Разработка системы электроснабжения промышленного объекта «Мирный» и управление нагрузкой

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Теоретическая и общая электротехника»



Допускается к защите

Заведующий кафедрой

________К.И. Никитин

«___»_________2017г.

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

(бакалавра)

на тему Разработка системы электроснабжения промышленного объекта «Мирный» и управление нагрузкой

Студента Никитина Екатерина Алексеевна

группы Э-136

Пояснительная записка

Шифр ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017.

Специальность (направление) код «Наименование»

Консультанты

Название раздела _____ ________2017г.

Захаров И.Л.

Название раздела _____ ________2017г.

Фамилия Имя Отчество

Название раздела _____ ________2017г.

Фамилия Имя Отчество

Название раздела _____ ________2017г.

Фамилия Имя Отчество



Руководитель

Птицына Елена Витальевна

_________ «___»_________2017г.

Разработал

_________ «___»_________2017г.

		Омск 2017





Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Утверждаю:

Заведующий кафедрой

__________К.И. Никитин

«____»__________2016г.

Задание

на выполнение выпускной квалификационной работы (бакалавра, специалиста, магистра)

Студенту :Никитиной Екатерине Алексеевне

Группа Э-136 Факультет ЭнИ

Направление (специальность) код «Наименование»

Тема ВКР:Разработка системы электроснабжения промышленного объекта «Мирный» и управление нагрузкой.

утверждена приказом №_________ от ___________

Руководитель Птицына Елена Витальевна

Ученое звание, ученая степень руководителя доктор техн. наук

Место работы, должность руководителя профессор кафедры «Теоретическая и общая электротехника» ОмГТУ

Срок сдачи полностью оформленного задания на кафедру   .

Задание на ВКР (перечень подлежащих разработке разделов)

1 Разработка системы электроснабжения промышленного объекта «Мирный».

2 Создание локального сметного расчета жилого объекта.

Перечень графического материала с указанием основных чертежей и (или) иллюстративного материала

Лист 1 Смета

Лист 2 Однолинейная схема





Консультанты

Захаров Игорь Леонидович доцент кафедры «Теоретическая и общая электротехника» ОмГТУ

Руководитель ВКР Птицына Елена Витальевна/___________ /

Задание принял к исполнению ________________/__________ /

		




Реферат

Никитина Екатерина Алексеевна. Выпускная бакалаврская работа на тему: Разработка системы электроснабжения промышленного объекта «Мирный» и управление нагрузкой.Место выполнение: г.Омск, ОмГТУ

Руководитель проекта доцент кафедры «Теоретическая и общая электротехника » Птицына Е.В. 

Выпуск 2017 г. Направление подготовки бакалавров 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника».

Пояснительная записка 79с., 22 рисунка,217 формул, 22 табл., 9 источников. 

Ключевые слова: электроснабжение, электрические нагрузки, смета.

Цель работы: Разработка системы электроснабжения промышленного объекта «Мирный» и управление нагрузкой.

Задачи работы : характеристика проектируемого объекта; определение электрических нагрузок электроприемников; расчет осветительных нагрузок; выбор коммутационного оборудования и проводников; расчет токов короткого замыкания, потерь мощности и напряжения в линии электропередач.Результаты работы могут быть использованы для проектирования системы электроснабжения  промышленного объекта.

Для выполнения нескольких этапов, а именно создание смет выполнено в программе  Grand-Smeta.





















Исходные данные на проектирование.

	Генеральный план завода крупнопанельного домостроения .

		2.Мощность системы питания 800 МВА.Xc=0.6

		3. Питание предприятия можно осуществлять от подстанции энергосистемы на классах напряжения 110 кВ.

		4.Индуктивное сопротивление системы (ХС) принимать 0,6о.е. соответственно классам напряжения, 110 кВ.

		5. Расстояние от источника питания до завода 6 км.

	          6. ПГВ 110/10кВ выполнено по схеме двух блоков линия - трансформатор с возможностью электропитания всей нагрузки от одного блока.

	

	

	Рисунок 1. Генеральный план завода крупнопанельного домостроения.

	m=0.9



































Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата



Разраб

Никитина Е.





ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017.





Литера

Лист

Листов

Пров











y



4













Э-136

Н. Контр.











Утв

















ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………………………………………………..……………………..7

1.ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА……………………………………………………………………………………………………….8

2. ХАРАКТЕРИСТИКА И АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ ВНЕШНЕГО И ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ…	.11

3. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПРОМЫШЛЕННОГО ОБЪЕКТА............................13

	3.1 Силовая нагрузка	..........................................................................................................…………………………13

	3.2 Осветительная нагрузка……………………………………………………………………………………………………………..…..….16

	3.3 Силовая и осветительная нагрузки предприятия, с учетом потерь в трансформаторе……………………18

4. ВЫБОР И РАЗМЕЩЕНИЕ КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ…………………………………….……..21

5. КАРТОГРАММА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПРЕДПРИЯТИЯ	…………………………………………22

	5.1 Определение радиусов окружностей..……………………………………………………………………………………………….22

	5.2 Расчет доли осветительной нагрузки	……..………..……………………………………………………………………………….25

6. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ	………………………………………………………………………………………………………30

7. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ	…………………………………………………………………………..37

8. ВЫБОРИ ПРОВЕРКА ЭЛЕМЕНТОВ СЭС	………………….………………………………………………………………….43

9. РАРСЧЕТ РЕЛЕЙНЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ	……………………………………………………………50

 10.РАСЧЕТ НАГРУЗОЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АСИНХРОННОГО  ДВИГАТЕЛЯ…..…………...53

       11.СТОИТЕЛЬСТВО ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ…………….…………………………..59

           11.1 Противопожарные сети жилых зданий и сооружений……………………..………………….……60

           11.2 Силовое оборудование………………………………………………………………………..……….62

       12.Сметно-проектная документация………………………………………………………………..……..67

        12.1 Локальный сметный расчет……………………………………………………………………..………67

        12.2 Виды смет………………………………………………………………………..……………………….68

        12.3 Создание локального сметного расчета…………………………………………………….………….69 

	СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………………..………………..73

        Приложение А

        Приложение Б





















Введение

	Электропитанием промышленного объекта- называется комплекс устройств предназначенных для производства, передачи и распределения электроэнергии.

	Сложность вопросов проектирования систем электроснабжения промышленных предприятий заключается в оптимальном, рациональном и эффективном решении этой проблемы. Именно комплексное решение данной задачи в совокупности с необходимыми требованиями и стандартами электроснабжения позволяют экономически и технически грамотно работать всему предприятию.

	Технически правильное решение при создании систем электроснабжения исключает появление недопустимых отклонений параметров электроэнергии (падение напряжения), неравномерное распределение токов по фазам, удорожание ремонтных, монтажных и эксплуатационных работ. Все это влияет на производительность предприятия и качество продукции.

	Проект электроснабжения предприятия должен учитывать возможность дальнейшего развития и укрупнения производства и связанного с этим увеличения потребляемой мощности.

	В данном курсовом проекте была разработана система электропитания промышленного объекта. Завод крупнопанельного строения «Мирный» производящий железо-бетонные изделия для строительства жилых и общественных зданий и сооружений.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017















Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.20171. Технология производства

За последние 10 – 15 лет технологии изготовления железобетонных изделий сделали заметный шаг вперед, их качество и дизайн заметно улучшились. Во многом это произошло благодаря внедрению, а затем и очень широкому распространению стендового формования безопалубочным (экструзионным) методом пустотных настилов, когда одна формовочная линия может обеспечить производство широкого диапазона изделий: перекрытий, покрытий, стеновых панелей и т. п.

В главном производственном цехе (цех №5)применена кассетная технология. Все имеющиеся здесь кассеты заполняют поочередно следующим образом: производят смазку кассет отходами нефтяной промышленности для уменьшения отгезии бетона к поверхности кассеты; в кассеты опускают арматуру и заполняют подаваемой по транспортерной ленте бетонной смесью (V=85 м.куб.). Уплотнение производится с помощью навесных вибраторов. Процесс формования длится 1 час, затем производится тепловая обработка паром в ямных пропарочных камерах в течении 8 часов. После распалубки изделия доводят до кондиции вручную. Кассетная технология производства железобетонных плит позволила сократить расход пара до 180-190 кг/куб.м., а расход воды на 10%. Затем плиты отправляются на склад. Замена устаревших методов складирования готовых изделий “навалом” свели на нет порчу материалов при погрузке на транспорт.

В цехе №5 также расположены формовочные конвейера с щелевыми туннельными пропарочными камерами ( отдельная для каждой линии ). Первым этапом производства является очистка форм. Очистка выполняется специальным агрегатом, способным производить эту операцию в любой плоскости. Окончательная очистка производится оператором вручную, при помощи пневмо-аппарата, воздействующего плотной струей воздуха на поверхность формы. Следующим этапом является смазка формы специальным составом и укладка на дно формы, в специальные матрицыкерамической плитки. 



Затем производят установку первого слоя объемных арматурных каркасов. 

После укладки плиток и каркаса производят заливку первого, наружного, слоя бетона посредством 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017

специального бетоноукладчика, получающего смесь путем подвесных транспортерных лент непосредственно из бетонно-смесительного цеха. Смесь представляет собой так называемый пескобетон (бетон с низким содержанием щебня). Следующим звеном является укладка на первый слой бетона утеплителя (полистирол) и верхней арматурной сетки. Внутренняя часть панели заливается жесткой бетонной смесью и уплотняется специальным навесным вибратором (виброрейки). Поверхность изделия шлифуется и заглаживается специальным затирочным агрегатом. Все неровности, оставшиеся после машины устраняются в ручном режиме. После добавочных операций вагонетка с отформованной панелью направляется в пропарочную камеру для последующей термовлажностной обработки в течении 6 - 7 часов. После пропарочной камеры и распалубки панель попадает в моечное отделение, где ее очищают от загрязнений и отправляют на последующую доработку, включающую в себя установку оконных и дверных проемов и их последующую герметизацию. На предприятии существует два вида хранения цемента: обычный (склад) и в так называемых силосных банках. Цемент с железнодорожных вагонов посредством пневматики закачивается в эти банки. Песок и щебень хранятся отдельно (с железнодорожных вагонов ссыпают на склад и разравнивают, для удобства последующего изъятия при помощи мостовых кранов и тракторов), осуществляется круглогодичный подогрев склада сыпучих материалов. В нужный момент песок, щебень, цемент подаются по транспортерам в бетоносмесительный цех. Вода подается туда по технологическому трубопроводу. На предприятии применяется идея омагниченной воды. Жидкость, перед тем, как попасть в бетоносмеситель проходит через мощные магнетроны. В бетонно-смесительном цехе существуют несколько линии по четыре бетономешалки в каждой. Данные о каждой машине идут на пульт оператора, который следит

за концентрацией воды, цемента, щебня, песка и хим. добавок, регулируя ее и подавая в экстренном случае сигнал предупреждения с помощью переговорного устройства. После замеса готовая бетонная смесь по транспортерам передается непосредственно в главный производственный цех. 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

10

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017Заготовки арматуры складируют в центре цеха№5, по краям же на формах, при помощи сварных аппаратов производят сборку арматуры. 

Доводка осуществляется с помощью ручных сварочных аппаратов. В каждом цехе существует собственный смазочный аппарат, готовящий смазку для форм (ОПЛ, вода, эмульсол). 





Рисунок 2. Технологическая схема работы завода крупнопанельного домостроения























2. ХАРАКТЕРИСТИКА И АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ ВНЕШНЕГО И ВНУТРЕННЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Электроприемники промышленных предприятий подразделяются согласно ПУЭ на три категории надежности: I-й категории; II-й категории и III-й. Условия окружающей среды каждого цеха необходимо учитывать при проектировании систем электроснабжения. 

I-я категория .Потребители данной категории должны питаться от двух независимых источников питания - двух линий электропередач, питающихся от отдельных силовых трансформаторов. Наиболее опасные потребители могут иметь третий независимый источник питания для большей надежности. Перерыв в электроснабжении потребителей первой категории разрешается только лишь на время автоматического включения резервного источника питания.

II-я категория .Ко второй категории снабжения относятся потребители, при отключении питания которых, останавливается работа важных городских систем, на производстве возникает массовый брак продукции, есть риск выхода из строя крупных взаимосвязанных систем, циклов производства. 

III-я категория .Третья категория электроснабжения потребителей включает в себя всех оставшихся потребителей, которые не вошли в первые две категории. Обычно это небольшие населенные пункты, городские учреждения, системы, перерыв в электроснабжении которых не влечет за собой последствий. Также к данной категории относят многоквартирные жилые дома, частный сектор, дачные и гаражные кооперативы.

Потребители третьей категории получают питание от одного источника питания. Перерыв в электроснабжении потребителей данной категории, как правило, не более суток - на время выполнения аварийно-восстановительных работ.

 Характеристика цехов по условиям окружающей среды и по категориям надежности представлена в таблице 2. 







Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

11

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017







Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

12

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017

Таблица 2 – Характеристика цехов по надежности электроснабжения

№

Наименование цеха

Руст, кВт

Категория надежности

электроснабжения

Характеристика окружающей среды

1

Склад заполнителей

250

III

Нормальная

2

Бетонно- смесительный цех

4100

II

Нормальная

3

Насосная станция

650

I

Взрывопожароопасная



Насосная станция ( 6кВ)

3000

I

Взрывопожароопасная

4

Цех приготовления цветного раствора

2400

II

Нормальная

5

Главный производственный цех

6500

II

Нормальная

6

Компрессорная

650

II

Взрывопожароопасная



Компрессорная (6 кВ)

2700

II

Взрывопожароопасная

7

Склад готовой продукции

200

III

Нормальная

8

Лаборатория (цзл)

1200

III

Нормальная

9

Административный корпус

1300

II

Нормальная

10

Блок мастерских

1600

II

Нормальная

11



Ремонтно-механический цех

700

III

Нормальная

12

Склад арматурной стали

200

III

Нормальная

13

Склад цемента

2200

II

Нормальная

14

Склад готовой продукции

200

III

Нормальная







































Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017

3. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПРОМЫШЛЕННОГО ОБЪЕКТА

Расчет нагрузок будет производится методом коэффициентом спроса. Данный метод расчета является основным методом расчета электрических нагрузок. Он дает приближенные результаты и может быть предложен только для предварительных расчетов.

 Исходные данные для каждого цеха представлены в таблице3.

Таблица 3 – Исходные данные

№ 

Наименование цеха

Руст, кВт

, о.е.

сos, о.е.

1

Склад заполнителей

250

0,9

0,9

2

Бетонно- смесительный цех

4100

0,55

0,7

3

Насосная станция

650

0,75

0,8



Насосная станция ( 6кВ)

3000

0,75

0,8

4

Цех приготовления цветного раствора

2400

0,7

0,8

5

Главный производственный цех

6500

0,5

0,75

6



Компрессорная

650

0,75

0,85



Компрессорная (6 кВ)

2700

0,75

0,85

7

Склад готовой продукции

200

0,9

0,9

8

Лаборатория (цзл)

1200

0,5

0,65

9

Административный корпус

1300

0,5

0,65

10

Блок мастерских

1600

0,3

0,5

11

Ремонтно-механический цех

700

0,5

0,7

12

Склад арматурной стали

200

0,9

0,9

13

Склад цемента

2200

0,9

0,9

14

Склад готовой продукции

200

0,9

0,9



3.1 Силовая нагрузка

Расчет нагрузок будет производится методом коэффициентом спроса. Для определения расчетных нагрузок по методу коэффициента спроса необходимо знать установленную мощность Pн, коэффициенты мощности cos(?) и спроса Кс каждого цеха, определяемые по справочным материалам Данный метод дает приближенные результаты и может быть предложен только для предварительных расчетов.



Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017

Расчет электрической нагрузки рассмотрим на примере цеха №1.

Определим активную и реактивную мощность с учетом коэффициента спроса 

(1)

(2)

	

	 (3)

	 (4)

Для расчета реактивной мощности необходимо определить :





Полная мощность будет равна:

 (5)

 (6)

Для удобства расчета силовой нагрузки всех цехов предприятия, результаты расчетов сведены в таблицу. 4.





















Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

15

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017



Таблица 4– Расчет силовых нагрузок

№

Наименование цеха

Pн,            кВт

cos(?)/     tg(?)

Кс

Ppс,         кВт

Qрс,   квар

Spc,   кВА

Электроприемники напряжением 0,4 кВ

1

Склад заполнителей

250

0,9/0,48

0,9

225



108,97

250

2

Бетонно- смесительный цех

4100

0,7/1,02

0,55

3221

2300,56

3221,429

3

Насосная станция

650

0,8/0,48

0,75

609,38

365,63

609,375

4

Цех приготовления цветного раствора

2400

0,8/0,75

0,7

2100

1260

2100

5

Главный производственный цех

6500

0,75/0,88

0,5

4333,33

2866,23

4333,333

6



Компрессорная

650

0,8/0,48

0,75

573,53

302,13

573,5294

7

Склад готовой продукции

200

0,9/0,48

0,9

200

87,18

200

8

Лаборатория (цзл)

1200

0,65/1,17

0,5

923,08

701,48

923,0769

9

Административный корпус

1300

0,65/1,17

0,5

1000

759,93

1000

10

Блок мастерских

1600

0,5/1,73

0,3

960

831,38

960

11

Ремонтно-механический цех

700

0,7/1,02

0,5

500

357,07

500

12

Склад арматурной стали

200

0,9/0,48

0,9

200

87,18

200

13

Склад цемента

2200

0,9/0,48

0,9

2200

958,96

2200

14

Склад готовой продукции

200

0,9/0,48

0,9

200

87,18

200

Итого по 0,4 кВ

12985



11073,87



17270,74



Электроприемники напряжением 6 кВ

3

Насосная станция ( 6кВ)

3000

0,8/0,48

0,75

2025

1518,75

2531,25

9

Компрессорная (6 кВ)

2700

0,8/0,48

0,75

2250

1080

2495,7764

Итого по 6 кВ

4275

2598,75



5027,0264



Итого по предприятию

21535



13672,62



22297,03











Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

16

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017

3.2 Осветительная нагрузка

Нагрузку искусственного освещения можно определить по следующей формуле: Нагрузку искусственного освещения можно определить по следующей формуле:

(7)

(8)

Где Ксо=0,85– коэффициент спроса осветительной нагрузки территории; 

Кпар= 1,25- коэффициент пускорегулирующего аппарата;

?удо=12   – удельная плотность осветительной нагрузки территории,

 (9)

 (10)

В нашем случае площадь цеха должна быть определена в м2. Для ее определения введем масштабный коэффициент:

 (11)

По условию задания одна из сторон цеха №1 равна n=90, на самом генеральном плане эта сторона равна l=10 мм, значит в одном миллиметре:

 (12)

Таким образом площадь первого цеха имеющего форму прямоугольника равна:

 (13)

где a – длина цеха, b – ширина цеха на генеральном плане предприятия, а - масштабный коэффициент.

=8748  (14)













Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

17

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017



Таблица 5 - Расчеты осветительной нагрузки предприяти

№

Наименование цеха

Fц, м^2

?удо, кВт/м^2

Ксо

Источ-ник света

tg(?)осв

Pро,       кВт

Qpo,   квар

Spо,   кВА

1

склад заполнителей

8748

0,012

0,85

ДРЛ

1,73

35,04

60,61

70,01

2

бетонно- смесительный цех

9801

0,028

0,95

ДРЛ

1,73

126,38

218,64

252,54

3

насосная станция                                             

1296

0,016

0,95

ДРЛ

1,73

24,62

42,60

49,20

4

цех приготовления цветного раствора

3240

0,012

0,95

ДРЛ

1,73

46,17

79,87

92,26

5

главный производственный цех

23166

0,016

0,9

ДРЛ

1,73

416,99

721,39

833,24

6

компрессорная                                         

2025

0,016

0,95

ДРЛ

1,73

38,48

66,56

76,88

7

склад готовой продукции

11340

0,012

0,6

ДРЛ

1,73

102,06

176,56

203,94

8

лаборатория (цзл)

4212

0,012

0,8

ЛЛ

1,73

50,54

87,44

101,00

9

административный корпус

10400

0,012

0,9

ЛЛ

0,484

140,40

242,89

280,55

10

блок мастерских

7128

0,028

0,95

ДРЛ

0,484

237,01

410,02

473,59

11

ремонтно механический цех

6480

0,016

0,95

ДРЛ

1,73

123,12

213,00

246,02

12

склад арматурной стали

5670

0,012

0,6

ДРЛ

1,73

51,03

88,28

101,97

13

склад цемента с разгрузочным устройством

4860

0,016

0,6

ДРЛ

1,73

58,32

100,89

116,54

14

склад готовой продукции

4860

0,012

0,6

ДРЛ

1,73

43,74

75,67

87,40



Итого по 0,4

91226



















Насосная станция

1296

0,016

0,95

ДРЛ

1,73

24,62

42,60

49,20



компрессорная

2025

0,016

0,95

ДРЛ

1,73

38,48

66,56

76,88



Итого по 0,6

3321



















Итого по предприятию

1557,00



2693,60



3111,23



3.3 Силовая и осветительная нагрузки предприятия, с учетом потерь в трансформаторе.

Суммарная мощность цеха равна:

 (15)

 (16)

(17)

 (18)

Полная мощность равна:

 (19)

 (20)

В связи с тем, что на данном этапе расчета параметры цеховых трансформаторов не известны, то потери мощности в них приближенно находятся по суммарным значениям нагрузки, по следующим формулам:

(21)

 (22)

 (23)

(24)

 ( 25)

Мощность цеха с учетом осветительной нагрузки и потерь в трансформаторе:

P=P_py+ (26)

Q=Qpy+ (27)

P=260,04+6,21=155.46кВт (28)

Q=169,59+31,04=215.3 кВар (29)



Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

18

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017

Полная мощность с учетом осветительной нагрузки и потерь в трансформаторе:

 (30)

 (31)

Мощность, требуемая на освещение территории завода:



Ро.тер= Fо.тер *?тер*Kcо.тер*Kпра(32)

Qо.тер= Pо.тер*tgо.тер(33)

Fтер= Fз- F?ц(34)

где - удельная плотность осветительной нагрузки территории завода, по справочным данным 

?тер =0.012Вт/; -0,9 коэффициент спроса осветительной нагрузки территории завода, ;- коэффициент пускорегулирующего аппарата, ; - 1,73 коэффициент мощности осветительной нагрузки территории завода, так как территорию завода освещают ДРЛ лампы, значит [2].

Ро.тер=333253*0,0012*0,9*1,25=449.89 кВт (35)

Qтер=449.89,74*1,73=4498,92кВар (36)

Fтер=427800-94547=333253 м2(37)

Мощность завода в целом определяется следующими выражениями:

(38)



(39)

(40)

где - средневзвешенный коэффициент использования, по справочным данным  принимаем равным 0,9. 



Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

19

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017



(41)

(42)

(43)

Результаты расчета по всем цехам предприятия для удобства сведены в таблицу. 6



№

Наименование цеха

Рру, кВт

Qру, квар

Sру, кВА

?Ртр, кВт

?Qтр, квар

Р, кВт

Q, квар

S, кВА

Pо.тер, кВт

Qо.тер, квар

Ррз, кВт

Qрз, квар

Sрз, кВА





449,89

778,31

15902

3751

16305

1

склад заполнителей

260,04

169,59

310

6,21

31,04

266,25

200,63

333,3765











2

бетонно- смесительный цех

2381,38

2519,20

3221

64,43

322,14

2445,81

2841,35

3749,032











3

насосная станция                                             

512,12

408,22

609

12,19

60,94

524,31

469,16

703,5734











4

цех приготовления цветного раствора

1726,17

1339,87

2100

42,00

210,00

1768,17

1549,87

2351,284











5

главный производственный цех

3666,99

3587,62

4333,33

86,67

433,33

3753,65

4020,95

5500,726











6

компрессорная                                         

525,98

368,69

573,53

11,47

57,35

537,45

426,04

685,8264











7

склад готовой продукции

282,06

263,74

200

4,00

20,00

286,06

283,74

402,914











8

лаборатория (цзл)

650,54

788,92

923,08

18,46

92,31

669,01

881,23

1106,403











9

административный корпус

790,40

1002,83

1000

20,00

100,00

810,40

1102,83

1368,566











10

блок мастерских

717,01

1241,40

960

19,20

96,00

736,21

1337,40

1526,647











11

ремонтно механический цех

473,12

570,07

500

10,00

50,00

483,12

620,07

786,0601











12

склад арматурной стали

231,03

175,46

200

4,00

20,00

235,03

195,46

305,6856











13

склад цемента с разгрузочным устройством

2038,32

1059,85

2200

44,00

220,00

2082,32

1279,85

2444,192











14

склад готовой продукции

223,74

162,85

200

4,00

20,00

227,74

182,85

292,0599











 

Итого по 0,4 кВ

14478,90

13658,32

17331,19

6,21

31,04

14825,52

15391,43

21370,36











 

Электроприемники 6 кВ











6

Компрессорная

2063,48

1585,31

2531,25

18

90

738

630,00

970,33











3

Насосная

2274,62

1122,60

2495,78





















 

Итого по 10 кВ

4338

2707,91

5027,03

18

90

738

630,00

970,33













Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

20

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017

     Таблица    6



Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

21

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017

4.Выбор и размещение компенсирующих устройств.

Экономическая величина реактивной мощности в часы максимальных (активных) нагрузок системы, допустимая к потреблению:

(44)

где  (45)

где  -базовый коэффициент реактивной мощности, принимаемый для  сетей 6-10 , присоединенных к шинам подстанций с внешним напряжением  110 отношение потребления активной мощности потребителем в квартале максимальной нагрузки энергосистемы к потреблению в квартале его максимальной нагрузки; (для Омскэнерго) коэффициент, учитывающий отличие стоимостей электроэнергии в различных энергосистемах.

Далее определяется реактивная мощность , которую необходимо скомпенсировать:(46)

Распределение конденсаторных батарей по цехам завода следует проводить, руководясь экономической выгодой. В первую очередь необходимо подключить БСК к шинам 0,4  цеховых КТП. Произведем расчет и распределение источников реактивной мощности, и полученные результаты расчетов и стандартные значения мощности БСК сведем в таблицу 6.

Определяем величину мощности БСК для цеха  №1 по формуле:

(47)

где - мощность компенсирующих устройств;

расчетная мощность 1-го цеха. 

,  устанавливать КУ обычно экономически невыгодно .



Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

22

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017

5. КАРТОГРАММА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПРЕДПРИЯТИЯ

5.1 Картограмма электрических нагрузок предприятия.

Трансформаторные подстанции максимально, насколько позволяют
производственные условия, приближают к центрам нагрузок. Это дает возможность построить экономическую и надежную систему электроснабжения, так как сокращается протяженность сетей вторичного напряжения, уменьшаются потери энергии и отклонение напряжения; уменьшается зона аварий и удешевляется развитие электроснабжения (подстанции строят очередям по мере расширения производства).

	Для приведенного генерального плана предприятия и ведомости электрических нагрузок необходимо определить центр электрических нагрузок (ЦЭН) завода, выбрать расположение пункта приема электроэнергии и построить картограмму нагрузок. Для удобства данные расчетной мощности и масштабного коэффициента mпредставлены в таблице № 8.

	Таблица 8 – Исходные данный расчетной мощности

m

Значение расчетной мощности по цехам, кВт



1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

0,1

250

4100

650

2400

6500

650

200

1200

1300

1600

700        

200

2200

200



Для определения центра электрических нагрузок необходимо расположить генеральный план завода на координатных осях и определить координаты центра каждого цеха.Центр прямоугольного цеха находится на пересечении диагоналей прямоугольника.

Координаты центров остальных цехов предприятия сведены в таблицу 9.







Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

23

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017

Таблица 9 – Координаты цехов предприятия

№ цеха

Хц, мм

Yц, мм

1

41

83

2

10

59

3

36.5

73

4

25

74

5

25

21.5

6

43

47

7

12

9

8

26

81

9

41

77

10

10

72

11

10

85

12

21

11

13

44

60

14

3

36



Центр электрических нагрузок предприятия находится по следующим формулам:

;  (48)

где - установленная мощность цеха,  и координаты цеха.

Центр электрических нагрузок данного предприятия:



 (49)





(50)









Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

24

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017

5.1 Определение радиусов окружностей.

Выбор места расположения ГПП проводят в следующем порядке. На генеральный план промышленного предприятия наносится картограмма нагрузок, которая представляет собой размещенные на генеральном планеокружности, причем площади, ограниченные этими окружностями, в выбранном масштабе равны расчетным нагрузкам цехов. Для каждого цеха

наносится своя окружность, центр которой совпадает с центром нагрузок цеха.

Главную понизительную и цеховые подстанции следует располагать как можно ближе к центру нагрузок, так как это позволяет приблизить высокоенапряжение к центру потребления электрической энергии и значительно сократить протяженность, как распределительных сетей высокого напряжениязавода, так и цеховых электрических сетей низкого напряжения, уменьшитьрасход проводникового материала и снизить потери электрической энергии.

Радиусы окружностей находятся по следующей формуле:

(51)

где - расчетная мощность i-го цеха, табл. 4; m– масштаб для определения площади круга (постоянный для всех цехов предприятия)..

Расчет радиуса окружности рассмотрим на примере цеха № 1.

Ri= (52)















Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

25

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017



5.2Расчет доли осветительной нагрузки.

Осветительная нагрузка наносится в виде сектора круга, изображающего нагрузку до 1000 В. Данный сектор можно найти из выражения:

(53)

где  - значение мощности осветительной нагрузки i-го цеха, табл. 3; 

Расчет доли осветительной нагрузки рассмотрим на примере цеха №1:



 (54)

Для удобства расчета данные по расчету радиусов окружностей и доли осветительной нагрузки всего предприятия сведены в таблицу 10.



Таблица 10 – Расчет центра электрических нагрузок

№ цеха

Р, кВт

F, м^2

r, мм

Рро, кВт

?, град

1

250

2748

8,63

35,04

31,21162

2

4100

3801

26,13

126,38

34,0703

3

650

1296

12,12

24,62

3,07835

4

2400

3240

22,24

46,17

10,59677

5

6500

23166

32,42

416,99

139,4923

6

650

2025

12,28

38,48

48,74533

7

200

11340

8,99

102,06

94,68869

8

1200

4212

13,66

50,54

7,121635

9

1300

10400

15,05

140,40

21,80532

10

1600

7128

14,34

237,01

35,05844

11

700

6480

8,63

123,12

31,21162

12

200

5670

26,13

51,03

34,0703

13

2200

4860

12,12

58,32

3,07835

14

200

4860

22,24

43,74

10,59677

.



Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

26

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017



Рисунок 4 - Доля осветительной нагрузки каждого цеха













Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

27

ВКР 02068999-18-09-ОмГТУ.НИ.2017

Так как на  заводе крупнопанельного домостроения  имеется большое количество потр.......................