Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Проектирование электрических сетей 10 кВ дополнительного производства ОАО «Красноярский машиностроительный завод»

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Хакасский технический институт – филиал ФГАО ВПО

«Сибирский федеральный университет»

институт

«Электроэнергетика»

кафедра

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

______

подпись инициалы, фамилия

« _____» ________ 20 ___ г.

БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА

140400.62 «Электроэнергетика и электротехника»

код – наименование направления

___________________________________________________________

тема

___________________________________________________________

Руководитель __________ ________________

подпись, дата должность, ученая степень инициалы, фамилия

Выпускник __________

подпись, дата инициалы, фамилия

Абакан 2015

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Хакасский технический институт – филиал ФГАО ВПО

«Сибирский федеральный университет»

институт

«Электроэнергетика»

кафедра

УТВЕРЖДАЮ

И. о. заведующего кафедрой

Г.Н. Чистяков

подпись инициалы, фамилия

« » 2015 г.

ЗАДАНИЕ

НА ВЫПУСКНУЮ КВАЛИФИКАЦИОННУЮ РАБОТУ

в форме дипломного проекта

Студенту Шишлянниковой Светланы Анатольевны

(фамилия, имя, отчество)

Группа ХИ 11-2 Специальность 140400.62 ____Электроэнергетика________

(код) (наименование)

Тема выпускной квалификационный работы Проектирование электрических сетей 10 кВ дополнительного производства ОАО «Красноярский машиностроительный завод»

Утверждена приказом по институту № ___ от

Руководитель ВКР Дулесова Н. В., к.э.н., доцент кафедры «Электроэнергетика»

(инициалы, фамилия, должность и место работы)

Исходные данные для дипломного проекта Генплан предприятия, ведомость электрических нагрузок предприятия

Перечень разделов дипломного проекта:

Введение

1 Расчет электрических нагрузок промышленного предприятия

1.1 Расчет электрических нагрузок

1.2 Расчет электрических нагрузок по предприятию

1.3 Расчет картограммы электрических нагрузок

2 Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций предприятия

2.1. Методика выбора числа и мощности трансформаторов комплектных трансформаторных подстанций

3 Разработка вариантов схем канализации электроэнергии на предприятии с учетом требований по резервированию электроснабжения

4 Выбор кабелей, питающих КТП

5 Выбор выключателей напряжением 10 кВ схемы внутреннего электроснабжения

6 Технико-экономическое сравнение вариантов канализации электроэнергии на предприятии

7 Проверка оборудования по токам короткого замыкания

7.1 Расчет токов короткого замыкания в сети 10 кВ

7.2 Проверка оборудования в сети 10 кВ

7.3 Проверка сечения кабеля на термическую устойчивость к действию токов короткого замыкания

8 Анализ качества напряжения цеховой сети и расчет отклонения напряжения для характерных электроприемников

8.1 Анализ качества напряжения силовой сети

8.1.1 Самый мощный электроприемник

8.1.2 Самый удаленный электроприемник

Заключение

Перечень обязательных листов графической части:

1. Э1 Генплан жилого массива и промышленной зоны.

2. Э2 Однолинейная схема сети 10 кВ.

3. Э5 Анализ качества напряжения

Руководитель дипломного проекта / Н. В. Дулесова

(подпись, инициалы и фамилия)

Задание принял к исполнению / А. Д. Емельяненко

(подпись, инициалы и фамилия студента)

«26» марта 2015 г

РЕФЕРАТ

Выпускная квалификационная работа по теме «Проектирование электрических сетей 10 кВ дополнительного производства ОАО «Красноярский машиностроительный завод» содержит 54 страниц текстового документа, 6 рисунков, 11 таблиц, 29 использованных источников, 3 листов графического материала.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ ПРЕДПРИЯТИЯ, КАРТОГРАММА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК, КОПЛЕКТНАЯ ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ, ОБОРУДОВАНИЕ, АНАЛИЗ НАПРЯЖЕНИЯ.

Объект проектирования – дополнительное производство ОАО «Красноярский машиностроительный завод».

В дипломном проекте рассмотрены следующие вопросы:

Краткая характеристика технологического процесса;

Определение расчётных электрических нагрузок;

Выбор системы питания системы электроснабжения;

Выбор системы распределения предприятия;

Расчёт токов короткого замыкания;

Выбор основного оборудования, а также его проверка по условиям короткого замыкания;

Система электроснабжения удовлетворяет требованиям надежности и экономичности.

The abstract

Выпускная квалификационная работа по теме «Проектирование электрических сетей 10 кВ дополнительного производства ОАО «Красноярский машиностроительный завод» содержит 54 страниц текстового документа, 6 рисунков, 11 таблиц , 28 использованных источников, 3 листов графического материала.

Объект проектирования – дополнительное производство ОАО «Красноярский машиностроительный завод».

В дипломном проекте рассмотрены следующие вопросы:

Краткая характеристика технологического процесса;

Определение расчётных электрических нагрузок;

Выбор системы распределения предприятия;

Расчёт токов короткого замыкания;

Выбор основного оборудования, а также его проверка по условиям короткого замыкания;

Система электроснабжения удовлетворяет требованиям надежности и экономичности.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение...................................................................................................................7

1 Расчет электрических нагрузок промышленного предприятия....................8

1.1 Расчет электрических нагрузок..............................................................8

1.2 Расчет электрических нагрузок по предприятию.................................8

1.3 Расчет картограммы электрических нагрузок......................................8

2 Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций предприятия......................................................7

2.1. Методика выбора числа и мощности трансформаторов комплектных трансформаторных подстанций.....................................................7

3 Разработка вариантов схем канализации электроэнергии на предприятии с учетом требований по резервированию электроснабжения.....7

4 Выбор кабелей, питающих КТП.........................................................................7

5 Выбор выключателей напряжением 10 кВ схемы внутреннего электроснабжения....................................................................................................7

6 Технико-экономическое сравнение вариантов канализации электроэнергии на предприятии............................................................................7

7 Проверка оборудования по токам короткого замыкания..............................7

7.1 Расчет токов короткого замыкания в сети 10 кВ.................................7

7.2 Проверка оборудования в сети 10 кВ....................................................7

7.3 Проверка сечения кабеля на термическую устойчивость к действию токов короткого замыкания........................................................7

8 Анализ качества напряжения цеховой сети и расчет отклонения напряжения для характерных электроприемников.............................................7

8.1 Анализ качества напряжения силовой сети.........................................7

8.1.1 Самый мощный электроприемник.....................................................7

8.1.2 Самый удаленный электроприемник................................................7

Заключение…..........................................................................................................7

Список используемых источников........................................................................7

ВВЕДЕНИЕ

В системах электроснабжения промышленных предприятий и установок энерго- и ресурсосбережение достигается, главным образом, посредством уменьшения потерь электроэнергии при ее передаче и преобразовании, а также применения менее материалоемких и более надежных конструкций всех элементов этой системы. Одним из испробованных путей минимизации потерь электроэнергии является компенсация реактивной мощности потребителей при помощи местных источников реактивной мощности, причем важное значение имеет правильный выбор их типа, мощности, местоположения и способа автоматизации.

Главной задачей проектирования предприятий является разработка рационального электроснабжения с учетом новейших достижений науки и техники на основе технико-экономического обоснования решений, при которых обеспечивается оптимальная надежность снабжения потребителей электроэнергией в необходимых размерах, требуемого качества с наименьшим затратами. Реализация данной задачи связана с рассмотрением ряда вопросов, возникающих на различных этапах проектирования. При технико - экономических сравнениях вариантов электроснабжения основными критериями выбора технического решения является его экономическая целесообразность, т.е. решающими факторами должны быть: стоимостные показатели, а именно приведенные затраты, учитывающие единовременные капитальные вложения и расчетные ежегодные издержки производства. Надежность системы электроснабжения в первую очередь определяется схемными и конструктивными построения системы, разумным объемом заложенных в нее резервов, а также надежностью входящего электрооборудования. Основополагающим принципом при проектировании схем электроснабжения является также отказ от "холодного" резерва. Рациональные схемы решения должны обеспечивать ограничение токов короткого замыкания. В необходимых случаях при проектировании систем электроснабжения должна быть предусмотрена компенсация реактивной мощности. Мероприятия по обеспечению качества электроэнергии должны решаться комплексно и базироваться на рациональной технологии и режиме производства, а также на экономических критериях. При выборе оборудования необходимо стремиться к унификации и ориентироваться на применение комплексных устройств (КРУ, КСО и др.) различных напряжений, мощности и назначения.

Основной целью дипломного проекта ставится закрепление полученных на протяжении всего курса обучения знаний, а также получение опыта проектирования системы электроснабжения конкретного предприятия.

1 Расчет электрических нагрузок промышленного предприятия

1.1 Расчет электрических нагрузок

При разработке проекта электроснабжения промышленного предприятия необходимо определить максимальную электрическую мощность, передачу которой требуется обеспечить для нормальной работы объекта. В зависимости от этого значения, называемого расчетной нагрузкой, выбираются источник электроснабжения и все оборудование электрической сети, обеспечивающее передачу требуемой мощности: линии, трансформаторы распределительные устройства. Неточность определения расчетной нагрузки влечет за собой или перерасход проводникового материала во всей электросети, или ненадежность электроснабжения.

Определение расчетной нагрузки по цеху производится по методу тяжпромэлектропроекта. Этот метод заложен в основу "Руководящих указаний по расчету электрических нагрузок" (РТМ.36.18.32.4 - 92).

Номинальная расчетная мощность трехфазных электроприемников:

, (1)

где - число электроприемников;

- номинальная мощность одного электроприемника, кВт.

Средняя активная нагрузка за наиболее загруженную смену:

, (2)

где - коэффициент использования по активной мощности.

Средняя реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену:

, (3)

где - коэффициент реактивной мощности.

Информация о коэффициентах использования и коэффициентах мощности cosφ, как для отдельных электроприемников, так и для характерных цехов по отраслям промышленности приводится в справочниках. Из-за большого многообразия наименований электроприемников и цехов не для всех можно найти справочные данные о и cosφ. В этом случае они принимаются равными соответствующим данным для электроприемников и цехов, схожих по режиму работы.

Эффективное число электроприемников определяем по формуле (4) в случае, когда расчетный .

, (4)

где - номинальная мощность i-го электроприемника.

Если , то эффективное число электроприемников определяем по формуле (5).

, (5)

где - мощность самого крупного электроприемника в узле.

В определенном случае, когда отношение , , тогда принимаем .

Расчетные мощности и определяются по формулам:

, (6)

, (7)

где - расчетный коэффициент активной мощности, определяется по

справочным материалам ;

- расчетный коэффициент реактивной мощности:

. (8)

Полная расчетная нагрузка группы трёхфазных электроприемников определяется из выражения:

, (9)

Расчетный ток:

, (10)

где Uном - номинальное напряжение сети.

Среднее значение коэффициента использования:

. (11)

Расчетные значения Pр, Qр, Sр, Iр используются в дальнейшем для выбора силовых понижающих трансформаторов, устанавливаемых в цехе, а также коммутационной аппаратуры и питающих линий.

1.2 Расчет электрических нагрузок по предприятию

Исходными данными для расчета являются обобщенные электрические характеристики цехов предприятия (суммарная установленная мощность, эффективное число электроприемников цехов). Расчет ведется по укрупненным показателям, т.к. заданы суммарные установленные мощности электроприемников по цехам, но не известен их состав. Результаты сведены в таблицу 1. Коэффициенты использования и мощности выбираются в соответствии с группой цеха и характером нагрузки. Расчетные коэффициенты по активной и реактивной мощности равны.

При расчете электрической нагрузки предприятия необходимо учесть нагрузку искусственного освещения цехов. Результаты сведены в таблицу 2. Эта нагрузка определяется по удельной мощности освещения по выражению:

, (12)

где F - площадь цеха, м²;

КСО - коэффициент спроса на осветительную нагрузку, равный 0,9 для цехов основного производства и 0,6 для цехов вспомогательного[7];

δ - удельная расчетная мощность освещения, кВт/м².

Принимаем равенство:

. (13)

Расчетная полная мощность цеха с учетом осветительной нагрузки:

. (14)

Таблица 1 – Расчет электрических нагрузок

Исходные данные

Расчетные величины

Эффективное число ЭП

Коэффициент расчетной нагрузки Kр

Расчетная мощность

Расчетный ток, А

Наименование ЭП

Количество ЭП n, шт.

Номинальная мощность, кВт

Коэффициент использования Kи

Коэффициент реактивной мощности

Kи·Рном

Kи·Рном·tg φ

активная, кВт

реактивная,

квар

полная, кВА

одного ЭП

общая

cos φ

tg φ

рном

рном,min

рном,max

дополнительный производственный корпус:

Механообрабатывающий цех

900

0,7

0,9

0,48

630

305

0,95

630

305

700

41,17

Заготовительный цех

700

0,42

0,8

0,75

294

221

0,85

294

221

368

21,62

Кузнечный цех

1000

0,4

0,75

0,88

400

353

400

353

533

31,37

Химический

900

0,5

0,8

0,75

450

338

0,9

450

338

563

33,09

Литейный

1049

0,45

0,85

0,62

472

293

350

472

293

555

32,66

Штамповчный

830

0,4

0,75

0,88

332

293

0,95

332

293

443

26,04

Термический цех

1500

0,6

0,7

1,02

900

918

900

918

1286

75,63

Сварочный цех

1000

0,4

0,75

0,88

400

353

0,95

400

353

533

31,37

Склад

250

0,35

0,8

0,75

87,5

109

6,43

итого эп

390

8129

0,49

0,78

0,79

3965

3138

171

0,95

3966

3138

5057

297,46

Таблица 2 – Расчет осветительной нагрузки

Наименование цеха	Ксо	Рудо	Fц	cosφ	tg φ	Pро	Sро	Qpo	Sр

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Механообрабатывающий цех	0,95	16	1868	0,5	1,73	31,2	62,5	54	752,5
Заготовительный цех	0,95	16	2022	0,5	1,73	33,8	67,6	58,5	430,5
Кузнечный цех	0,95	16	1848	0,5	1,73	30,9	61,8	53,5	592,2
Химический	0,95	16	1410	0,5	1,73	23,6	47,2	40,8	606,1
Литейный	0,95	16	2972	0,5	1,73	49,7	99,4	86	644,6
Штамповчный	0,95	16	1456	0,5	1,73	24,3	48,7	42,1	489
Термический цех	0,95	16	2644	0,5	1,73	44,2	88,4	76,5	1371,5
Сварочный цех	0,95	16	1560	0,5	1,73	26,1	52,2	45,2	583
Склад	0,6	16	1392	0,5	1,73	14,7	29,4	25,4	136,9
Итого осветительная нагрузка			17172			278,5	557,1	482,4	5606

1.3 Расчет картограммы электрических нагрузок

Картограмма нагрузок представляет собой размещенные на генеральном плане окружности, центры которых совпадают с центрами нагрузок цехов, а площади окружностей пропорциональны расчетным активным нагрузкам. Каждая окружность делится на сектора, площади которых пропорциональны активным нагрузкам электроприемников напряжением до 1 кВ, электроприемников напряжением 10 кВ и электрического освещения. При этом радиус окружности и углы секторов для каждого секторы соответственно определятся:

, (15)

, , , (16)

где m - масштаб площадей картограммы нагрузок, кВт/м².

Центры электрических нагрузок предприятия (рисунок 1) является символическими центрами потребления электрической энергии (активной мощности) предприятия, координаты которого находятся по выражениям[6, с.67-68]:

, (17)

, (18)

где , - координаты центра i-го цеха на плане предприятия, м.

Местоположение КТП выбрано с учетом: центра электрических нагрузок; площади, необходимой для размещения КТП; розы ветров; рельефа местности; наличия коридоров для прокладки воздушных и кабельных линий с учетом охранной зоны.

Результаты расчетов сведены в таблицу 3.

Таблица 3 – Картограмма электрических нагрузок предприятия

Наименование цеха	КТП		x	y	Pm		Pm*X	Pm*Y		Qm	Pm*X		Pm*Y			Рp			Qp
																Xц		Yц	Xц	Yц

1		2	3	4	5	6		7	8			9		10	11		12		13		14
Механообрабатыв. Цех		11	15,6	143	630	9828		90090	305			4759,9		43632,6	75		145		97		145
Кузнечный цех			168	147	400	67200		58800	353			59264,8		51856,73
Загот-ный цех		2 2	45,6	80	294	13406		23520	221			10055		17640	108		63		105		58
Литейный			145	86	472	68447		40596	293			42419,8		25159,3
Штамп-ный			111	15	332	36852		4980	293			32500,4		4391,94

Окончание таблицы 3

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Химический	3	308	56	450	138600	25200	338	103950	18900	282,1	97,9	280,5	101
Сварочный цех		260	148	400	104000	59200	353	91719,38	52209,5
Склад		250	84	88	21875	7350	66	16406,25	5512,5
Термический цех	4	177	17	900	159300	15300	918	162518,5	15609,1	177	17	177	17

Рисунок 1 - Генплан с размещением КТП

2 Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций предприятия

Для питания цеховых потребителей служит главным образом комплектные трансформаторные подстанции напряжением 6-10 кВ внутренней (КТП) и наружной (КТПН) установки, их электрооборудование и токоведущие части находятся в закрытых оболочках. Подстанции состоят из трех блоков: вводного устройства напряжением 6...10кВ (шкафы ВВ-1, ВВ-2, ВВ-3 и ШВВ-3), силового трансформатора (марки ТМ, ТСЗ,), распределительного устройства напряжением 0,4 кВ (шкафы КБ-1 ... КБ4, КН-1 ... КН6, КН-17, КН-20, ШНЛ, ШНВ, ШНС). Из этих блоков, поставляемых заводом, собирают подстанцию. Их выполняют как внутрицеховые подстанции, встраиваемые в здание цеха или в пристроенное к нему помещение. Отдельно стоящие подстанции целесообразно использовать при питании от одной подстанции нескольких цехов, во взрывоопасных помещениях, при невозможности размещения их в цехе по технологическим условиям, они наиболее экономичны по капитальным затратам и эксплуатационным расходам.

Проектирование электрических сетей 10 кВ дополнительного производства ОАО «Красноярский машиностроительный завод» 📙 Дипломная → 🆔 15104