Курсовая работа (т): Электроснабжение завода среднего машиностроения

Анализируя полученные результаты можно сделать вывод, что наибольшая нагрузка приходиться на литейный цех - 48% от всей нагрузки предприятия.

Силовая нагрузка составляет - 95% от всей нагрузки предприятия и лишь 5% осветительной нагрузки.

2.2 Построение картограммы электрических нагрузок предприятия

Для определения места расположения центра электрических нагрузок и ГПП на генплане фабрики строится картограмма электрических нагрузок. Картограмма строится из условия, что площади кругов картограммы при выбранном масштабе m=0,3 кВа/мм²соответствуют расчетным нагрузкам цехов.

Радиус окружности для каждого из цехов находится из выражения:

(2.14)

где S_Р.Ц. - расчетная нагрузка отдельного цеха.

Сектор, соответствующий нагрузке освещения определяется углом по выражению:

(2.15)

Таблица 2.4. Результат расчёта картограммы электрических нагрузок.

Центр электрических нагрузок (ЦЭН) определяется по формулам:

   (2.16)

 (2.17)

где  и  координаты центра нагрузки цеха, в предположении, что последняя распределена по цеху равномерно. Для равномерно-распределенной нагрузки её центр совпадает с центром тяжести фигуры. Результаты расчетов сведены в таблицу 3.1. При определении центра нагрузок за начало координат принимается нижний левый угол территории завода по плану.

Реальный центр электрических нагрузок находиться на территории нагрузок литейного цеха, имеющий следующие координаты

X_ЦЕН = 260 (м), Y_ЦЕН = 310 (м).

В нашем расчете оптимальным местом установки ГПП является ее расположения со стороны питания от подстанции энергосистемы, напротив центра электрических нагрузок.

2.3 Выбор напряжения питающей и распределительной сети

Для правильного дальнейшего проектирования системы электроснабжения необходимо выполнить расчёт оптимального напряжения для схемы, так как его значениями определяются параметры линии электропередачи, выбираемого оборудования, а также капиталовложений, потерь электроэнергии, издержек и расхода материалов.

Напряжение питающей сети выбирается по эмпирической формуле:

 (2. 18 ) ,

где L - длина ВЛЭП от подстанции энергосистемы до ГПП, из задания принимаем 13 км;

n - число параллельных цепей питающих ЛЭП. Так как на заводе имеются потребители 2-й категории, то питание осуществляем по двухцепной линии n=2- потребляемая мощность, мВт

Питание комбината от энергосистемы будет осуществляться по воздушной линии. Тогда:

Так как предприятие имеет энергоемкое производство, то для схемы внешнего электроснабжения с учетом перспективного развития принимаем напряжение питающей сети 110 кВ [ ]

Для внутризаводского электроснабжения принимаем напряжение 10 кВ, так как по заданию на предприятии имеется высоковольтная нагрузка на 10 кВ.

Для внутрицеховой распределительной сети принимаем напряжение 0,38 кВ, т.к. применение этого напряжения позволяет осуществить совместное питание силовых и осветительных электроприёмников от одного трансформатора.

.4 Выбор типа, числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций

Для электроснабжения цехов предприятии комплектными КТП «Минского электротехнического завода им. Козлова» с применением трансформаторов типа ТМГ11 [ ]

Для магистральных схем питания применяются присоединения через выключатель нагрузки, предохранитель, шинные накладки. Для радиальных схем применяется глухое присоединение на основании рекомендаций [3].

Выбор числа и мощности цеховых ТП производится с соответствующим технико-экономическим обоснованием, с учетом категории электроприемников цеха по требуемой степени бесперебойности питания, компенсации реактивных нагрузок напряжением до 1000 В, перегрузочной способностью трансформатора в нормальном и послеаварийном режимах.

Т.к. потребители цехов относятся ко 2 и 3-ей категориям, то в цехах предусматриваем установку однотрансформаторных ТП с наличием централизованного (складского) резерва трансформаторов.

Для обеспечения удобства эксплуатации и уменьшения складского резерва трансформаторов предусматриваем использование на предприятии 3-х номинальных мощностей. Для приближенных расчетов определение Sнт для цехов с равномерно распределенной нагрузкой производится по удельной плотности нагрузки σ, кВа/м², которую определяют по формуле:

(2.19)

где S_Р.Ц. - расчетная нагрузка цеха, кВА;

F_Ц - площадь цеха, .

При σ<0,2 кВа/м² то целесообразно применять трансформаторы с S_Н.Т<1000 кВа

при σ<0,2<0,3 кВа/м², S_Н.Т. = 1600 кВа

при σ>0,3 кВа/м² целесообразно применять трансформаторы с S_Н.Т. = 2500 кВа

.

Коэффициенты загрузки трансформаторов в зависимости от категории должны находиться в диапазонах:

·   1 категория, К_З=0,65-0,7

·   2 категория, К_З=0,7-0,8

·   3 категория. К_З=0,9-0,95

С учетом перечисленных требований трансформаторы выбираются исходя из условия полной компенсации реактивной нагрузки ТП. Количество трансформаторов определяется по формуле:

 (2.20)

где N - минимальное число трансформаторов установленных в данном цехе.

электрический нагрузка мощность трансформаторный

2.5 Компенсация реактивной мощности на напряжении до 1 кВ

Для компенсации реактивной мощности устанавливаем автоматизированные конденсаторные установки (АКУ) «Минского электротехнического завода им. Козлова»

Рассчитываем мощность компенсирующих устройств в электрических сетях до 1000 В.

Значение Q_БК определяем суммой максимальной расчетной нагрузке цеха Q_Р.Ц. и той максимальной мощности Q_Т, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1000В без увеличения их количества и номинальной мощности:

Q_БК=Q_Р.Ц. - Q_Т (2.21)

 (2.22)

где Nmin - принятое число трансформаторов в цехе;

К_З - принятый коэффициент загрузки трансформатора с учетом категории ПЭЭ;

S_Н.Т. - принятая номинальная мощность одного трансформатора, кВА.

Фактический коэффициент загрузки трансформатора после установки НКУ вычисляем по выражению:

 (2.23)

Пример расчета выполним для цеха металлоконструкций:

Плотность нагрузки:

т.к. , то целесообразно применение трансформаторов с S_Н=250 кВА

Выбираем трансформатор мощностью Sнт=250 кВА.

Определяем количество трансформаторов по:

Для цеха металлоконструкций устанавливаем две однотрасформаторных подстанций (КТП), с коэффициентом загрузки Кз=0,8.

Определим необходимую мощность НКУ:

Из расчёта видно, что требуется компенсация 247,5 кВар, выбираем две АКУ на 125 кВар.

Определим фактический коэффициент загрузки трансформатора:

В остальных цехах завода аналогично приведенному расчету производим выбор трансформаторов и низковольтных конденсаторных батарей. Результаты расчетов сведем в таблицы 2.5.,2.6.,2.7.

Таблица 2.5. Параметры выбранных трансформаторов.

Таблица 2.6. Стандартный (рекомендуемый) ряд автоматизированных конденсаторных установок, номинальное напряжение 0,4 кВ

«Таблица 2.7. − Выбор числа и мощности трансформаторов и низковольтных конденсаторных установок»

2.6 Разработка схемы электроснабжения предприятия

Электроснабжение завода производится по радиальной, магистральной и смешанной схеме в зависимости от территориального размещения нагрузок, их величины, требуемой степени надежности питания и других характерных особенностей предприятия.

Если сравнить схемы по величине капитальных вложений, то предпочтение отдается магистральным схемам, т.к. они более экономичны и удобны: