Характеристика работы электроприёмников

Содержание

Введение…………………………………………………………………………..2

1 Общая часть……………………………………………………………………..3

2 Расчетная часть………………………………………………………………....5

3 Выбор компенсирующих устройств…………………………………………..8

4 Выбор числа мощности силовых трансформаторов подстанции…………..10

5 Расчет сечений кабельных линий…………………………………………….11

6 Расчет параметров короткого замыкания…………………………………....13

7 Расчет параметров токов короткого замыкания для потребителей………..14

8 Выбор и расчет сборных шин ………………………………………………..17

9 Проверка сечений воздушных и кабельных линий на термическую устойчивость

……………………………………………………………………………………19

10 Выбор оборудования………………………………………………………..

Введение

Особое значение для нашей страны имеют вопросы электроэнергии как отрасли, определяющие развитие всех остальных отраслей народного хозяйства. В этом отношении показательно развитие электроэнергетики, начинавшаяся от плана ГОЭЛРО.

Передача, распределение и потребление выработанном электроэнергии на промышленным предприятиях должны производится с высокой экономичностью и надежностью. Для обеспечении этого создана надежная и экономичная система распределения электроэнергии на всех ступнях применяемого напряжения с максимальным приближением высокого напряжения к потребителям.

Упростились также схемы подстанции различных напряжений за счет, пример, отказа от выключателей на первичной с глухим присоединением трансформаторов подстанций к питающим линиям.

Широко применяются современные системы автоматики, а также простые надежные устройства защиты отдельных элементов системы электроснабжения устройства защиты отдельных элементов системы электроснабжения промышленных предприятий.

ЕЭС объединяла более того 700 электростанций с суммарной мощностью свыше 288 млн. кВт. ЕЭС в СССР охватывает территории 10 млн.км.с населением 220 млн. человек.

Создания ЕЭС позволило значительно повысить надежность и эффективность электроснабжения, а так же получить значительную экономию.

После распада СССР ситуация коренным образом изменилась. Ряд регионов Российской Федерации оказались связаны через страны содружества бывшего СССР с основной электрической сети нашей сети нашей страны. Так Псковская область энергии получает из стран Прибалтики и Белоруссии. А Калининградская область не имеет связи с России и получает энергию с Литвы и Белоруссии. Северный Кавказ связан через Украину, а Сибирь через Казахстан.

В настоящее время ЕЭС России объединяет 440 электростанций с суммарной мощностью 197 млн. кВт.

1. Общая часть

Характеристика механического цеха

Характеристика работы электроприёмников

Приемником электрической энергии (электроприёмником) называется аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии для ее использования.

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории:

Электроприемники I категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства.

Из состава электроприемников I категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.

Электроприемники II категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Электроприемники III категории – все остальные электроприемники, не подходящие под определения I и II категорий. Это приемники вспомогательных цехов, несерийного производства продукции и т.п.

В инструментальном цехе нет электроприемников I категории.

К электроприемникам II категории относятся:

- поперечно-строгальные станки

- токарно-револьверные станки

- одношпиндельные автоматы токарные

- токарные автоматы

- алмазно-расточные станки

- горизонтально фрезерные станки

- кран-балки

К электроприемникам III категории относятся:

- наждачные станки

- заточные станки

2. Расчетная часть

Определение электронагрузок является одной из наиболее ответственных задач проектирования электроснабжения. Завышение расчетных нагрузок приводит к увеличению мощности трансформаторов, завышению сечения линий электропередачи общему удорожанию системы электроснабжения. Занижение расчетных нагрузок ведет к перегреву трансформаторов и других элементов электроснабжения, увеличению потерь электроэнергии, ускоренному износу оборудования.

Приопределении расчетной нагрузки по установленной мощности и коэффициенту спроса расчета ведут в следующей последовательности: из справочных данных записываем значения коэффициента спроса Ксдля каждой группы потребителей.

1. Сводим все значения в таблицу 2.

2. Определяем суммарную мощность каждой группы потребителей

∑ Pн[кВт].

3. Рассчитывает значения активной и реактивной, и полной мощности потребителей по формулам.

[кВт]

Затем вычисляют полную мощность:

[кВар]

∑

— коэффициент спроса соответствующий данной группе потребителей;

— полная расчетная мощность, [кВА]

Затем вычисляют полную мощность:

(3)

где — коэффициент мощности.

1. Определим суммарное значение активной, реактивной и полной мощности для всех потребителей .

2. Вычисляем полную нагрузку:

(4)

где — коэффициент участия в максимуме, учитывающий во времени максимумов нагрузки отдельной группе приемников (выбирается произвольно от 0, 8 до 0, 95).

3.Определяем средневзвешенное значение

Таблица 2 — Расчет электрических нагрузок

2. Выбор компенсирующих устройств

Одним из основных вопросов, решаемых при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий, является вопрос о компенсации реактивной мощности.

Передача значительного количества реактивной мощности из энергосистемы к потребителям нерациональна по следующим причинам возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, и дополнительные потери напряжения в питающих сетях.

Компенсация реактивной мощности с одновременным улучшением качества электроэнергии непосредственно в сетях промышленных предприятий является одним из основных направлений сокращения потерь электроэнергии и повышения эффективности электроустановок предприятий.

С точки зрения экономии электроэнергии и регулирования напряжения, компенсацию реактивной мощности наиболее целесообразно осуществлять у ее потребителей.

Повышение коэффициента мощности предприятия осуществляется за счет искусственных способов – установки дополнительных устройств.

В курсовом проекте допускается повышение cosφ от 0, 9 ÷ 0, 95. Идеальное условие работы предприятия cosφ = 0, 95.

Если коэффициент мощности cosφ заданаэлектроснабжающим предприятием, его можно принять 0, 95.

Для низковольтных и высоковольтных потребителей расчеты ведутся отдельно.

1.

(7)

где — итоговая активная мощность группы

— значение соответствующее нормируемому (0, 95).

Для принимаем

Так как подстанция однотрансформаторная, то есть трансформатор работает одновременно и включен, тогда выбор конденсаторных устройств ведет по значению . Принимают тип конденсатора по справочным данным

1.

(9)

где — мощность одного конденсатора;

— расчетное напряжение для высоковольтных установок 6 [кВ], а для низковольтных установок 0, 38 [кВ];

— номинальное напряжение 0, 4 [кВ].

Конденсатор в батареи соединяется звездой или треугольником.

2. Определим окончательную нагрузку:

3. Выбор числа мощности и типа

силовых трансформаторов подстанции

Выбор силовых трансформаторов производится с учетом полной нагрузки предприятия (с установкой компенсирующих устройств, или без них). При выборе марки трансформаторов учитываются условия эксплуатации, мощность и напряжение.

1. Согласно условию задачи по технической литературе выбирается марка трансформатора.

ТМ – 630/6 – 10 — трансформатор трехфазный, с воздушным охлаждением, с естественной циркуляцией масла, 6 [кВ], 10 [кВ].

2. Вычисляем коэффициент загрузки трансформатора по формуле:

(12)

(13)

где — активная потерь, [кВт]

Δ P=2, 45

Δ =1000(1, 4+0, 36*5, 5)*

3. определим расчетную мощность трансформатора с учетом потерь по формуле:

Проверяем выбранный трансформатор по следующим условиям

905

Выбранный трансформатор обеспечит нормальное электроснабжение потребителей в рабочем и аварийном положении (режиме).

4. Расчет сечений кабельных линий

Расчет электрических линий (воздушных и кабельных) сводится к выбору сечения и марки. Выбор сечения производится в соответствии с величиной расчетного тока проходящего через токоведущие жилы. Марка кабеля выбирается в соответствии с техническими условиями эксплуатации кабеля.

Выбранное сечение необходимо проверить по следующим условиям:

— по потери напряжения

— по экономической плотности

— по термическому воздействию токов КЗ

После окончания проверки сечения по трем условиям выбирают окончательное наибольшее сечение, которое может обеспечить нормальное электроснабжение потребителей. Выбор сечений проводов и жил кабелей должен удовлетворять следующим факторам:

— способность проводника выдерживать длительную токовую нагрузку

— устойчивость короткого замыкания

— проверка сечений кабельных линий

— проверка на потери напряжения

Для гибких кабельных линий:

(16)

Расчет других потребителей сведен в таблицу 3.

По расчетному значению токов из справочных данных выбирают допустимое значение токов, сечение токоведущей жилы, активное и индуктивное сопротивление [Л.1. стр. 272 – гибкие кабели; Л.2 стр. 185, 193-бронированные кабели].

Выбранное сечение проверяют на допустимые потери напряжения с учетом активного и индуктивного сопротивления кабеля.

где — длина питающего кабеля, [км];

— токовая нагрузка в потребителях, [А];

— справочные значения активного и индуктивного сопротивлений, соответствующее выбранному сечению;

— коэффициент мощности потребителя;

— значение соответствующее .

Расчет длин питающих линий определяется аналогично, и заносится в таблицу 3.

где — допустимые потери напряжения;

— номинальное напряжение.

Расчет других потребителей сведен в таблицу 3.

Таблица 3

Расчет и выбор сечений

№	Потребители	кВт	l, км	А	А		r	x	Δ U В	Δ U %
	Сварочные автоматы Вентиляторы Компрессоры Алмазно - расточные станки Горизонтально – расточные станки Продольно – строгальные станки Кран – балка Мостовой кран Расточные станки Поперечно – строгальные станки Радиально – сверлильные станки Вертикально – сверлильные станки Электропечи сопротивления Заточные станки Токарно – револьверные станки		0, 04 0, 15 0, 12   0, 06   0, 035     0, 31   0, 35   0, 27 0, 16   0, 34 0, 2   0, 15   0, 02     0, 3				0, 26 0, 19 0, 12   0, 19   0, 26     0, 19   0, 52   0, 74 0, 26   0, 19 0, 15   4, 6   0, 26     0, 74	0, 08 0, 078 0, 074   0, 078   0, 061     0, 0662   0, 0637   0, 0662 0, 08   0, 078 0, 076   0, 095   0, 0612     0, 091	2, 38 14, 7   3, 7   2, 2     23, 7   30, 7   26, 9 8, 76   25, 6 14, 8     2, 82     —	0, 86 0, 81 0, 86   0, 86   0, 71     0, 8   0, 71   0, 66 0, 86   0, 6 0, 66   0, 71   0, 66     —

2.3 Выбор силового трансформатора

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для главных понизительных подстанций (ГПП) промышленных предприятий должен быть технически и экономически обоснован, так как это оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения.

При выборе числа и мощности силовых трансформаторов используют методику технико-экономических расчетов, а также учитывают такие показатели, как надежность электроснабжения потребителей, расход цветного металла и потребная трансформаторная мощность.

Для удобства эксплуатации систем промышленного электроснабжения стремятся к применению не более двух-трех стандартных мощностей трансформаторов, что ведет к сокращению складского резерва и облегчает взаимозаменяемость трансформаторов. Желательна установка трансформаторов одинаковой мощности, но такое решение не всегда выполнимо. Выбор трансформаторов следует производить с учетом схем электрических соединений подстанций, которые оказывают существенное влияние на капитальные вложения и ежегодные издержки по системе электроснабжения в целом, определяют ее эксплуатационные и режимные характеристики.

Выбор трансформатора производится в 2 этапа:

1 этап – выбор мощности и марки трансформатора

2 этап – проверка выбранного трансформатора на условия надежности электроснабжения

1) Номинальная мощность трансформатора должна быть больше мощности самой загруженной секции:

Sн.тр> Sс,

2) Из справочных данных выбирают паспортные значение трансформатора ∆ Pх.х., ∆ Pк.з., ∆ Qх.х., ∆ Qк.з.

3) Определятся коэффициент загрузки трансформатора по формуле:

Кз=1, 4*Sрасч/2*Sн.тр,

4) Определятся активные и реактивные потери в выбранном трансформаторе:

Активное сопротивление:

∆ Pp=∆ Pх.х.+Kз² *∆ Pк.з., [кВт]

Реактивное сопротивление:

∆ Qp=Sн.тр*(∆ Qх.х.+ Kз² *∆ Qк.з.)/100, [кВт]

5) Определятся полная расчетная мощность трансформатора:

Sн.тр=√ (∑ Pp+∆ Pp)² +(∑ Qp+∆ Qp)², [кВ*А]

6) Проверяется трансформатор на условия надежности электроснабжения:

Sн.тр> Sc,

Выполняем расчет и выбор силового трансформатора:

1) Из справочных данных (Л3 стр 180, табл 9.3) выбираем трансформатор с ближайшей номинальной мощностью

Sн.тр> Sс

> 65кВ*А

2) Марка и паспортные данные трансформатора:

ТМГ11-100/10 – У1 – трехфазные силовой масляный трансформатор;

∆ Pх.х=0, 2 кВт;

∆ Pк.з=1, 3 кВт;

∆ Qх.х=2, 5 %;

∆ Qк.з=4, 5 %;

3) Вычисляем коэффициент загрузки трансформатора:

Кз=1, 4*65/200=0, 5

4) Определяем активные и реактивные потери в выбранном трансформаторе:

Активное сопротивление:

∆ Pp=0, 2+0, 5² *1, 3=0, 5 кВт

Реактивное сопротивление:

∆ Qp=63*(2, 5+0, 5² *4, 5)/100=2, 3 квар

5) Вычисляем полную расчетную мощность трансформатора с учетом потерь:

Sн.тр=√ (71, 13+0, 5)² +(23+2, 3)² =83кВ*А

6) Проверяем трансформатор на условия надежности электроснабжения:

Sн.тр> Sс

200 > 83 кВ*А

Вывод: выбранный трансформатор ТМГ-100/10 –обеспечивает надежность электроснабжения.

Т — трехфазный трансформатор;

М — масляный;

Г — герметичный;

100 – мощность трансформатора;

10 – высокое напряжение трансформатора.

5.Расчетпараметровкороткого

замыкания

При выборе высоковольтных и низковольтных аппаратов необходимо знать величину тока короткого замыкания, для того, чтобы аппараты смогли выдержать кратковременное увеличение тока.

Выбор электрического оборудования производится по величине тока короткого замыкания, действительного значения токов короткого замыкания, по ударному току короткого замыкания.

По условию задачи составляют полную расчетную схему, на которой обязательно указывают: источник питания, оборудование станции или подстанции, если оно есть, потребители кабельных линий. На схеме также обозначают все величины напряжения, мощности длины.

По условию задачи на расчетной схеме составляют схему замещения, на которой все элементы электроснабжения заменяют индивидуальным сопротивлением.

Задаются величиной базисной мощности её значения должно быть ближайшим большим, чем мощность самого мощного потребителя.

Вычислить величины сопротивлений для каждого электроснабжения приведенных к базисной мощности в относительных единицах.

Составим полную расчетную схему и отметим на ней все точки короткого замыкания.