Расчет электрического освещения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение                                                                                                                    4

Расчет электрического освещения                                                                          6

Расчет формуляра нагрузок                                                                                     9

Расчет воздушной и  кабельной линии для электроприемников карьера          19

Расчет токов короткого замыкания в сетях высше 1000 В                                 29

Расчет токов короткого замыкания в сетях ниже 1000 В                                   36

Заключение                                                                                                              44

Список литературы                                                                                                 45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Для питания небольших горных предприятий, таких как заданный карьер, где все потребители электрической энергии по степени бесперебойности электрического снабжения относят к ІІІ категории, при значительном отдалении от районной подстанции, используют однострансформаторные подстанции. Целью курсового проекта является разработка рационального, в технико-экономическом смысле, варианта электроснабжения карьера с подстанцией 35/6 кВ с соблюдения требований ГОСТ к надёжности и качеству электроэнергии, отпускаемой потребителям, а также разработка электрической схемы и компоновка подстанции, выбора основного оборудования. Схема электроснабжения представлена на рис.1 , подстанция сооружается в районе Крайнего севера со среднегодовой температурой окружающей среды +50С.

Источниками электроэнергии в схеме является ГРЭС, работающая на каменном угле, мощность которой существенно превышает мощность рассматриваемой сети карьера, поэтому напряжение в ГПП 1 можно считать неизменным при колебании нагрузок рассматриваемой сети (U1=35кВ). Системообразующая сеть 35кВ и 6кВ выполнена  сталеалюминиевым проводом,.

Выбор схемы электроснабжения заключается в разработке схемы электрических соединений и включает в себя выбор напряжения и схемы присоединения ГПП к сети ЭЭС, а также схемы самого ГПП. При этом определяются напряжение, тип и количество питающих линий, схема ОРУ и ЗРУ ГПП, тип и количество силовых трансформаторов. Выбор производится исходя из конкретных условий с максимально возможным использованием типовых схем и унифицированных элементов линий и подстанций, что позволяет сэкономить затраты на проектирование, строительство и эксплуатацию схемы электроснабжения.

 

 

ПОСТРОЕНИЕ  СХЕМЫ  ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ


                                             РПП



                                         L1


                                             ГПП





L2                                                           L3


 

        L5                        L4                                                       L6                               L7



  ПКТП                 ЯКНО               ЯКНО               ПКТП         ЯКНО              ЯКНО

 








 

ДКсТВ        ЭШ-6.45            ЭКГ-8И        СБШ-250             ЭКГ-20     ЭШ-25.100  

 

    1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ

 

  1. Определяем освещаемую территорию карьера

S=L,

Где: L,M – длина и ширина карьера;

S=2100м

  1. Определяем световой поток, необходимый для освещения

F=,

Где: требуемая нормируемая освещенность (=0,2…0,5 лк);

F=0,51890000=945000 лн

  1. Определяем площадь с усиленной освещенностью

=

Где: m – число уступов, на которых работа производиться одновременно;

b, h – средняя ширина и высота уступов;

a – угол откоса уступа;

 

  1. Определяем световой поток для усиленного освещения

,

 лм

  1. Определяем полный световой поток для освещения карьера

,

лм

Принимаем к установке  светильники ОУКсН-20000 с лампами  ДКсТВ-15000;

  1. Рассчитываем требуемое количество прожекторов

 

 

Принимаем к установке  7 прожекторов

  1. Рассчитываем высоту установки прожекторов

 

Где: – максимальная сила света в прожекторе

 

  1. Определяем мощность силового трансформатора для питания освещения

 

 

По таблице выбираем ближайший по мощности трансформатор ТМ-250/6

 

 

Тип 

трансформатора

Мощность, кВА

Uвн,

кВ

Uсн,

кВ

n,

шт.

DDРхх,

Вт

DDРкз,

Вт

Uкз,

%

ТМ-250/6

250

6/10

0,4

1

55

3700

4,5


 

 

Расчет осветительной  сети

 

  1. Определяем ток нагрузки проводов

 

 

 

Сеть освещения располагаем  по борту карьера

 

  1. Составляем расчетную схему длины проводов освещения при равномерно распределенном подключении светильников. Тогда расстояние между светильниками будет:


 


 

 

Расчетная длина кабеля или  провода при равномерном распределении  подсоединений светильников.

 

Где l1 – длина кабеля от ТП до первого светильника, м; l2 – длина участка кабеля или провода, к которому присоединены светильники, м.

 

С учетом этого сечение  проводов и кабелей:

 

По таблице П 2.26.  Окончательно выбираем провод А-25 с сечением 25 мм2.

 

 

 

 

 

    1. РАСЧЕТ ФОРМУЛЯРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Для упрощения и систематизации нагрузок создаваемых электроприемниками по линиям электропередач, упрощение расчетов, построения графика нагрузок составляется формуляр электрических нагрузок (нагрузочная таблица). Поэтому определяем для каждого потребителя следующие параметры:

  1. Установленную мощность, кВт
  2. Расчетную активную нагрузку, кВт
  3. Расчетную реактивную нагрузку, квар
  4. Расход активной электроэнергии, кВт/ч
  5. Расход реактивной электроэнергии, квар/ч

Для всех трансформаторов cosφ=0,7

  1. Производим расчет для потребителя электроэнергии ЭКГ-20 с двигателем СДЭ  мощностью 2500 кВт, с трансформатором ТМЭ-400/6

Кс=0,7, cosφ=0,9 (по таблице п.2.9, п.2.15 [12].

1. Определяем мощность трансформатора,

 

 

2. Определяем расчетную активную нагрузку двигателя, кВт

 

=25000,7=1750 кВт

3. Определяем расчетную реактивную нагрузку двигателя, квар

 

квар

4. Определяем расход активной электроэнергии двигателя, кВт/ч

 

Где T - количество часов работы экскаватора в год

           t1, t2 – затраченное время на прием передачу смены по 30 мин = 1 ч

            t3 – обед = 1ч

            Tсм = 12-0,5-1-1,5 = 9ч

            T1 = Tсм K Tд

            где K – число смен в сутки = 2

            Tд – число рабочих дней в году = 330 дней

             T1 = 9 2 330= 5940 ч

                      кВт/ч

5. Определяем расход реактивной электроэнергии двигателя, квар/ч

 

квар/ч

6. Определяем расчетную активную нагрузку трансформатора, кВт

 ,

кВт

7. Определяем расчетную реактивную нагрузку трансформатора, квар

 

                   

8. Определяем расход активной электроэнергии трансформатора,

 

 

9. Определяем расход реактивной электроэнергии трансформатора, квар/ч

 

 квар/ч

10. Определяем полную активную нагрузку экскаватора, кВт

 

 

 11. Определяем полную реактивную нагрузку экскаватора, квар

 

 

12. Определяем расчетную полную нагрузку,

 

 

  1. Производим расчет для потребителя электроэнергии ЭКГ-8И с силовым понижающим трансформатором ТМЭ-100/6 и двигателем СДФЭ-15-34-6  520кВт,  Кс=0,7, cosφ=0,85 (по таблице п.2.9, п.2.15 [12].

1. Определяем мощность трансформатора, ква

 

 

2. Определяем расчетную активную нагрузку двигателя, кВт

 

=5200,7=364 кВт

3. Определяем расчетную реактивную нагрузку двигателя, квар

 

квар

4. Определяем расход активной электроэнергии двигателя, кВт/ч

 

                      кВт/ч

5. Определяем расход реактивной электроэнергии двигателя, квар/ч

 

квар/ч

6. Определяем расчетную активную нагрузку трансформатора, кВт

 ,

кВт

7. Определяем расчетную реактивную нагрузку трансформатора, квар

 

                   

8. Определяем расход активной электроэнергии трансформатора,

 

 

9. Определяем расход реактивной электроэнергии трансформатора, квар/ч

 

 квар/ч

10. Определяем полную активную нагрузку экскаватора, кВт

 

 

11. Определяем полную реактивную нагрузку экскаватора, квар

 

 

12. Определяем расчетную полную нагрузку,

 

 

  1. Производим расчет для потребителя электроэнергии ЭШ-25/100 с двигателями СДСЭ с мощностью 2×1900 кВт, с трансформаторами 2× ТМЭ-400/6  и ТМЭ-100/6.

      Кс=0,7, cosφ=0,85 (по таблице п.2.9, п.2.15 [12].

1. Определяем мощность трансформатора, ква

 

 

 

2. Определяем расчетную активную нагрузку двигателя, кВт

 

                        

3. Определяем расчетную реактивную нагрузку двигателя, квар

 

                        

4. Определяем расход активной электроэнергии двигателя, кВт/ч

,

 кВт/ч

5. Определяем расход реактивной электроэнергии двигателя, квар/ч

 

 квар/ч

6. Определяем расчетную активную нагрузку трансформатора, кВт

 

кВт

7. Определяем расчетную реактивную нагрузку трансформатора, квар

                                                                    

 

8. Определяем расход активной электроэнергии трансформатора,

 

 

9. Определяем расход реактивной электроэнергии трансформатора, квар/ч

 

 квар/ч

10. Определяем полную активную нагрузку экскаватора, кВт

 

 

11. Определяем полную реактивную нагрузку экскаватора, квар

 

 

12.Определяем расчетную полную нагрузку,

 

 

  1. Производим расчет для потребителя электроэнергии ЭШ-6/45 с двигателем СДЭ с мощностью 520 кВт, с трансформатором ТМЭ-250/6

Кс=0,7, cosφ=0,85 (по таблице п.2.9, п.2.15 [12].

1. Определяем мощность трансформатора,

 

 

2. Определяем расчетную активную нагрузку двигателя, кВт

 

                       

3. Определяем расчетную реактивную нагрузку двигателя, квар

 

                        

4. Определяем расход активной электроэнергии двигателя, кВт/ч

 

 кВт/ч

5. Определяем расход реактивной электроэнергии двигателя, квар/ч

 

 квар/ч

6. Определяем расчетную активную нагрузку трансформатора, кВт

 

кВт

7. Определяем расчетную реактивную нагрузку трансформатора, квар

 

 

8. Определяем расход активной электроэнергии трансформатора,

 

 

9. Определяем расход реактивной электроэнергии трансформатора, квар/ч

 

                  квар/ч

10. Определяем полную активную нагрузку экскаватора, кВт

 

 

11. Определяем полную реактивную нагрузку экскаватора, квар

 

 

12. Определяем расчетную полную нагрузку,

 

 

  1. Производим расчет бурового станка СБШ-250-МНА-32 мощностью 400 кВт

Кс=0,7, cosφ=0,7 (по таблице п.2.10, п.2.15 [12].

1. Определяем расчетную активную нагрузку, кВт

 

                      

2. Определяем расчетную реактивную нагрузку, квар

 

                         

3. Определяем расход активной электроэнергии двигателя, кВт/ч

 

 кВт/ч

4. Определяем расход реактивной электроэнергии двигателя, квар/ч

 

 квар/ч

5. Определяем полную активную нагрузку экскаватора, кВт

 

 

6. Определяем полную реактивную нагрузку экскаватора, квар

 

 

7. Определяем расчетную полную нагрузку,

 

 

  1. Производим расчет трансформатора для осветительных установок  ТМ-250/6

1. Определяем мощность трансформатора,

 

 

2. Определяем расчетную активную нагрузку трансформатора, кВт

 

кВт

3. Определяем расчетную реактивную нагрузку трансформатора, квар

 

 

4. Определяем расход активной электроэнергии трансформатора,

 

                      

5. Определяем расход реактивной электроэнергии трансформатора, квар/ч

 

                         квар/ч

6. Определяем полную активную нагрузку трансформатора, кВт

 

 

7. Определяем полную реактивную нагрузку трансформатора, квар

 

 

8. Определяем расчетную полную нагрузку, кВа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    1. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ.

 

Расчетная полная нагрузка участка карьера, кВа

 

Принимаем трансформатор ближайший из ряда мощностей = ПКТП 10000

Определяем коэффициент  загрузки трансформатора согласно следующего:

                     0,9 > Кз> 0.6

                                           

Условие выполняется

  • Выбираем подстанции для питания низковольтных электроприемников 0,4 кВ, с учетом двух условий: возможность прямого пуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и величины расчетной нагрузки.

    •      В нашем  случае необходимо выбрать ПКТП-6/0,4 для бурового станка СБШ-250-МНА-32.

    Силовой трансформатор ПКТП-6/0,4 выбираем по следующей формуле:

                                                , кВА                                                       

    Где Рном – номинальная мощность потребителя, кВт

    Кс – групповой коэффициент спроса

    Cosφср – средний коэффициент мощности группы электроприемников

                                          , кВА                                                       

    По таблице П.2.19 выбираем ПКТП-400/6/0,4

    Определяем коэффициент  загрузки трансформатора согласно следующего:

                                                              0,9 > Кз> 0.6

                                                      

    Условие выполняется

    Таблица 2. Трансформаторы и  типы трансформаторных подстанций.

    Место установки

    Марка трансформатора

    Тип трансформаторной подстанции

    1

    ТМН-10000/35/6

    ПКТП 10000/35/6

    2

    ТМ-250/6/0,4

    ПКТП-250/6/0,4

    3

    ТМ-400/6/0,4

    ПКТП-400/6/0,4


     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

      1. РАСЧЁТ ВОЗДУШНОЙ И КАБЕЛЬНОЙ ЛИНИИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИЁМНИКОВ КАРЬЕРА.

     

    1. Расчет ВЛ и КЛ для экскаватора ЭШ-25/100
    2. Определяем расчетный ток нагрузки на ВЛ  , питающий экскаватор ЭШ-25/100

     

                 

     

    Принимаем провод сечением 120

    2. Производим расчет проводов по условию нагрузки

     

     

    3. Производим расчет на потерю напряжения

     

     

     

     

     

     

    Окончательно принимаем провод А-120

    4. Производим расчет сечения жил кабеля для питания экскаватора ЭШ-25/100

    Принимаем на основании ранних расчетах равное А

    Определяем сечение кабеля по потери напряжения

     

     В

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    Окончательно  выбираем для питания экскаватора ЭШ-25/100 кабель марки КГЭ-ХЛ 3

    1. Расчет ВЛ и КЛ для экскаватора ЭКГ-20
    2. Определяем расчетный ток нагрузки на ВЛ  , питающий экскаватор ЭКГ-20

     

                 

     

    Принимаем провод сечением 70

    1. Производим расчет проводов по условию нагрузки

     

     

    1. Производим расчет на потерю напряжения

     

     

     

     

     

     

    Окончательно принимаем  провод Ас-70

    1. Производим расчет сечения жил кабеля для питания экскаватора ЭКГ-20

    Принимаем на основании ранних расчетах равное 285 А

    Определяем сечение кабеля по потери напряжения

     

    В

     

     

     

     

     

     

    Окончательно выбираем для питания экскаватора ЭКГ-20 кабель марки КГЭ-ХЛ 3

    1. Расчет ВЛ и КЛ для бурового станка СБШ 250-МНА-32
    2. Определяем расчетный ток нагрузки на ВЛ  , питающий буровой станок СБШ 250-МНА-32

     

                 

     

    Принимаем провод сечением 16

    1. Производим расчет проводов по условию нагрузки

     

     

    1. Производим расчет на потерю напряжения

     

     

     

     

     

     

    Окончательно принимаем  провод А-16

    1. Производим расчет сечения жил кабеля для питания бурового станка СБШ 250-МНА-32

    Рассчитываем  на сети 400 В

     

        Определяем сечение  кабеля по потери напряжения 

                                               

     В

     

     

     

     

     

     

    Окончательно выбираем для питания бурового станка СБШ 250-МНА-32 кабель марки КГЭ-ХЛ 3

    1. Расчет ВЛ для бурового станка СБШ 250-МНА-32 и экскаватора ЭКГ-20

                                А,

    Принимаем провод  АС-25

     

     

     

     

     

     

    Окончательно принимаем  провод А-70

    1. Расчет ВЛ для бурового станка СБШ 250-МНА-32и экскаваторов ЭШ 25/100, ЭКГ-20

                  А,

    Принимаем провод  АС-70

     

     

     

     

     

     

     

    Окончательно принимаем провод  АС-70

    1. Расчет ВЛ и КЛ для экскаватора ЭКГ-8И

    1. Определяем расчетный ток нагрузки на ВЛ  , питающий экскаватор ЭКГ-8И

     

                 

     

    Принимаем провод сечением 16

    2. Производим расчет проводов по условию нагрузки

     

     

    3. Производим расчет на потерю напряжения

     

     

     

     

     

     

     

    Окончательно принимаем провод А-16

    4. Производим расчет сечения жил кабеля для питания экскаватора ЭКГ-8И Принимаем на основании ранних расчетах равное 61 А

    Определяем сечение кабеля по потери напряжения

     

    В

     

     

     

     

     

     

    Окончательно выбираем для питания  экскаватора ЭКГ-8И кабель марки КГЭ-ХЛ 3

    1. Расчет ВЛ и КЛ для экскаватора ЭШ-6/45
    2. Определяем расчетный ток нагрузки на ВЛ  , питающий экскаватор ЭШ-6/45

     

                                                

     

    Принимаем провод сечением 16

    1. Производим расчет проводов по условию нагрузки

     

     

    1. Производим расчет на потерю напряжения

     

     

     

     

     

     

    Окончательно принимаем провод А-16

    1. Производим расчет сечения жил кабеля для питания экскаватора ЭШ-6/45

    Принимаем на основании ранних расчетах равное 72 А

    Определяем сечение кабеля по потери напряжения

     

    В

     

     

     

     

     

     

    Окончательно выбираем для питания экскаватора ЭШ-6/45 кабель марки

     

    КГЭ-ХЛ 3

    1. Расчет ВЛ осветительной системы
    2. Определяем расчетный ток нагрузки на ВЛ  , питающий осветительную систему

     

     

                 

     

    Принимаем провод сечением 16

    1. Производим расчет проводов по условию нагрузки

     

     

    1. Производим расчет на потерю напряжения

     

     

     

     

     

     

    Окончательно принимаем  провод А-16

    1. Расчет ВЛ для экскаватора ЭШ-6/45 и осветительной системы

     

    Принимаем провод А-95

     

     

     

     

     

     

     

    Окончательно принимаем  провод А-120

    1. Расчет ВЛ для экскаватора ЭШ-6/45 , осветительной системы и экскаватора ЭКГ-8И

     

    Принимаем провод  А-185

     

     

     

     

    Окончательно принимаем  провод 150 с фазами А В С

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    №

    ЛЭП

    Расчет сечения

    Марка проводника

    Примеча-ние

       

    по нагреву

    по доп.

    потере напряж

    окончат

    сечение

    		    

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    2ВЛ

    15

    16

    16

    16

    А-16

    		  

    3ВЛ

    38,5

    16

    16

    16

    А-16

    		  

    4ВЛ

    61

    16

    16

    16

    А-16

    		  

    5ВЛ

    67

    16

    16

    16

    А-16

    		  

    6ВЛ

    285

    70

    70

    70

    Ас-70

    		  

    7ВЛ

    427

    120

    120

    120

    А-120

    		  

    КЛ1

    67

    		  

    59

    95х2

    КГХЛ 3х70+1х10

    		 

    КЛ2

    61

    		  

    28

    35

    КГХЛ 3х35+1х10

    		  

    КЛ3

    38,5

    		  

    111

    2х70

    КГХЛ 3х150+1х16

    		  

    КЛ4

    285

    		  

    23

    70

    КГХЛ 3х95+1х25

    		  

    КЛ5

    427

    		  

    62

    150

    КГХЛ 3х150+1х50

    		  

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    IV. РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В СЕТЯХ ВЫШЕ 1000 В.

     


                                                                                       Хо


                                                                                         Ко


                                                                                        Х2


                                                                                         К1


                                                                                                            




     


               К5                               К3                        К6                    К8                    К10              К12


               Х7                    Х5                        Х8                 Х12                  Х10               Х14                                 


          


                                К4                          К7                  К9                  К11              К14


                                  Х6                         Х9                 Х13                  Х11              Х15

     

     

     

     

     

     

     

     

    1. Определяем ток короткого замыкания в точке К (трехфазного)

     

     

    1. Определяем по схеме замещения реактивное споротивление до точки К

     

     

    1. Определяем индуктивное сопротивление линии

     

    Где Ом/км для сетей напряжение от 6 до 220 Кв

     

     

    1. Определяем сопротивление трансформатора

     

     

    1. Определяем сопротивление воздушной линии 

     

    Где

    1. Определяем сопротивление кабельной линии

     

    1. Определяем сопротивление воздушной линии 
    Расчет электрического освещения