Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Электроснабжение текстильного производства

8 нұсқа

Текстилді машина жасау зауытының электрмен жабдықтау жүйесін жобалауға арналған бастапқы деректер

1 Зауыттың коректенуі кернеуі 110/35/10кВ қуаты 40000 кВ×А бойынша екі үшорамды трансформатор орнатылған энергия жүйесінің қосалқы станциясынан жүзеге асады.

2 Жүйенің қуаты S_с = 1000 МВ×А, жүйенің қуатына қатысты 110 кВ жағындағы жүйенің реактивті кедергісі X_с = 0,6.

3 Электр энергия құны 4 тенге / кВт×сағ.

4 Қосалқы станциядан цехтардың жиынтығына дейінгі қоректенуші желінің ұзындығы ℓ = 9 км.

5 А.1. кестесінде зауыттың электрлік жүктемесінің мәліметтері келтірілген.

6 А1 суретінде цехтардың жиынтығының негізгі жоспары көрсетілген.

7 Зауыт үш ауысымда жұмыс істейді.

8 Аудармалы коэффициент К = 340.

А.1 кесте – Зауыттың электрлік жүктемесінің мәліметтері

Жоспар бойынша номер	Цех атауы	Орнатылған қуат P_ном, кВт	Кернеу U_н, кВ
1	Әрлеу ғимараты	2800	0,4
2	Асхана	310	0,4
3	Компрессорлы станция СД 41000	230 4000	0,4 6
4	Болат құйғыш цех Пештер 43200	4700 12800	0,4 6
5	МЖЦ	145	0,4
6	Гальваникалық цех	3160	0,4
7	Термиялық цех	2800	0,4
8	Ағаш өңдеу цехі	2950	0,4
9	Механикалы-штампты цех	860	0,4
10	Бояғыш цех	1740	0,4

Қоректену

А.1 сурет – Зауыттың негізгі жоспары (масштаб 1см : 50м)

1 Есептік электр жүктемесінің анықталуы

1.1Электр энергияны тұтынушыларының қысқаша сипаттамасы

ЭҚЕ талаптарына сүйене отырып электрмен жабдықтаудың сенімділік дәлдік нүктесінен электр энергияны тұтынушыларды сараптау, орналасқан жердің өндірістік орта шартың анықтау және электрмен жабдықтаудың тоқыраусыздық деңгейі бойынша электр энергия тұтынушыларының дәрежесін келтіру.

Жүргізілген сараптама нәтижесін 1.1 кестесіне енгізу ұсынылады.

1.1 Кесте

Жоспар бойынша номер	Цех атауы	ЭҚЕ тұтынушыла-рының дәрежесі	Өндірістік орта
1	Әрлеу ғимараты	III	тозаңды, ластанған
2	Асхана	II, III	қалыпты
3	Компрессорлы станция	II, III	қалыпты
4	Болат құйғыш цех	III	тозаңды, ыстық
5	МЖЦ	II, III	қалыпты
6	Гальваникалық цех	II	тозаңды, ыстық
7	Термиялық цех	II	тозаңды, ыстық
8	Ағаш өңдеу цехі	II	қалыпты
9	Механикалы-штампты цех	II	қалыпты
10	Бояғыш цех	II	тозаңды, улы орта

1.2 Кәсіпорының цехтары бойынша есептік электр жүктемелерін анықтауы

Кернеуі 0,4кВ есептік активті Р_р, кВт, және реактивті Q_р, квар, цехтың күштік қабылдағыштарының жүктемелері формула бойынша анықталады:

Р_р = К_с∙ Р_ном, (1.1)

Q_р = tgφ∙ Р_р, (1.2)

мұндағы К_с – берілген анықтамалар бойынша алынатын орташа сұраныс коэффициенті;

Р_р1= 0,65∙ 2800=1820 кВт Q_р1 = 0,88∙ 1820=1601,6 квар

Р_р2 = 0,5∙ 310=155 кВт Q_р2 = 0,48∙ 155=74,4 квар

Р_р3 = 0,65∙ 230=149,5 кВт Q_р3 = 0,88∙ 149,5=131,56 квар

Р_р4= 0,6∙ 4700=2820 кВт Q_р4 = 0,88∙ 2820=2481,6 квар

Р_р5= 0,3∙ 145=43,5 кВт Q_р5 = 1,17∙ 43,5=51 квар

Р_р6= 0,4∙ 3160=1264 кВт Q_р6 = 1,17∙ 1264=1479 квар

Р_р7= 0,5∙ 2800=1400 кВт Q_р7 = 1,17∙ 1400=1638 квар

Р_р8= 0,3∙ 2950=885 кВт Q_р8 = 1,02∙ 885=903 квар

Р_р9= 0,25∙ 860=215 кВт Q_р9 = 1,17∙ 215=251,5 квар

Р_р10= 0,5∙ 1740=870 кВт Q_р10 = 1,02∙ 870=887,4 квар

Кернеуі 6(10) кВ болат құйғыш цех үшін: саны n =4, қалыпты қуат Р_ном = 3200 кВт,

Р′_р4 = 0,6∙4∙3200 = 7680 кВт,

Кернеуі 6 (10) кВ электрқабылдағыштың есептік күштік жүктемелері осылайша анықталынады.Тек айырмашылығы синхронды электрқозғалтқыштар үшін (СҚ) есептік реактивті қуатының анықталуында.

Реактивті қуаттың максималды шамасы Q_сд, квар, мына формула бойынша анықталынады

(1.3)

Кернеуі 6(10) кВ СД типті компрессорлы станция үшін: саны n = 4, бір қозғалтқыштың қалыпты қуаты Р_ном1 = 1000 кВт, қуат коффициенті cosφ_ном = 0,9, пайдалы әсер коэффициенті η_ном = 0,95

Р′_р1 = 0,85∙4∙1000 = 3400 кВт,

Негізгі жопар бойынша цех еденінің ауданы:

F₁ = 50∙120=6000 м²

F₂ = 50∙65=3250 м²

F₃ = 65∙85=5525 м²

F₄ = 215∙140=30100 м²

F₅ = 140∙65=9100м²

F₆ = 75∙105=7875 м²

F₇ = 95∙65=6175 м²

F₈ = 95∙65=6175 м²

F₉ = 95∙65=6175 м²

F₁₀ = 55∙150=8250 м²

Цехтің жарықтандырғыш қабылдағыштарының есептік жүктемесі Р_р.о, кВт, жуықтып есептеуде орнатылған қуат және сұраныс коэффициенті бойынша мына формулаға сәйкес анықталады

Р_р.о = Р_ном.о ∙К_с.о∙К_ПРА, (1.4)

Жарықтандырудың орнатылған қуатын Р_ном.о, кВт, есептеу үшін жүктемені анықтаудың көмекші әдісі қолданылады - ауданның бірлігіне меншікті қуат әдісі

Р_ном.о = р_уд∙F, (1.5)

мұнда р_уд– цех еденінің ауданының меншікті жүктемесі, Вт/м²;

F - негізгі жоспар бойынша бойынша анықталатын цех еденінің ауданы, м².

Р_ном.о1 = 14,3∙10^-3∙6000=86 кВт Р_р.о1 = 86∙ 0,95=82 кВт

Р_ном.о2 = 19,5∙10^-3∙3250=63 кВт Р_р.о2 = 63 ∙ 0,85=53 кВт

Р_ном.о3 = 9,1∙10^-3∙5525=50 кВт Р_р.о3 = 50 ∙ 0,85=42 кВт

Р_ном.о4 = 12∙10^-3∙30100=361 кВт Р_р.о4 = 361 ∙ 0,95=343 кВт

Р_ном.о5 = 14,3∙10^-3∙9100=130 кВт Р_р.о5 = 130 ∙ 0,95=124 кВт

Р_ном.о6 = 14∙10^-3∙7875=110 кВт Р_р.о6 = 110 ∙ 0,95=05 кВт

Р_ном.о7 = 14,3∙10^-3∙6175=88 кВт Р_р.о7 = 88 ∙ 0,95=84 кВт

Р_ном.о8 = 14,3∙10^-3∙6175=88 кВт Р_р.о8 = 88 ∙ 0,95=84 кВт

Р_ном.о9 = 15∙10^-3∙6175=93 кВт Р_р.о9 = 93 ∙ 0,95=88 кВт

Р_ном.о10 = 16∙10^-3∙8250=132 кВт Р_р.о10 = 132 ∙ 0,95=125 кВт

Егер цехта қуат коэффициенті төмен газразрядты жарық көзін орнату жобаланса, онда осы цехта жарықтандырудың есептік реактивті қуатың мына формула бойынша анықтау керек

Q_р.о = tgφ_.о∙ Р_р.о, (1.6)

Q_р.о1 = 0,33∙ 82=27 квар

Q_р.о2 = 0,62∙ 53=33 квар

Q_р.о3 = 0,62∙ 42=26 квар

Q_р.о4 = 0,33∙ 343=113 квар

Q_р.о5 = 0,33∙ 124=41квар

Q_р.о6 = 0,33∙ 105=35 квар

Q_р.о7 = 0,33∙ 84=28 квар

Q_р.о8 = 0,33∙ 84=28 квар

Q_р.о9 = 0,33∙ 88=29 квар

Q_р.о10 = 0,33∙ 125=41 квар

Жарықтандырудың толық есептік жүктемесі

. (1.7)

кВА

Жарықтандыру ауданы F_осв, м², кәсіпорынның ауданы мен барлық цехтардың аудандарының қосындысының айырымымен анықталады, яғни F_осв = F_пред − ∑F_i.

F_пред=610∙ 475=289750 м²

F_осв = 289750− 88625=201125 м²

Жарықтандыру бойынша есептелінген жүктемелердің мәндерін 1.2 кестесіне енгізу керек.

Цехтың толық есептік қуаты S_р, кВ∙А, мына формула бойынша анықталады

. (1.8)

кВА

Электрлік жүктеменің барлық есептеулері 1.2 кестесіне енгізу ұсынылады.

1.2 Толық кәсіпорынның есептік жүктемесін анықтау

1.2 кесте – Кәсіпорынның цехтары бойынша есептік электрлік жүктемесінің анықталуы

Жоспар бойынша номер	Цех атауы	Күштік жүктеме					Жарықтандыру жүктемесі									Жиынтық жүктеме
		Р_ном, кВт	К_с	сosφ tgφ	Р_р, кВт	Qр, квар	F, м²	р_уд∙10^-3 , кВт	Р_ном, кВт		К_со	Р_р.о, кВт	tgφ_о		Q_р.о, квар	Р_р,+ Р_н.о, кВт		Q_р+Q_р.о, квар		S_р, кВ∙А
Кернеуі 0,4 кВ тұтынушылар
1	Әрлеу ғимараты	2800	0,65	0,75/0,88	1820	1602	6000	14,3		86	0,95	82	0,33		27	1902		1629		2504
2	Асхана	310	0,5	0,9/0,48	155	74	3250	19,5		63	0,85	53	0,33		33	208		107		234
3	Компрессорлы станция	230 4000	0,65	0,75/0,88	150	132	5525	9,1		50	0,85	42	0,33		26	192		158		249
4	Болат құйғыш цех	4700 12800	0,6	0,75/0,88	2820	2482	30100	12		361	0,95	343	0,33		113	3163		2595		4091
5	МЖЦ	145	0,3	0,65/1,17	44	51	9100	14,3		130	0,95	124	0,33		41	168		92		191
6	Гальваникалық цех	3160	0,4	0,65/1,17	1264	1479	7875	14		110	0,95	105	0,33		35	1369		1514		2041
7	Термиялық цех	2800	0,5	0,65/1,17	1400	1638	6175	14,3		88	0,95	84	0,33		28	1484		1666		2231
8	Ағаш өңдеу цехі	2950	0,3	0,7/1,02	885	903	6175	14,3		88	0,95	84	0,33		28	969		931		1344
9	Механикалы-штампты цех	860	0,25	0,65/1,17	215	252	6175	15		93	0,95	88	0,33		29	303		281		413
10	Бояғыш цех	1740	0,5	0,7/1,02	870	887	8250	16		132	0,95	125	0,33		41	995		928		1361
	Аумақтың жарықтандыруы	-	-	-	-	-	88625	0,22		19	1,0	19	0,33		4	19		4		20
	0,4 кВ бойынша барлығы	-	-	-	9623	9500	-	-		-	-	1149	-		406	10772		9905		14678
Кернеуі 1 кВ-тан жоғары тұтынушылар
3	Компрессорлы станция СД 4х1000	4000	0,85	0,9/0,48	3400	-2182	-	-		-	-	-	-	-			3400		-2182		4040
4	Болат құйғыш цех Пештер 4х3200	12800	0,6	0,75/0,88	7680	6758	-	-		-	-	-	-				7680		6758		10230
	6 кВ бойынша барлығы	-	-	-	11080	4576	-	-		-	-	-	-	-			-		-		14270

1.2 кестесінен есептелінген нәтижелері бойынша алынған кәсіпорынның есептік активті және реактивті жүктемелердің қосындысын көшіреміз:

- 1 кВ-қа дейінгі күштік қабылдағыштар:

∑Р_р.с = 9670 кВт; ∑Q_р.с = 9523 квар;

- жарықтандыру қабылдағыштары (цехтар және кәсіпорын аумақтары)

∑Р_{р .о}= 1149 кВт; ∑Q_р.о = 405 квар;

- 6 (10) кВ күштік қбылдағыштар:

∑Р′_р = 11080 кВт; ∑Q′_р = 4576 квар.

Трансформаторлардағы қуаттың шығыны қатынас бойынша жуықтап анықталынады :

ΔР_т = 0,02∙S_р0,4; (1.9)

ΔQ_т = 0,1∙S_р0,4. (1.10)

ΔР_т = 0,02∙14684=294 кВт

ΔQ_т = 0,1∙14684=1468 квар

Кернеуі 0,4 кВ қабылдағыштарының толық есептік қуаты

6 (10) кВ шинадағы сәйкес есептік активті және реактивті қуаттырының қосындысының есептелуі:

Р_р∑ = (∑Р_р.с +∑Р′_р)∙К_р.м +∑Р_р.о + ΔР_т , (1.11)

Q_р∑ = (∑Q_р.с +∑Q′_р)∙К_р.м +∑Q_р.о + ΔQ_т, (1.12)

мұнда К_р.м – жүктеменің жоғарғы және төмен кернеуінің максимумдар әрбір уақыттылығының коэффициенті, ол мынаған тең К_р.м =0,95 [2].

Р_р∑ = (9670+11080)∙0,95 +1149 + 294=21156 кВт

Q_р∑ = (9523 +4576)∙0,95 +405 + 1468=15267 квар

Толық кәсіпорын бойынша теңелтуші құрылғылардың қажетті қуаты Q_ку, квар

Q_ку = Р_сг∙ (tgφ_ест.г – tgφ_норм), (1.13)

мұнда Р_сг – кәсіпорынның орташа жылдық активті жүктемесі , кВт;

tgφ_ест.г – жыл бойынша табиғи орташа тарамдалған қуат коэффициентіне сәйкес;

tgφ_норм – жүйеден қоректендіру кезінде 0,95-ке ( tgφ_норм = 0,33) тең болатын қуат коэффициентінің мөлшерлік мәніне сәйкес.

Орташа жылдық активті қуаттың мәні берілген формула бойынша анықталынады

, (1.14)

мұнда Э_аг– кәсіпорынның энергияны жылдық тұтынуы, кВт∙сағ;

Т_г − кәсіпорынның жұмыс уақытынң жылдық саны (тапсырма бойынша үш ауысымды кәсіпорын үшін 6400 сағ/жыл);

Т_м.а− активті жүктеменің максимумын қолдану уақытының саны ( Т_м.а = 5330 сағ).

кВт

Реактивті қуаттың табиғи коэффициентінің мәні

, (1.15)

мұнда Т_м.р– кәсіпорынның реактивті қуатының жылдық қолдану уақытының саны, сағ/жыл (Т_м.р = 4220 сағ).

Толық кәсіпорын бойынша теңелтуші құрылғылардың қажетті қуаты Q_ку, квар

Q_ку = 17619∙( 0,57 – 0,33) = 4229 квар.

Комплектілі конденсаторлық қондырғылардың (ККҚ) активті қуат шығыны

ΔР_ку = р_уд ∙ Q_ку, (1.16)

мұнда р_уд–Q_ку - дың 0,2%-н құрайтын активті қуаттың меншіті шығыны.

ΔР_ку = 0,002 ∙ 4229=8 кВт

БТҚС 6(10) кВ шинадағы теңелтуші құрылғылардың шығындар есебімен активті қуат мына формула бойынша есептелінеді

Р = Р_р∑ + ΔР_ку = 21156 + 8 = 21164 кВт.

Жүйенің максимум сағатта кәсіпорынға берілетін реактивті қуат

Q_с = Q_р∑ - Q_ку = 15267 – 4229 = 11038 квар.

БТҚС 6(10) кВ шинадағы реактивті қуаттың компенсация есебімен есептік толық жүктеме S^′_р, кВ∙А, мынаған тең

кВ∙А.

БТҚС кәсіпорынында орнату кезінде қосалқы станция трансформаторындағы қуаттар шығыны:

ΔР′_т = 0,02∙S′_р=0,02∙23869=477 кВт

ΔQ′_т = 0,1∙S′_р=0,1∙23869=2387 квар

БТҚС-ның жоғарғы кернеу жағындағы нақты толық есептік қуаты

кВ∙А

1.3 Жүктеменің картограммасын есептеу және кәсіпорынның электрлік жүктемесінің центрін анықтау

Таңдалған масштабтағы қоршаудың ауданы цехқа қатысты есептік қуатқа тең

S_р.i = π∙ r²_i∙ m,

мұнда S_р.i – әрбір цехтің есептік қуаты, кВ∙А;

m - алынған масштаб, кВ∙А/мм².

Келтірілген формуладан қоршаудың радиусын анықтаймыз

. , мм (1.17)

Сектор бұрышы α, град, цехтардың толық есептік S_р.i мен жарықтандырудың S_р.о.i жүктемесінің қатынасымен анықталады, яғни

. (1.18)

1.3 кесте – Жүктемелердің картограммасының есептелуі мен жүктемелердің центрінің анықталуы

Жоспар бойынша цехтар номері	Цехтің толық есептік қуаты S_р.i, кВ∙А	Жарықтанды-рудың толық есептік қуаты S_р.о.i, кВ∙А	Қоршау-дың есептік радиусы r, мм	Есеп-тік сектор бұрыш α, град	х_i, м	y_i, м	S_рi∙х_i, кВ∙А∙м	S_рi∙y_i, кВ∙А∙м
1	2504	86	63	12	110	565	275440	1414760
2	234	62	19	95	375	555	87750	129870
3	249	49	20	71	260	485	64740	120765
4	4091	361	81	32	125	395	511375	1615945
5	191	131	17	247	385	370	73535	70670
6	2041	110	57	19	120	210	244920	428610
7	2231	89	60	14	270	210	602370	468510
8	1344	89	46	24	395	190	530880	255630
9	413	93	26	81	85	70	35105	28910
10	1361	132	47	35	265	60	360665	81660
Кернеуі 6 (10) кВ тұтынушылар
5	4040	-	80	-	260	485	1050400	1959400
8	10230	-	128	-	125	395	1278750	4040850
Барлығы	28929	-	-	-	-	-	5115930	10615310

Кәсіпорындағы электр энергияның қабылдау пунктінің орналасу орнын анықтау үшін келтірілген формула бойынша электрлік жүктемелердің центрінің координаталары х₀, y₀, м анықталынады

м (1.19)

м (1.20)

мұнда х_i, y_i – әрбір цехтің электр жүктемесінің центр координаттары, м.

2 Сыртқы электрмен жабдықтаудың жүйесін жобалау

2.1 БТҚС трансформаторының қуатын және санын таңдау

Трансформатордың жүктеу коэффициенті қалыпты жұмыс тәртібінде мынаған тең

. (2.1)

Апаттан кейінгі тәртіпте(бір трансформатор сөндірілген) трансформатордың жүктеу коэффициенті

. (2.2)

Апаттан кейінгі тәртіпте К_з.ав 1,4 менінен аспауы керек, яғни алынған трансформатор осы шартпен қанағаттандырылады

К_з.ав= 0,6 < 1,4.

2.2 Сыртқы электрмен жабдықтау жүйесінің ұтымды кернеуін анықтау

Ұтымды кернеудің стандартты емес шамасын анықтау үшін кез келген формуланы қолдану ұсынылады:

- Стилл формуласы

кВ (2.1)

- Никогосов формуласы

кВ (2.2)

- Ларионов формуласы

кВ (2.3)

мұнда Р_ц – бір тізбектің есептік қуаты, МВт.

Алынған нәтижені сараптап қорытынды жасауға болады, стандарты кернеу ретінде 35 кВ кернеуін қабылдау керек. Осыдан кейін стандартты кернеулер таңдалынады: біреуі қабылданған шкала сатысына төмен (U₃ = 10 кВ), ал келесісі- жоғары (U₂= 110 кВ).

2.3 1-ші нұсқа. U = 35 кВ

Нұсқаны есептеу үшін қоректендіру сұлбасы және бастапқы деректер 2.1. суретінде келтірілген

2.1 сурет – Есептік сұлба

2.3.1 Ажыратқыштарды таңдау. Энергия жүйенің қосалқы станциясында орнатылған Q1, Q2, ажыратқыштарын берілген курстық жобада қысқаша келесі шартпен таңдау ұсынылады:

U_{В ном} ≥ U_{уст.ном};

I_{В ном} ≥ I_р.max; (2.4)

S_{ном.отк}≥ S_р.отк или I_{ном.отк} ≥ I_р.отк.

Максималды жұмыс тогы (апаттан кейінгі тәртіптің есептік тогы)

А.

Қысқа тұйықталудың нүктесі үшін базистік ток I_б, А, мына формула бойынша анықталады

. (2.5)

кА.

ҚТ токтарын есептеу үшін алмастыру сұлбасы 2.2 суретінде келтірілген

2.2 сурет

Базистік бірлікке қатысты алмастыру сұлбасының индуктивті кедергісі формула бойынша анықталынады:

- берілген х_с =0,6 шамасы кезіндегі жүйе кедергісі х*_с

;

- берілген трансформаторлар үшін U_к^в-н =17,5%, U_к^в-с =10,5%, U_к^с-н =6,5% анықтамалық деректер бойынша анықталынған жүйе трансформаторларының орамасының кедергілері х*_т^в,х*_т^с, х*_т^н (тапсырмаға сәйкес S_т.ном = 40000 кВ·А қуаты кезінде):

К1 нүктесіне дейінгі қысқа тұйықталынған желінің индуктивті кедергісінің жиынтығы

х*_К1 = х*_с + х*_т^в +х*_т^с = 0,6 + 2,69 + 0 = 3,29.

ҚТ тогының периодты құраушысының бастапқы әсерлік мәні мына формула бойынша анықталынады

кА. (2.6)

Алынған есептік нәтижелер бойынша (2.4) шартына сәйкес қалыпты параметрлары С-35М-630-10У1 типті ажыратқышты таңдаймыз:

U_{В ном} = 35 кВ = U_{уст.ном} = 35 кВ;

I_{В ном} = 630 А > I_р.max =481,7 А;

I_{ном.отк} = 10 кА > I_р.отк = 4,74 кА.

2.3.2 Қоректенетін желінің қимасын таңдау.

Бастапқыда техникалық шарттар бойынша өткізгіш сымның қимасы таңдалынады:

а) қалыпты жұмыс тәртібінің есептік тогының қызу шектігінің шарты бойынша

А. (2.7)

Яғни,

I_доп ≥ I_р (2.8)

Берілген анықтамалар бойынша өткізгіш сымның қимасын таңдаймыз s = 70 мм², созылмалы шектік тогы I_доп = 265 А.. Осы кезде шарт орындалады I_доп = 265 А > I_р = 240 А.

Апаттық тәртіп жұмысының шарты бойынша таңдалынған қиманы тексереміз, мына шарт бойынша

Электроснабжение текстильного производства

Өндірістік

орта

кВА

кВА

кВА