,59 | 25,27 | 0,5 | 1,73 | ДРЛ | |||||
| Насосная станция | ||||||||||||
| a)0,4кВ | 0,013 | 0,7 | 3,93 | 1,9 | 0,9 | 0,48 | ЛН | |||||
| Коспрессионая | ||||||||||||
| a)0,4кВ | 0,013 | 0,7 | 3,93 | 1,9 | 0,9 | 0,48 | ЛН | |||||
| Заводоуправление | 0,020 | 0,9 | 34,27 | 59,36 | 0,5 | 1,73 | ДРЛ | |||||
| Территоррия | 0,005 | 1136,8 | 0,5 | 1,73 | ДРЛ | |||||||
Расчет электрических нагрузок по фабрике
Расчет электрических нагрузок напряжением до 1 кВ по цехам фабрики производим также методом упорядоченных диаграмм упрощенным способом. Результаты расчета силовых и осветительных нагрузок по цехам сведены в таблицу 2.2 – Расчет силовой нагрузки напряжением 0,4кВ.
Для построения картограммы нагрузок предприятия:
(2.4)
где R – радиус окружности;
α – угол сектора;
m – масштаб для определения площади круга, равный 0.05
Для механического цеха найдем:
Количество электроприемников – n;
Номинальные мощности приемников – Рн;
Суммарную номинальную мощность ΣРн;
По следующим формулам:
(2.5)
Таблица 2.2 – Расчет электрических нагрузок по цехам, U=0.4кВ
| Номера цехов | Наименования | n | Рmin Pmax | Руст | m | Ки | Cosφ/ tgφ | Рсм | Qсм | nэ | Км | Рр | Qp | Sр | Iр | R | α |
| 1.Бумажная машина 1 | а)силовая | 5–50 | >3 | 0,6 | 0,75/ 0,88 | 582,07 | 1,1 | 930,5 | 1343,1 | ||||||||
| б)осветительная | 24,73 | 42,83 | 49,46 | 71,39 | |||||||||||||
| Итого | 750,73 | 624,90 | 976,78 | 1409,90 | |||||||||||||
| 2.Бумажная машина 2 | а)силовая | 5–40 | >3 | 0,6 | 0,75/ 0,88 | 476,24 | 1,1 | 476,2 | 761,3 | 1098,9 | |||||||
| б)осветительная | 48,96 | 84,80 | 97,92 | 141,34 | |||||||||||||
| Итого | 642,96 | 561,04 | 853,32 | 1231,70 | |||||||||||||
| 3.Бумажная машина 3 | а)силовая | 5–45 | >3 | 0,6 | 0,75/ 0,88 | 449,78 | 1,12 | 571,2 | 449,7 | 1049,4 | |||||||
| б)осветительная | 39,32 | 68,11 | 78,64 | 113,52 | |||||||||||||
| Итого | 610,52 | 517,88 | 800,59 | 1155,58 | |||||||||||||
| 4.Бумажная машина 4 | а)силовая | 5–70 | >3 | 0,6 | 0,75/ 0,88 | 899,56 | 1,1 | 899,5 | 2075,7 | ||||||||
| б)осветительная | 57,14 | 98,97 | 114,28 | 164,95 | |||||||||||||
| Итого | 1179,14 | 998,52 | 1545,13 | 2230,26 | |||||||||||||
| 5.Бумажная машина 5,6,7 | а)силовая | 5–70 | >3 | 0,6 | 0,75/ 0,88 | 1322,88 | 1,09 | 1322,8 | 2103,1 | 3035,7 | |||||||
| б)осветительная | 25,80 | 22,76 | 34,41 | 49,67 | |||||||||||||
| Итого | 1660,80 | 1345,64 | 2137,52 | 3085,34 | |||||||||||||
| 6.Кислотный цех | а)силовая | 10–90 | >3 | 0,5 | 0,8/ 0,75 | 262,5 | 1,23 | 430,5 | 262,5 | 504,2 | 727,8 | ||||||
| б)осветительная | 7,53 | 5,64 | 9,41 | 13,58 | |||||||||||||
| Итого | 438,03 | 268,14 | 513,58 | 741,32 | |||||||||||||
| 7.Дереворубка | а)силовая | 10–10 | <3 | 0,4 | 0,65/ 1,17 | 79,5 | 1,27 | 86,3 | 79,5 | 117,3 | 169,4 | ||||||
| б)осветительная | 17,63 | 8,54 | 19,58 | 28,27 | |||||||||||||
| Итого | 103,99 | 88,04 | 136,25 | 196,66 | |||||||||||||
| 8.Варочное отделение | а)силовая | 10–35 | >3 | 0,35 | 0,8/ 0,75 | 157,5 | 1,15 | 241,5 | 157,5 | 288,3 | 416,1 | ||||||
| б)осветительная | 14,34 | 6,94 | 15,93 | 22,99 | |||||||||||||
| Итого | 255,84 | 164,44 | 304,13 | 438,98 |
Продолжение таблицы 2.2
| Номера цехов | Наименования | n | Рmin Pmax | Руст | m | Ки | Cosφ/ tgφ | Рсм | Qсм | nэ | Км | Рр | Qp | Sр | Iр | R | α |
| 9.Отбельное отделение | а)силовая | 8–30 | >3 | 0,5 | 0,7/ 1,02 | 204,04 | 1,16 | 204,04 | 308,96 | 445,9 | |||||||
| б)осветительная | 17,63 | 8,54 | 19,58 | 28,27 | |||||||||||||
| Итого | 249,63 | 212,58 | 327,88 | 473,26 | |||||||||||||
| 10.Тряпковарка | а)силовая | 10–16 | <3 | 0,6 | 0,8/ 0,75 | 292,5 | 1,12 | 436,8 | 292,5 | 525,69 | 758,8 | ||||||
| б)осветительная | 19,20 | 9,30 | 21,33 | 30,79 | |||||||||||||
| Итого | 456,00 | 301,80 | 546,83 | 789,30 | |||||||||||||
| 11.Кислородная станция | а)силовая | 15–100 | >3 | 0,6 | 0,7/ 1,02 | 336,67 | 1,24 | 409,2 | 336,67 | 529,9 | 764,9 | ||||||
| б)осветительная | 4,08 | 1,97 | 4,53 | 6,54 | |||||||||||||
| Итого | 413,28 | 338,64 | 534,30 | 771,22 | |||||||||||||
| 12.Механические мастерские | а)силовая | 5–50 | >3 | 0,3 | 0,75/ 0,88 | 158,75 | 1,28 | 230,4 | 158,75 | 279,79 | 403,9 | ||||||
| б)осветительная | 7,62 | 13,19 | 15,23 | 21,99 | |||||||||||||
| Итого | 238,02 | 171,94 | 293,62 | 423,82 | |||||||||||||
| 13.Лесотаски | а)силовая | 1–55 | >3 | 0,35 | 0,6/ 1,33 | 303,33 | 1,21 | 275,3 | 303,33 | 409,62 | 591,3 | ||||||
| б)осветительная | 20,56 | 35,62 | 41,13 | 59,36 | |||||||||||||
| Итого | 295,84 | 338,95 | 449,90 | 649,39 | |||||||||||||
| 14.Склады | а)силовая | 1–25 | >3 | 0,4 | 0,8/ 0,75 | 1,19 | 190,4 | 225,06 | 324,8 | ||||||||
| б)осветительная | 14,59 | 25,27 | 29,18 | 42,12 | |||||||||||||
| Итого | 204,99 | 145,27 | 251,25 | 362,66 | |||||||||||||
| 15. Насосная станция | |||||||||||||||||
| А)0,4кВ | а)силовая | 10–20 | <3 | 0,6 | 0,7/ 1,02 | 104,6 | 1,23 | 125,4 | 104,06 | 235,3 | |||||||
| б)осветительная | 3,93 | 1,90 | 4,37 | 6,30 | |||||||||||||
| Итого | 129,39 | 105,96 | 167,24 | 241,40 | |||||||||||||
| Б)СД 10кВ | а)силовая | <3 | 0,7 | 0,8/ 0,75 | 1,29 |
Окончание таблицы 2.2
| Номера цехов | Наименования | n | Рmin Pmax | Руст | m | Ки | Cosφ/ tgφ | Рсм | Qсм | nэ | Км | Рр | Qp | Sр | Iр | R | α |
| 16. Компрессионная станция | |||||||||||||||||
| А)0,4кВ | а)силовая | 10–15 | <3 | 0,6 | 0,7/ 1,02 | 79,58 | 1,15 | 89,7 | 79,5 | 119,9 | 173,1 | ||||||
| б)осветительная | 3,93 | 1,90 | 4,37 | 6,30 | |||||||||||||
| Итого | 93,63 | 81,48 | 124,12 | 179,16 | |||||||||||||
| Б)СД 10кВ | а)силовая | <3 | 0,7 | 0,8/ 0,75 | 1,29 | ||||||||||||
| 17. Заводоуправление | а)силовая | 1–15 | <3 | 0,5 | 0,75/ 0,88 | 57,32 | 1,2 | 57,32 | 96,8 | 139,7 | |||||||
| б)осветительная | 34,27 | 59,36 | 68,54 | 98,94 | |||||||||||||
| Итого | 112,27 | 116,69 | 161,93 | 238,66 | 112,27 | ||||||||||||
| 18. Территория | осветительная | 1136,80 | 1969,00 | 2273,60 | 3281,76 | ||||||||||||
| Итого | 8971,85 | 8350,91 | 12397,96 | 17895,44 |