VIP STUDY сегодня – это учебный центр, репетиторы которого проводят консультации по написанию самостоятельных работ, таких как:
  • Дипломы
  • Курсовые
  • Рефераты
  • Отчеты по практике
  • Диссертации
Узнать цену

Проектирование системы электроснабжения для предприятия автосервисного центра

Внимание: Акция! Курсовая работа, Реферат или Отчет по практике за 10 рублей!
Только в текущем месяце у Вас есть шанс получить курсовую работу, реферат или отчет по практике за 10 рублей по вашим требованиям и методичке!
Все, что необходимо - это закрепить заявку (внести аванс) за консультацию по написанию предстоящей дипломной работе, ВКР или магистерской диссертации.
Нет ничего страшного, если дипломная работа, магистерская диссертация или диплом ВКР будет защищаться не в этом году.
Вы можете оформить заявку в рамках акции уже сегодня и как только получите задание на дипломную работу, сообщить нам об этом. Оплаченная сумма будет заморожена на необходимый вам период.
В бланке заказа в поле "Дополнительная информация" следует указать "Курсовая, реферат или отчет за 10 рублей"
Не упустите шанс сэкономить несколько тысяч рублей!
Подробности у специалистов нашей компании.
Код работы: W014458
Тема: Проектирование системы электроснабжения для предприятия автосервисного центра
Содержание
Негосударственное образовательное учреждение 
высшего образования 
Московский технологический институт



Факультет Техники и современных технологий	Кафедра Энергетики
Уровень образования Бакалавриат
Направление 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника
Профиль Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений




ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
на тему:
«Проектирование системы электроснабжения для предприятия автосервисного центра г. Воронеж»




Студента: Половинкина Сергея Анатольевича     ________________
                                                                                                                              подпись                          

Руководитель  ВКР: к.т.н., доцент Ларионов Владимир Борисович 
______________
                                                                                                                               подпись                                       



Допущена к защите:
 
Зав. кафедрой  к.т.н. Антаненкова Ирина Сергеевна    ________________
                              				                                                                 подпись                                        

« ____»  _______________ 2018  г.




Москва 2018 г.
СОДЕРЖАНИЕ

     ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………...…………………3
     ГЛАВА 1. Основы проектирования систем электроснабжения автосервисного предприятия……………………………...……………………. 5
     1.1 Анализ структуры предприятия ……………………………………. 5 
     1.2 Расчет электрических нагрузок предприятия ……………………….7
     ГЛАВА 2. Проект системы электроснабжения для предприятия автосервисного центра г. Воронеж ……………………...…………………..... 16
      2.1. Расчет и выбор силовых трансформаторов.……………………..... 16
     2.2. Выбор питающих ЛЭП ПС 110 кВ и обоснование схемы системы электроснабжения предприятия …………………………................................ 25
      2.3. Расчет токов короткого замыкания.................................................. 31
      2.4. Выбор аппаратов и проводников проектируемой системы электроснабжения ………………………………………………………...…… 38
      2.5. Расчет заземления и молниезащит ГПП ………………………….. 50
     ГЛАВА 3. Организационно-экономическая часть ……………………. 58
      3.1. Определение капитальных затрат и амортизационных отчислений …………………………………………………………………………………… 58
      3.2. Расчет трудоемкости на текущий и капитальный ремонт ………. 59
      3.3. Оценка экономической эффективности проекта ………………… 66
     ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………. 71
     СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ……………………. 73
     ПРИЛОЖЕНИЕ А - СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ……………………… 76
      





ВВЕДЕНИЕ

     Цель выпускной квалификационной работы, это проектирование системы электроснабжения промышленного предприятия многофункционального автосервисного центра. 
     Для достижения цели работы потребуется решить ряд задач:
     1. Рассмотреть структуру предприятия автосервисного центра, характеристики потребителей электроэнергии, выполнить расчет нагрузок 0,4кВ и 10кВ.
     2. Выполнить выбор цеховых трансформаторов и трансформаторов ГПП, выбрать схему электроснабжения предприятия.
     3. Выполнить расчет токов КЗ и выбрать электрооборудование для предприятия автосервисного центра. Рассчитать установки релейной защиты электрооборудования.
     4. Провести расчет заземления и молниезащиты главной понизительной подстанции (ГПП).
     Система электроснабжения предприятия предназначена для обеспечения электроэнергией электроприемников, которые служат неотъемлемой частью технологического процесса или служащих для поддержания предприятия в работоспособном состоянии. Для эффективной работы предприятия, схема электроснабжения предприятия должна обеспечивать установленные по ГОСТ Р 54149— 2010 показатели качества электроэнергии, требуемый уровень безопасности  и надежности.
     В выпускной квалификационной работе в первой главе рассмотрена структура предприятия и вопросы расчета электрических нагрузок предприятия в целом и по отдельным цехам. Вторая глава посвящена  выбору мощности и числа трансформаторов ГПП и цеховых трансформаторов; расчета токов КЗ; выбора оборудования главной понизительной подстанции и сечения распределительных сетей напряжением выше 1000В; молниезащиты и заземления ГПП. В третьей главе проведены технико-экономические сравнения вариантов схем электроснабжения предприятия; разработки мероприятий по безопасности и экологичности для проектируемого оборудования главной понизительной подстанции 110/10кВ предприятия.
     Проект охватывает вопросы комплексного проектирования системы электроснабжения промышленного предприятия, цеховых трансформаторных подстанций (ТП) и ГПП на базе серийно выпускаемого отечественного электрооборудования.
     Проект выполнен на 77 листах и содержит 1 приложение(сокращённые названия) и 3 графической части проекта. Это генеральный план предприятия, однолинейная электрическая схема предприятия и технико-экономический расчёт.
     При разработке проекта, использовано 28 источников научно-технической литературы.
     
     
     
     
     
     
ГЛАВА 1. Основы проектирования систем электроснабжения автосервисного предприятия
*** Анализ структуры предприятия

     Предприятие автосервисного центра осуществляет ремонт и утилизацию различных машин и механизмов производственного назначения.
     Предприятие относится к машиностроительной промышленности с неполным технологическим циклом.
     Автосервисный центр является предприятием средней мощности, согласно [1]. В связи с необходимостью непрерывного цикла производства, работа ведётся в две смены. При работе предприятия в  режиме минимальной нагрузки, нагрузка составляет 25% от номинального режима.
     Для питания промышленного предприятия используются две секции шин (СШ) 110 кВ . Находящиеся на расстоянии от ГПП – 15,1 км. Питание выполнено по двум воздушными линиям электропередачи (ЛЭП). Мощность токов короткого замыкания на СШ источника 2000 МВА. Допустимое граничное потребление реактивной мощности в часы максимальных нагрузок электрической сети tg?=0,4 о.е.
     Соблюдение требований непрерывности производственного процесса, который предусматривает кратчайшие и оптимальные маршруты перемещения деталей по всему технологическому процессу, достигается взаимным расположением сооружений и зданий на территории промышленного предприятия, и размещением в них основных подразделений ,
     На рисунке 1.1 указан генеральный план предприятия, который состоит из 16 основных зданий, а в таблице1.1 состав цехов.


     
     Рисунок 1.1 – Генплан предприятия
     
     
     
     Таблица 1.1 – Состав основных цехов предприятия согласно ТУ и проектной документации автосервисного центра 

     Наиболее мощными  потребителями электроэнергии являются: прессовый, литейный и термический цеха.
     К нагрузкам I категории необходимо отнести потребителей влияющих на безопасность и непрерывность производственного цикла, а именно пожарные насосы, электроприемники компрессорной, работа которых нужна для поддержания технологического цикла, а также аварийное освещение, сигнализации и устройства связи.
     Остальные электроприемники цехов можно отнести ко 2-й и 3-й категории по надежности электроснабжения.
     
     1.2 Расчет электрических нагрузок  предприятия
     Основные составляющие системы электроснабжения промышленных предприятий есть электрические сети и трансформаторные подстанции. Выбор данных составляющих необходимо выполнять по расчетам электрических нагрузок. 
     В качестве основного метода определения расчетных силовых нагрузок используем метод упорядоченных диаграмм, этот метод основан на связях между расчетной нагрузкой и индивидуальными показателями отдельных электроприемников, эти индивидуальные показатели рассматриваются как случайные величины, значение которых определяют упорядоченными диаграммами расчетной нагрузки и её величиной.
     Для группы электроприемников одного режима работы определяем среднесменные активную и реактивную нагрузки [14]:
     а) среднесменная активная нагрузка РСР.СМ.i , кВт:
     	,					(1.1)
     где 	kиi – коэффициент использования i-го ЭП, о.е.;
     ni – число ЭП каждого типа, шт.
     б) среднесменная реактивная нагрузка QСР.СМ.i, кВар:
     	,					(1.2)
     где 	tg ?i – коэффициент мощности ЭП, о.е.
     Суммарная среднесменная нагрузка всех ЭП цеха определяется [14]:
     а) суммарная среднесменная активная нагрузка РСР.?, кВт:
     	.					(1.3)
     б) суммарная среднесменная реактивная нагрузка QСР.?, кВар:
     	.						(1.4)
     Средний коэффициент использования kИ.СР, о.е. для группы электроприемников [16]:
   	.	(1.5)
     Эффективное количество электроприемников nЭФ, шт, ? это такое количество однородных по режиму работы электроприемников одной и той же мощности, которое дает то же значение расчетного максимума, что и группа электроприемников, различных по мощности и режиму работы [16]:
   	.	(1.6)
     При количестве электроприемников в группе четыре и более допускается принимать nЭФ равным n (действительному числу электроприемников) при условии, что отношение номинальной мощности наибольшего электроприёмника к номинальной мощности наименьшего менее m?3. При определении отношения, допускается исключать мелкие электроприемники, суммарная мощность которых не превышает 5% номинальной мощности всей группы.
     Коэффициент максимума kМ, о.е., определяется по выражению [16]:
     	.				(1.7)
     Расчетные активная, реактивная и полная нагрузка цеха [16]:
     а) расчетная активная нагрузка РР, кВт:
     	.					(1.8)
     б) расчетная реактивная нагрузка QР, кВар:	
     	 при ;				(1.9)
      при .	(2.10)
     в) расчетная полная нагрузка SР, кВА:
   	.	(1.10)
     Для примера определим расчётные мощности для группы вентиляторов испытательного цеха.
     По справочнику выбираем kи=0,65; =0,75, тогда:
      кВт;
      кВАр.
     Для остальных групп электроприёмников расчёт производим аналогично, результаты расчета сводим в таблицу 2.1.
     Суммарная среднесменная нагрузка всех ЭП цеха:
      кВт;
      кВАр.
     Находим групповой коэффициент использования:
     .
     Эффективное число электроприёмников:
     .
     Так как nЭФ>10, то коэффициент максимума рассчитываем по формуле:
     .
     Расчётные максимумы активной и реактивной нагрузки:
     ;
     .
     Полная расчётная нагрузка:
     .
     Для остальных цехов расчёт производим аналогично, результаты расчета записываются в таблицу 1.1.
     Таблица 1.1 – Результаты расчёта электрических нагрузок 0,4 кВ
№ п/п
Наименование ЭП
n, шт.
Рном, кВт
Ки, о.е.
tg?
Рсм, 
кВт
Qсм, 
квар
nэф
Ки ср
Км
Рр, 
кВт
Qр, 
квар
Sр, 
кВА
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

1) Испытательный цех











1.
Стенды испытаний
15
25
0,8
0,62
300,0
186,0






2.
Лабораторные нагревательные приборы, автоклавы
4
75
0,3
0,29
90,0
26,3






3.
Вентиляторы
10
25
0,65
0,75
162,5
121,9






4.
Подъемно-транспортные механизмы (ПТМ)
4
25
0,1
1,73
10,0
17,3






5.
Транспортеры
3
30
0,4
0,88
36,0
31,7






6.
Приборы лабораторий
30
2
0,08
1,73
4,8
8,3







Итого по цеху:




603,3
391,5
31,8
0,51
1,2
736,2
391,5
833,8

2) Прессовый цех












1.
Электропечь сопротивления
5
100
0,8
0,32
400,0
128,0






2.
Индукционная печь U=0,4кВ f=50Гц
5
80
0,7
0,75
280,0
210,0






3.
Индукционная печь U=0,4кВ f=50Гц
3
50
0,7
0,75
105,0
78,8






4.
Транспортеры
6
24
0,4
0,88
57,6
50,7






5.
Поточно-механизированные линии 
4
65
0,35
1,02
91,0
92,8






6.
Автоматические линии для резки метала
8
39
0,23
1,17
71,8
83,9






7.
Прессы
15
20
0,43
1,17
129,0
150,8






8.
Металлорежущие станки
10
20
0,16
1,73
32,0
55,4






9.
Вентиляторы
8
30
0,65
0,75
156,0
117,0







Итого по цеху:




1322,4
967,4
45,1
0,53
1,2
1557,0
967,4
1833,0
Продолжение таблицы 1.1

3) Литейный цех №1











1.
Авт. линия формовки
6
75
0,4
0,88
180,0
158,4






2.
Авт. линия смесеприготовления
6
55
0,4
0,88
132,0
116,2






3.
Автоматич. линия розлива металла
6
110
0,27
1,17
178,2
208,3






4.
Индукционная печь
6
100
0,7
0,75
420,0
315,0






5.
Транспортеры
12
75
0,4
1,17
360,0
420,8






6.
Насосное оборудование
21
15
0,7
0,75
220,5
165,4






7.
Насосное оборудование
7
55
0,7
0,75
269,5
202,1






8.
Вентиляторы
25
22
0,65
0,75
357,5
268,1






9.
Мостовой кран ПВ-40%
6
31
0,1
1,73
18,6
32,2







Итого по цеху:




2136,3
1886,6
64,7
0,49
1,2
2484,9
1886,6
3119,9

4) Литейный цех №2











1.
Авт. линия формовки
6
70
0,4
0,88
168,0
147,8






2.
Авт. линия смесеприготовления
6
45
0,4
0,88
108,0
95,0






3.
Индукционная печь U=0,4кВ f=50Гц
6
150
0,7
0,62
630,0
390,6






4.
Вентиляторы
15
30
0,65
0,75
292,5
219,4






5.
ПТМ
4
25
0,1
1,73
10,0
17,3






6.
Транспортеры
3
37
0,4
0,88
44,4
39,1






7.
Насосное оборудование
10
15
0,7
0,62
105,0
65,1







Итого по цеху:




1357,9
974,3
29,0
0,57
1,2
1631,2
974,3
1900,1

5) Механосборочный цех











1.
Токарные станки
21
22
0,17
1,73
115,9
200,8






2.
Станок сверлильный
10
18,5
0,17
1,73
31,5
54,5






3.
Фрезерные станки
10
30
0,17
1,73
51,0
88,3






4.
Вентиляторы
15
11
0,65
0,75
107,3
80,4






5.
Насосы системы охлаждения
15
7,5
0,65
0,75
73,1
54,8






6.
Автоматические линии мех. обработки
8
110
0,55
0,88
544,5
479,2






7.
ПТМ
6
15
0,1
1,73
9,0
15,6






8.
Автоматы шлифовально-полировочные
18
22
0,25
1,17
99,0
115,7






9.
Машины точечной сварки
4
65
0,2
1,33
52,0
69,3







Итого по цеху:




1083,3
1158,7
61,0
0,34
1,2
1345,2
1158,7
1775,4
Продолжение таблицы 1.1

6) Инструментальный цех










1.
Токарные станки
18
20
0,17
1,73
61,2
106,0






2.
Станок шлифовальный
18
18
0,17
1,73
55,1
95,4






3.
Станок сверлильный
18
11
0,17
1,73
33,7
58,3






4.
Многошпиндельные автоматы для изготовления деталей из прутков 
15
15
0,15
1,33
33,8
45,0






5.
Полуавтоматы для холодной штамповки
15
20
0,17
1,17
51,0
59,6






6.
Фрезерные станки
18
20
0,17
1,73
61,2
106,0






7.
Вентиляторы
30
20
0,65
0,75
390,0
292,5






8.
Насосы
10
15
0,7
0,62
105,0
65,1






9.
Электропечь сопротивления
4
150
0,8
0,32
480,0
153,6







Итого по цеху:




1270,9
981,5
71,4
0,41
1,2
1511,2
981,5
1801,9

7) Термический цех











1.
Электропечь сопротивления
6
60
0,8
0,32
288,0
92,2






2.
Эл.печи сопротивления с непрерывной загрузкой
6
90
0,7
0,32
378,0
121,0






3.
Индукционная печь 
3
75
0,7
2,67
157,5
420,5






4.
Вентиляторы
20
20
0,65
0,75
260,0
195,0






5.
Транспортер
3
40
0,4
0,88
48,0
42,2






6.
Автоматич.линии термообработки
3
60
0,65
0,48
117,0
56,2






7.
Краны
3
31
0,3
1,73
27,9
48,3






8.
Насосы систем охлаждения
10
22
0,7
0,62
154,0
95,5







Итого по цеху:




1430,4
1070,8
38,6
0,67
1,1
1609,0
1070,8
1932,8

8) Сварочный цех












1.
Краны
3
25
0,3
1,73
22,5
39,0






2.
Транспортер
4
45
0,4
0,88
72,0
63,4






3.
Автоматические линии мех. обработки
4
90
0,55
0,88
198,0
174,2






4.
Вентиляторы
20
15
0,65
0,75
195,0
146,3






5.
Установки автоматической и полуавтоматической плазменной сварки и резки
7
70
0,4
1,33
196,0
261,3






6.
Сварочные трансформаторы для дуговой сварки
10
50
0,35
1,73
175,0
303,1






Продолжение таблицы 1.1
7.
Сварочные машины шовные
10
35
0,3
1,02
105,0
107,1






8.
Сварочные машины стыковые и точечные
10
25
0,25
1,33
62,5
83,3






9.
Ножницы листовые, сортовые, арматурные
10
21
0,12
1,73
25,2
43,6






10.
Переносной электроинструмент
50
1
0,06
1,73
3,0
5,2







Итого по цеху:




1054,2
1226,4
59,2
0,38
1,2
1288,0
1226,4
1778,5

9) Котельная












1.
Автоматика котлов
3
9
0,7
0,62
18,9
11,7






2.
Сетевые насосы
3
45
0,7
0,62
94,5
58,6






3.
ГВС
3
20
0,7
0,62
42,0
26,0






4.
ХВС
3
20
0,7
0,62
42,0
26,0






5.
Насосы ХВП
3
15
0,7
0,62
31,5
19,5






6.
Линия рециркуляции
3
15
0,7
0,62
31,5
19,5






7.
Насосы подпитки тепловой сети
3
20
0,7
0,62
42,0
26,0






8.
Насосы питательных котлов
3
20
0,7
0,62
42,0
26,0






9.
Вентиляторы дымососов
6
15
0,6
0,75
54,0
40,5







Итого по цеху:




398,4
254,0
24,5
0,68
1,1
457,6
254,0
523,4

10) Компрессорная












1.
Компрессор 1 Синхронный двигатель (0,4кВ)
4
28
0,7
0,62
78,4
48,6






2.
Компрессор 2 Синхронный двигатель (0,4кВ)
3
60
0,75
0,46
135,0
62,1







Итого по цеху:




213,4
110,7
6,1
0,73
1,3
268,0
121,8
294,3

11) Склад заготовок











1.
Кран козловой ПВ-40%
2
30
0,1
1,73
6,0
10,4






2.
Транспортеры
2
40
0,4
0,88
32,0
28,2






3.
Офисная техника
5
2
0,35
0,48
3,5
1,7







Итого по цеху:




41,5
40,2
4,5
0,28
2,2
90,8
44,3
101,0

12) Склад готовой продукции









1.
Кран козловой ПВ-40%
2
4
0,1
1,73
0,8
1,4






2.
Транспортеры
2
21
0,4
0,88
16,8
14,8






3.
Офисная техника
15
2
0,35
0,48
10,5
5,0







Итого по цеху:




28,1
21,2
6,6
0,35
1,8
49,8
23,3
55,0
Окончание таблицы 1.1

13) Административный корпус










1.
Офисная техника
100
2
0,35
0,48
70,0
33,6






2.
Система кондиционирования
40
6
0,65
0,75
156,0
117,0






3.
Бытовые нагревательные приборы
40
2
0,4
0,32
32,0
10,2






4.
Тепловые завесы
4
5
0,55
0,75
11,0
8,3







Итого по цеху:




269,0
169,1
138,9
0,50
1,1
298,1
169,1
342,7

14) Сборочный цех №1











1.
Краны
3
31
0,3
1,73
27,9
48,3






2.
Транспортер
3
25
0,4
0,88
30,0
26,4






3.
Автоматич.линии мех. обработки
3
80
0,55
0,88
132,0
116,2






4.
Вентиляторы
10
11
0,65
0,75
71,5
53,6






5.
Переносной электроинструмент
40
1
0,06
1,73
2,4
4,2







Итого по цеху:




263,8
248,7
12,4
0,47
1,4
369,8
248,7
445,6

15)  Цех лакокрасочных покрытий









1.
Эл оборудование механических и автоматических линий подготовки поверхностей
10
16
0,5
0,75
80,0
60,0






2.
Конвейер
3
80
0,4
0,88
96,0
84,5






3.
ПТМ
8
20
0,1
1,73
16,0
27,7






4.
Насосное оборудование
2
26
0,7
0,62
36,4
22,6






5.
Унифицированная камера окраски методом напыления
10
8
0,55
1,02
44,0
44,9






6.
Оборудование краскоприготовления
10
6
0,25
1,17
15,0
17,5






7.
Автоматическая комплексная линия лакокрасочных покрытий
5
30
0,6
0,75
90,0
67,5






8.
Камеры охлаждения изделий после окраски и сушки
20
11
0,55
1,02
121,0
123,4






9.
Вентиляторы
15
22
0,65
0,75
214,5
160,9







Итого по цеху:




712,9
609,0
50,8
0,49
1,2
843,6
609,0
1040,4

16) Сборочный цех №2











1.
Краны
3
31
0,3
1,73
27,9
48,3






2.
Транспортер
3
25
0,4
0,88
30,0
26,4






3.
Автоматич.линии мех. обработки
3
80
0,55
0,88
132,0
116,2






4.
Вентиляторы
10
11
0,65
0,75
71,5
53,6






5.
Переносной электроинструмент
40
1
0,06
1,73
2,4
4,2







Итого по цеху:




263,8
248,7
12,4
0,47
1,4
369,8
248,7
445,6

     Исходя из выше произведённых расчётов следует, что система электроснабжения предприятия предназначена для обеспечения качественной электроэнергией электроприемников, которые являются неотъемлемой частью технологического процесса и служащих для поддержания предприятия в работоспособном состоянии. Для эффективной работы предприятия, схема электроснабжения предприятия должна обеспечивать установленные по ГОСТ Р 54149— 2010 показатели качества электроэнергии, требуемый уровень безопасности  и надежности.
     В данной главе была рассмотрена структура предприятия автосервисного центра, описаны характеристики потребителей электроэнергии, выполнен расчет нагрузок 0,4кВ и 10кВ предприятия автосервисного центра.


















ГЛАВА 2. Проект системы электроснабжения для предприятия автосервисного центра г. Воронеж

2.1. Расчет и выбор силовых трансформаторов

     При выборе мощности и числа силовых трансформаторов установленных в цехах предприятия, это выбор должен быть экономически и технически обоснован, так как этот выбор оказывает большое влияние на рациональное построение системы и схемы электроснабжения промышленного предприятия.
     При выборе трансформаторов должна учитываться допустимая их перегрузка при аварии согласно ПУЭ и предшествовавшая недогрузка трансформатора до аварии, которая определятся по расчету или замеру для трансформаторов которые в работе.
     На ТП состоящих их двух трансформаторов также предусматривается складской резерв для замены трансформатора, выбившего на длительный срок. Неответственные нагрузки III категории по надежности электроснабжения потребителей при аварии отключаются вплоть до установки резервного трансформатора.
     Для цеховых трансформаторных подстанций есть экономически обоснованная мощность трансформаторов SН.Э., она определяется в зависимости от удельной плотности расчетной нагрузки sу[10]:
     при sу?0,2 (кВА/м2)		принимается SН.Э=1000 (кВА) ;
     при 0,20,4 (кВА/м2) необходимо использовать двух трансформаторные подстанции, без учета категорийности электроснабжения. 
     Удельную плотность расчетной нагрузки sу, кВА/м2 определим используя выражение [9]:
     
(2.1)
     где 	SР.Ц. - максимальная расчетная нагрузка отдельно взятого цеха, кВА;
     Fц – площадь цеха, м2.
     Для каждой технологической группы трансформаторов на участке электропотребления одной и той же мощности минимальное их число, которое нужно для питания максимальной расчетной активной нагрузки находится по формуле [9]:
     
(2.2)
     где 	кЗ - коэффициент загрузки трансформаторов, который равен:
     0,65 – 0,7 при преобладании потребителей I категории по надежности электроснабжения;
     0,75 – 0,85	при преобладании потребителей II и III категории по надежности электроснабжения;
     0,9 – 0,95 при однотрансформаторных ТП и потребителей III по надежности электроснабжения;
     Sт.ном - номинальная мощность трансформаторов, кВА.
     Значение числа трансформаторов, которое получено в результате расчетов, необходимо округлить до ближайшего целого числа и определить реальных коэффициент загрузки трансформаторов при нормальном режиме работы [9]:	
     .
(2.3)
     Приведём пример расчета трансформаторов для литейного цеха №2:
      кВА/м2;
     Так как sуд < 0,2, то принимаем Sн.э = 1000 кВА.
     ;
     Округляем nтр до ближайшего большего целого, т.о. nтр = 3
     .
     Результаты выбора трансформаторов представлены в таблице 2.1. 
     Таблица 2.1 – Выбор мощности и числа трансформаторов на цеховых ТП предприятия

     
     Как видно из таблицы 2.1, фактический коэффициент загрузки трансформаторов некоторых цехов очень низкий. Поэтому, принимаем решение объединить рядом расположенные цеха с небольшой нагрузкой для питания их от одной подстанции. Объединяем нагрузки цехов следующим образом:
     - ТП-1: Испытательный цех, Литейный цех №2;
     - ТП-2: Прессовый цех, Склад готовой продукции;
     - ТП-3: Литейный цех №1;
     - ТП-4: Механосборочный цех, Сборочный цех №2;
     - ТП-5: Инструментальный цех, Сборочный цех №1;
     - ТП-6: Термический цех, Административный корпус;
     - ТП-7: Сварочный цех, Склад заготовок;
     - ТП-8: Цех лакокрасочных покрытий, Котельная, Компрессорная.
     Применяем двух трансформаторные подстанции. Расчёт мощности трансформаторов ведём по следующей формуле [5]:
     						(2.4)
     Приведём пример расчета для ТП-7 (Сварочный цех, Склад заготовок):
     1) активная суммарная нагрузка Рр.ц, кВт:
     	Рр.ц=1288,0+90,8=1378,8 кВт.	
     2) реактивная суммарная нагрузка Qр.ц, кВар:
     	Qр.ц=1226,4+44,3=1270,7 кВар.	
     	3) полная расчетная нагрузка Sр.ц, кВА:
     	Sр.ц= кВА.
     4) Определим мощность трансформаторов ТП-7 для питания наибольшей расчетной активной нагрузки (при кЗ=0,85 о.е., nтр=2):
     Sр.тр = кВА.
     Принимаем два трансформатора мощностью Sт.ном.=1600 кВА
     5) фактический коэффициент загрузки трансформатора:
     кз.ф= < 0,85 о.е.
     Для остальных цехов расчёт производится аналогично, результаты расчета мощности и числа цеховых ТП указаны в таблице 2.2.
     Таблица 2.2 – Предварительный расчет числа и мощности цеховых ТП

     
     Для цеховых комплектных подстанций применяются трансформаторы закрытого типа – ТМЗ. Поскольку в цехах есть осветительная нагрузка (однофазная нагрузка), то избираем схему соединения обмоток Д/Ун , которая дает меньшие сопротивления нулевой последовательности (нейтраль может нагружаться до 75% номинального тока фазы против 25% при схеме У/Ун) и улучшает условия защиты от однофазных замыканий на землю.
     Параметры выбранных трансформаторов на ТП указаны в таблице 2.3.
     
     
     
     
     Таблица 2.3 – Технические параметры цеховых трансформаторов

     Выбор номинальной мощности трансформатора должен выполнятся с учетом его перегрузочной способности [13]:
   	,	(2.5)
     где 	Sт.ном - номинальная мощность силового трансформатора, кВА;
     Sт.расч - расчетная мощность силового трансформатора, кВА.
   	,	(2.6)
     где 	kЗ - коэффициент аварийной перегрузки трансформаторов (принимаем kЗ=1,4).
   кВА.
     Выбирается из числа стандартных мощностей понижающих силовых трансформаторов ближайшую большую номинальную мощность Sт.ном=16МВА.
     Коэффициент загрузки силового трансформатора ГПП в нормальном режиме работы (в работе два силовых трансформатора) [13]:
   	;	(2.7)
   	.
     Коэффициент загрузки силового трансформатора ГПП в аварийном режиме (в работе один силовой трансформатор) [13]:
   	;	(2.8)
   	<1,4.
     Выбирается два силовых трансформатора типа ТДН-16000/110 – трансформатор трехфазный с принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла, с устройством РПН (регулирования напряжения под нагрузкой).
     Таблица 2.4 – Паспортные данные трансформатора ГПП
     
     Особенно остро стоит вопрос о размещении главной понизительной подстанции, с помощью которой определяется схема предприятия. В данном случае проектирование системы электроснабжения выполняется на основе генплана предприятия, на который изображены все производственные цеха и отдельные участки завода. Размещение цехов на генплане предприятия определен технологическим процессом производства предприятия, а также эксплуатационными и архитектурно-строительными требованиями.
     Выбор места размещения трансформаторных подстанций начинается сперва с построения картограммы нагрузок. Картограмма это размещенные на генплане промышленного предприятия окружности, площадь которых соответствует в выбранном масштабе расчетным нагрузкам. Радиусы окружностей картограммы определяются по формуле [17]:
   	,	(2.9)
     где m – масштаб, на основании которого будут построены круговые диаграммы нагрузки каждого цеха (m=0,25кВА/мм2 для нагрузки 0,4 кВ и m=0,25кВА/мм2 для нагрузки 10 кВ).
     Координаты центра электронагрузок предприятия для размещения источника питания (главной понизительной подстанции) можно найти по формулам [17]:
                                               (2.10)
     ,                                        (2.11)
     где 	 - координаты центра нагрузки каждого производственного цеха;
     Sрi – расчётные электрические нагрузки цехов.
     Результаты расчетов записываются в таблицу 2.5.
     Таблица 2.5 – Данные для построения картограммы электрических нагрузок предприятия

     
     Центр электрических нагрузок находится в точке с координатами:
     X0=401 м;
     Y0=386 м.
     По полученным данным центр электричесикх нагрузок предприятия находится на территории сварочного цеха. Поэтому подстанцию смещаем немного правее. Новые координаты центра ГПП: Х`0=542 м; Y`0=386 м.

     Рисунок 2.1 – План предприятия с картограммой нагрузок
     
2.2. Выбор питающих ЛЭП ПС 110 кВ и обоснование схемы системы электроснабжения предприятия

     Система электроснабжения предприятие автосервисного центра г. Воронеж состоит из линий электропередач, которые осуществляют передачу электроэнергии к предприятию от источника питания, распределительных и понизительных подстанций и связывающих их воздушных линий (ВЛ) и кабельных линий (КЛ).
     Схема РУ-110кВ главной понизительной подстанции изображена на рисунке 2.2.

     Рисунок 2.2 - Схема ОРУ-110 кВ подстанции 
     
     На стороне 10кВ, сторона НН, ГПП будет использоваться схема: «одна рабочая секционированная выключателем система шин». Она более проста, но в то же момент обеспечит бесперебойное питание потребителей при пропадании напряжения на одном из силовых трансформаторов от другого трансформатора через секционный выключатель (СВ). Для электроснабжения потребителей предприятия используется радиальную схему. Нагрузка 0,4кВ производственных цехов предприятия будет запитана от ТП (трансформаторных подстанций). ТП, высоковольтные СД и электрические печи запитываются непосредственно от РУ-10кВ ГПП.
     Технико-экономический расчет производится для двух вариантов построения схемы электроснабжения предприятия (рисунки 2.3 - 2.4).
     Вариант 1: предусмотрено питание ТП-3 (2х1600кВА), двух высоковольтных дуговых печей (2х1250кВА) и двух высоковольтных индукционных печей (2х200кВА) литейного цеха №1, от РУ 10 кВ ГПП радиальными линиями, которые выполнены кабелем типа АПвПг, который будет проложенпо эстакадам (рисунок 2.3).

     Рисунок 2.3 – Схема электроснабжения. Вариант 1
     
     Вариант 2: предусмотрено выполнение распределительного пункта (РП-1), от которого будут получать питание: ТП-3 (2х1600кВА), две высоковольтные дуговые печи (2х1250кВА) и две высоковольтные индукционные печи (2х200кВА) литейного цеха №1. Расстояние от ГПП до РП-1 – 570 метров.
     
     Рисунок 2.4 ? Схема электроснабжения предприятия. Вариант 2
     
     Более, экономически обоснованным решением выбора варианта, схемы электроснабжения предприятия, будет вариант, который отвечает требованиям и который будет иметь наименьшие годовые приведенные затраты. При выполнении сравнения вариантов будут учтены только те элементы схемы электроснабжения, которые отличаются.
     Технико-экономические обоснования основано  на методических рекомендациях по оценке эффективности инвестиционных проектов, то есть основным критерием оценки такого плана проектов есть максимум эффекта [24]:
     Эт = Рт – Зт = Max.				(2.12)
     Но, эти проекты характерны тем, что выгоды по ним, определяющиеся  как произведение объемов продукции, которая реализуется, на ее цену, не меняются, то есть Рт=const. Это объяснимо тем, что итоговый результат определяется технологами, а не теми людьми, которые занимаются проектированием систем электроснабжения промышленного предприятия.
     Следовательно, при стабильности полезного результата, максимум эффекта будет при минимальных затратах по проекту, то есть [21]:
     Зт = Min.						(2.13)
     Если учесть то, что по годовым затратам так же будут неизменными, то критерий сравнительной экономической эффективности будет иметь вид:
     З = r? К + С,					(2.14)
     где 	К - капитальные затраты вариантов электроснабжения, которые сравниваются, руб.;
     С – себестоимость, за год, эксплуатации или производства, руб./год.
     Применительно к вариантам электроустановок выражение (2.14) логично преобразовать и представить в таком виде [21]:
     З = р ? К + СЭ, 					(2.15)
     где 	СЭ - стоимость годовых потерь электрической энергии;
     К - капитальные вложения;
     р - общий коэффициент отчислений от капитальных затрат [21]:
     р = r + ра + р0, 					(2.16)
     где	ра – годовая норма амортизации;
     р0 - коэффициент отчислений на обслуживание и ремонт;
     r - реальная процентная ставка.
       1/год.
     где 	Eн=20%  1/год – процентная ставка банковского кредитования;
     b = 7% – уровень инфляции.
     Коэффициенты отчислений для разных объектов ссистемы электроснабжения приведен в таблице 2.7.
     Таблица 2.7 - Коэффициенты отчислений для различных элементов системы электроснабжения
    
     Затраты на потери электрической энергии в объектах системы электроснабжения предприятия [21]:
      					(2.17)
     где 	?РМ  - наимбольшие потери активной мощности, кВт;
     ?? - относительное время использования максимума потерь.
            ?? = 0,7		при ? 0,7  ;
            ?? = 			при ? 0,7  .
     Годовое число часов работы ТГ и количество часов использования максимума активной нагрузки ТМ выбирается согласно ПУЭ [1]:
     ТМ=4280 ч/год;      ТГ=6420 ч/год.
     		?? =  о.е.
     ? - стоимость 1 кВт·года потерь электрической энергии,:
     , 					(2.18)
     где 	?, ? - дополнительная и основная ставки двухставочного тарифа на электрическую энергию, в расчетах принято [3]:
     ?=1130,06 ;
     ?=1,46 .
      руб./кВт*год.
     Наибольшие потери активной мощности для различных элементов системы электроснабжения находятся, с помощью выражения:
     Для кабелей и проводов [4]:
     ?РМ = ,				(2.19)
     где 	R - сопротивление ЛЭП, Ом
     R =  ;						(2.20)
     где 	r0 - удельное сопротивление КЛ, Ом/км;
     L - длина ЛЭП, км;
     IМ - максимальный ток, А;
     SМ - максимальная полная мощность (электрическая нагрузка), кВА;
     U - напряжение сети.
     По результатам расчета по таблиц видно, что наиболее экономически выгодным есть первый вариант схемы электроснабжения, так как приведенные затраты на него меньше, окончательно принимаем первый вариант схемы электроснабжения, как наиболее экономичный.
     Годовой экономический эффект при использования второго варианта:
     Э=З2?З1;						(2.21)
     Э=506,3-399,4=106,9 тыс.руб./год.


2.3. Расчет токов короткого замыкания

     В электрических сетях возникаю периодически разные виды КЗ, которые сопровождаются скачкообразным возрастанием тока. Все электрическое оборудование, которое установлено в системах электроснабжения предприятий, должно быть устойчивым к токам КЗ и его выбор осуществляется с учетом величины этих токов.
     Весь расчет производятся в относительных единицах с использованием шкалы средних напряжений.
     Расчётная схема для расчёта токов короткого замыкания указана на рисунке 2.5.
     Схема замещения для расчета трехфазных токов короткого замыкания, для системы электроснабжения предприятия, указана на рисунке 2.5.
     
     Рисунок 2.5 – Расчетная схема для расчёта токов КЗ
     Так как в расчете токов короткого замыкания принимается источник бесконечной мощности, то Э.Д.С. системы принимаем равной единице. Предварительно принимаем базисную мощность Sб=Sк=2000МВА. За базисное напряжение принимается среднее эксплуатационное напряжение той ступени, на которой предполагается КЗ:
     Uб1=115кВ – напряжение ВН трансформатора;
     Uб2=10,5кВ – напряжение НН трансформатора.
     
     
     Рисунок 2.6 – Расчетная схема замещения
     
     Таким образом, для каждой точки К.З. будет свой базисный ток Iб, кА [15]:
     	;	(2.22)
      кА;
      кА.
     Находим сопротивления элементов схемы замещения.
     Сопротивление системы в относительных единицах [15]:
     	;	(2.23)
      о.е.
     Сопротивление ВЛ в относительных единицах [15]:
     	,	(2.24)
     где	L – длина линии, км;
     x0 – удельное сопротивление ЛЭП, Ом/км. 
      о.е.
     Сопротивление трансформатора в относительных единицах [15]:
     ,
     где .......................
Для получения полной версии работы нажмите на кнопку "Узнать цену"
Узнать цену Каталог работ

Похожие работы:

Отзывы

Спасибо, что так быстро и качественно помогли, как всегда протянул до последнего. Очень выручили. Дмитрий.

Далее
Узнать цену Вашем городе
Выбор города
Принимаем к оплате
Информация
Нет времени для личного визита?

Оформляйте заявки через форму Бланк заказа и оплачивайте наши услуги через терминалы в салонах связи «Связной» и др. Платежи зачисляются мгновенно. Теперь возможна онлайн оплата! Сэкономьте Ваше время!

Сотрудничество с компаниями-партнерами

Предлагаем сотрудничество агентствам.
Если Вы не справляетесь с потоком заявок, предлагаем часть из них передавать на аутсорсинг по оптовым ценам. Оперативность, качество и индивидуальный подход гарантируются.