РефератыФизикаРаРазработка системы электроснабжения предприятия железнодорожного транспорта

Разработка системы электроснабжения предприятия железнодорожного транспорта

Введение


В настоящее время, в эпоху электрификации, когда электрооборудование применяется повсеместно, одной из главных задач при строительстве любого объекта, является правильное проектирование системы электроснабжения.


Одной из самых электропотребляемых производств, является железнодорожный транспорт. Данную отрасль, можно разделить на две группы, по признаку электропотребителя. Первая группа – контактная сеть. Вторая группа – предприятия железнодорожного транспорта.


Предприятия ж.д. транспорта включают в себя как объекты обслуживающие ж.д. (вокзалы, депо, станции и.т.д.) так и отдельный большие предприятия производящие продукцию для нужд ж.д. транспорта. Предприятия ж.д. используют обширный перечень производственных механизмов на электропитании. Вот наиболее часто используемые агрегаты:


· Электродвигатели производственных механизмов встречаются в предприятиях всех служб. Наибольшие установленные мощности электропривода станков и других механизмов относятся к локомотивному и вагонному хозяйствам.


· В цехах локомотивных и вагонных депо установлены токарные, сверлильные, фрезерные, строгальные, шлифовальные, токарно-карусельные, винторезные и другие станки. Кроме станков, к потребителям этой группы могут быть отнесены молоты, установленные в кузнечных цехах локомотивных и вагонных депо.


· Станочное оборудование с электроприводом, как правило, небольшой мощности установлено в механических мастерских предприятий служб пути, грузового хозяйства, сигнализации и связи, электрификации и энергетического хозяйства, гражданских сооружений, отдела водоснабжения и др.


· К силовым общепромышленным установкам относятся компрессоры, насосы, вентиляторы и подьемно-транспортные устройства.


· Компрессорные установки широко применяются н железнодорожном транспорте – в локомотивных и вагонных депо для снабжения сжатым воздухом пневматического инструмента, проверки тормозной системы подвижного состава и других нужд.


· Вентиляторы устанавливаются в производственных и служебно-бытовых зданиях для систем приточно-вытяжной вентиляции, калориферного отопления, в установках для сушки тяговых двигателей в локомотивных депо, местного отсоса в цехах и т.д.


· Потребители рассматриваемой группы работают как правило в продолжительном режиме.


· Подъемно-транспортные механизмы (мостовые краны, тали, кран-балки, электродомкраты и др.) применяются в локомотивных депо и других хозяйствах. Потребители этой группы работают в повторно-кратковременном режиме с частыми толчками нагрузки.


Электроосветительные нагрузки применяются на всех железнодорожных станциях, в хозяйствах всех служб. Наряду с нагрузками внутреннего освещения производственных, служебно-бытовых, административных, жилых и других зданий значительную долю нагрузок составляет наружное освещение станций, территорий предприятий и поселков.


В отношении обеспечения надежности электроснабжения потребители делятся на три категории.


· К первой категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, срыв графика поездов, принести значительный ущерб железнодорожному транспорту и народному хозяйству в целом. Электроснабжение должно обеспечиваться от двух независимых источников питания, и перерыв электроснабжения допускается на время автоматического восстановления питания.


· Ко второй категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых приводит к нарушению производственного цикла и массовым простоям рабочих энергоемких предприятий. Рекомендуется обеспечивать питание от двух независимых источников питания. Перерыв в электроснабжении допустим лишь на время включения второго источника питания дежурным персоналом или выездной бригадой.


· К третьей категории относятся все остальные электроприемники, не относящиеся к первой и второй категориям. Электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для восстановления электроснабжения, не превышают одних суток.


Реферат


В курсовом проекте рассчитаны электрические нагрузки цехов, определен центр электрических нагрузок. Выбрано место положения главной распределительной подстанции. Рассчитаны мощности цехов с учетом потерь в трансформаторах и с учетом компенсации реактивной мощности на низкой стороне. Для сети 10кВ выбраны кабельные линии. Рассмотрены два варианта схем электроснабжения – магистральная и радиальная схемы. Рассчитаны ток короткого замыкания для РУ-10 кВ, выбрано и проверено оборудование для схемы электроснабжения. Нарисована однолинейная схема электроснабжения.


Характеристики цехов предприятия
































Наименование цеха


Руст, кВт


размеры, м


F, м2


Руд, Вт/м2


А


В


Пр-во модульного оборуд


1154


2800


412,143


Пр-во ПВХ изделий, кабель канал


1347


2820


477,66


Пр-во металл. корпусов


1280


2810


455,516


Заготовочный цех


1019


2850


357,544


итого


4800




Структура установленной мощности предприятия


Ведомость нагрузок

























































































































































































































































Наименование эл. приёмников


n, шт.


Pн, кВт


Pн общ


n(Pн2)


Ки


cosφ


tgφ


Производство модульного оборудования


1


Вентиляция


6


20


120


2400


0,65


0,8


0,75


2


Сверлильный станок


20


30


600


18000


0,2


0,65


1,17


3


Пневмопресс


3


80


240


19200


0,25


0,65


1,17


4


Сварка


3


40


120


4800


0,35


0,55


1,52


5


Кранбалка


1


74


74


5476


0,6


0,7


1,02


Итого


33


1154


Производство металлических корпусов


1


Гильотина


5


50


250


12500


0,14


0,6


1,33


2


Сварка


4


40


160


6400


0,35


0,55


1,52


3


Сверлильный станок


15


40


600


24000


0,2


0,65


1,17


4


Кранбалка


2


74


148


10952


0,6


0,7


1,02


5


Станок для резки металла


3


63


189


11907


0,25


0,6


1,33


Итого


29


1347


Производство ПВХ изделий, кабель канал.


1


Конвейер


4


40


160


6400


0,35


0,55


1,52


2


Вентилятор


6


20


120


2400


0,22


0,65


1,17


3


Электропечи


20


50


1000


50000


0,35


0,55


1,52


Итого


30


1280


Заготовочный цех


1


Кранбалка


2


74


148


10952


0,55


0,95


0,33


2


Сварка


3


60


180


10800


0,5


0,95


0,33


3


Конвейер


3


60


180


10800


0,7


0,95


0,33


4


Сверлильный станок


7


40


280


11200


0,65


0,8


0,75


5


Станок для резки металла


3


73


219


15987


0,6


0,7


1,02


6


Вентилятор


12


1


12


12


0,22


0,65


1,17


Итого


30


1019


Всего


122


4800



1. Расчет электрических нагрузок
1.1 Силовые электрические нагрузки

Расчет электрических нагрузок по цехам выполняется по методу упорядоченных диаграмм. Главным расчетным параметром этого метода является коэффициент расчетной мощности , определяемый в зависимости от эффективного числа приемников , и группового коэффициента использования для данного узла:


(1)


(2)


где n – число электроприемников в группе.


Расчетная активная нагрузка любой линии на 2УР находится по формуле


(3)


Расчетная реактивная мощность для электроприемников с индуктивным характером нагрузки определяется как


, (4)


где принимается в зависимости от :


(5)


Составим итоговую таблицу по расчёту электрических нагрузок цехов

































Наименование цеха


Ррi


Qpi


Spi


1


Пр-во модульного оборуд


275,520


378,017


467,769


2


Пр-во ПВХ изделий, кабель канал


260,288


425,591


498,876


3


Пр-во металл. корпусов


282,300


562,333


629,216


4


Заготовочный цех


552,096


371,394


665,390




Расчётные нагрузки цехов


1.2 Электрические нагрузки освещения


Расчет нагрузок производим с помощью коэффициента спроса:


Потребляемая мощность электроосвещением находиться по формуле:


Росв.=Кс*Ру (6)

где Кс – коэффициент спроса,


Ру – установленная мощность.


Ру = Руд*F (7)


где F – площадь цеха (м2
)


Р уд – определяем из [1, табл. 6]




















































Наименование цеха


КСО


Р уд, кВт


F,


Росв.,



Qосв
,


м2


кВт


кВАр


1


Пр-во модуль. Оборуд.


0,95


14


2800


37,24


0,5


18,62


2


Пр-во металл. Корпусов.


0,95


16


2820


42,86


0,5


21,43


3


Пр-во ПВХ изделий


0,85


16


2810


38,22


0,5


19,11


ИТОГО


156,23


124,74



1.3 Суммарные электрические нагрузки цехов




























































Наименование цеха


Рр
,



,


Рросв
,


Qросв
,


РрS
,


QрS
,


кВт


кВАр


кВт


кВАр


кВт


кВАр


1


Пр-во модуль. Оборуд.


275,520


378,017


37,24


18,62


312,76


396,64


2


Пр-во металл. Корпусов.


260,288


425,591


42,86


21,43


303,15


447,02


3


Пр-во ПВХ изделий


282,300


562,333


38,22


19,11


320,52


581,44


4


Заготовочный


552,096


371,394


37,91


65,58


590,00


436,97


ИТОГО


1526,4


1862,1





Расчетные силовые и осветительные нагрузки


1.4 Картограмма нагрузок


Картограмма электрических нагрузок представляет собой нанесение на генеральный план окружности в выбранном масштабе.


Ррасi=МpRi2


M =10 – выбранный масштаб;


Ri=Ö Ppасi / pМ


Нагрузка активной мощности представляется на картограмме в виде сектора, с углом


a=Росв*360 / РрΣ


Ррi=360


Pосв=a

















































Наименование цеха


Рр
,


Рросв
,


Рр
,


,


R,


кВт


кВт


кВт


град


см


1


Пр-во модуль. Оборуд.


275,520


37,24


312,76


42,865


2,23


2


Пр-во металл. Корпусов.


260,288


42,86


303,15


50,902


2,20


3


Пр-во ПВХ изделий


282,3


38,22


320,52


42,924


2,26


4


Заготовочный


552,096


37,91


590,00


23,128


3,07




Картограмма нагрузок активной мощности


Таблица нагрузки реактивной мощности

















































Наименование цеха



,


Qросв
,


Qр
,


,


R,


кВт


кВт


кВт


град


см


1


производство модульного оборудования


378,017


18,62


396,64


16,9


2,51


2


производство металло корпусов


425,591


21,43


447,02


17,2583


2,67


3


производство ПВХ изделий, кабель канал


562,333


19,11


581,44


11,832


3,04


4


заготовочный цех


371,394


65,58


436,96


54,0297


2,64




Картограмма нагрузок реактивной мощности


1.5 Выбор компенсирующих устройств


Потребная мощность компенсирующих устройств (КУ)


, (3.23)


– экономическое значение коэффициента реактивной мощности,


=0,33


(3.24)


К установке принимается ближайшая по мощности стандартная комплектная конденсаторная установка (ККУ). При этом не должна превышать, т.е. .


Тогда итоговая реактивная нагрузка на шинах ТП









































































Наименование цеха


РрS
,


QS
,


SpS
,


tgφ


Qку





cosφ


кВт


кВАр


кВА


кВАр


кВАр


кВАр


кВА


ку


1


Пр-во модульного оборуд


312,76


396,64


505,1


1,27


293,43


2*75


246,64


398,31


0,785


2


Пр-во ПВХ изделий, кабель канал


303,15


447,02


540,1


1,47


346,98


2*150


147,02


336,92


0,9


3


Пр-во металл. корпусов


320,52


581,44


663,9


1,81


475,67


2*150


281,44


426,54


0,751


4


Заготовочный цех


590,00


436,97


734,2


0,74


242,27


2*75


286,97


656,09


0,899



Параметры комплектных конденсаторных установок (ККУ) 0.4 кВ








































Наименование цеха


Тип


Кол-во


Мощность


Q, кВАр


кВАр


1


Пр-во модульного оборуд


УКН-0.38–75У3


2


75


150


2


Пр-во ПВХ изделий, кабель канал


УКМ-58–04–150–30 У3


2


150


300


3


Пр-во металл. корпусов


УКМ-58–04–150–30 У3


2


150


300


4


Заготовочный цех


УКН-0.38–75У3


2


75


150



1.6 Определение координат центра электрических нагрузок


Для определения центра электрических нагрузок используется механическая аналогия (находим центр тяжести плоской фигуры). На генеральном плане наносим прямоугольную декартовую систему координат, находим координаты цехов.


Определение центра электрических нагрузок




















































Наименование цеха


х


у


РрS
,


РрS*x


РрS*y


X0


Y0


1


Пр-во модульного оборуд


3,5


12,2


313


1095


3816


10,05


7,479


2


Пр-во ПВХ изделий, кабель канал


3,21


4,5


303


973


1364


3


Пр-во металл. корпусов


14


12


321


4487


3846


4


Заготовочный цех


14,9


4,05


590


8791


2390


итого


1526


15346


11416




Определение ЦЭН


2. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций


Выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций.

































































Наименование цеха


Рр
,




Число и мощность трансформаторов


Суммарная мощность трансформаторов, кВА


Коэффициент загрузки


кВт


кВАр


кВАр


Нормальный


Аварийный


откл 30% нагр


1


Пр-во модульного оборуд


312,76


246,64


398,3


2x250


500


0,7966


1,5932


1,1153


2


Пр-во ПВХ изделий, кабель канал


303,15


147,02


336,9


2x250


500


0,6738


1,3477


0,97


3


Пр-во металл. корпусов


320,52


281,44


426,5


2x250


500


0,8531


1,7062


1,1943


4


Заготовочный цех


590,00


286,97


656,1


2x400


800


0,8201


1,6402


1,1482



Параметры трансформаторов 10/0.4 кВ


























Тип


потери


Uкз%


I хх


хх


кз


1


ТМ-400


1,05


5,5


4,5


2,1


2


ТМ-250


0,82


3,7


4,5


2,3



3. Разработка системы внутризаводского электроснабжения


3.1 Расчет потерь в трансформаторах


Расчетные формулы:


;



3.2 Потери в трансформаторах































































Наименование цехов/тип тр-ра


Рр










1


пр-во модуль. Оборудован. 2*ТМ-250


156,38


123,32


199,15


4,54


12,389


160,92


135,71


210,50


12,15


2


Пр-во металл. конструк. 2*ТМ-250


151,58


73,51


168,46


2,50


10,358


154,08


83,87


175,42


10,13


3


Пр-во изделий из ПВХ 2*ТМ-250


160,26


140,72


213,27


5,05


13,937


165,31


154,66


226,38


13,07


4


Заготовочный 2*ТМ-400


295,00


143,48


328,04


4,75


20,506


299,75


163,99


341,68


19,73



3.3 Выбор места положения ГПП или ГРП


Исходя из технико-экономических соображений ГПП желательно располагать в центре электрических нагрузок (ЦЭН). Для определения ЦЭН может быть использован приближенный метод определения центра тяжести масс однородных плоских фигур.


Так как ЦЭН находится в близости от железнодорожных путей, а также то обстоятельство, что для размещения ГПП необходимо: достаточно большая площадь, свободная от застройки и подземных коммуникаций, прокладка кратчайших трасс питающих линий, заставляет нас располагать ГПП, несколько отступив от ЦЭН.



Вариант 1. Схема по радиальному принципу


3.4 Длины кабельных линий


Вариант 1





























































Наименование линии


Количество линий


Длина, м


Суммарная длина, м


1


ГРП-ТП1


1


65


65


2


ГРП-ТП2


1


102


102


3


ГРП-ТП3


1


87


87


4


ГРП-ТП4


1


35


35


5


ГРП-ТП5


1


140


140


6


ГРП-ТП6


1


170


170


7


ГРП-ТП7


1


160


160


8


ГРП-ТП8


1


130


130


Итого


8


889




Вариант 2. Схема по смешанному принципу


Длины кабельных линий


Вариант 2





























































Наименование линии


Количество линий


Длина, м


Суммарная длина, м


1


ГРП-ТП1


1


90


90


2


ТП1-ТП5


1


80


80


3


ГРП-ТП2


1


102


102


4


ТП2-ТП3


1


60


60


5


ГРП-ТП4


1


85


85


6


ТП4-ТП8


1


94


94


7


ГРП-ТП7


1


130


130


8


ТП-7-ТП6


1


68


68


Итого


8


709



3.5 Количество ячеек отходящих линий ГРП


Вариант 1 …………………. 8


Вариант 2 …………………. 4



Кабельные трассы. Радиальная схема


Значения коэффициентов одновременности для определения расчетной нагрузки на шинах 6 (10) кВ РП, ГРП, ГПП


































Средневзвешенный коэффициент использования


Число присоединений 6 (10) кВ на сборных шинах РП, ГПП.


2 … 4


5 … 8


9 … 25


Более 25



0,90


0,80


0,75


0,70



0,95


0,90


0,85


0,80



1,00


0,95


0,90


0,85



1,00


1,0


0,95


0,90




Кабельные трассы. Смешанная схема


3.6 Расчет электрических нагрузок на головных участках магистралей































































































































































Наим. эл. прием


Кол тран-ов


Сум ном мощ








Sp


IP


магистраль ТП1-ГРП


1


ТП-1


1


250


299,75


163,99


2


ТП-5


1


250


154,08


83,87


итого


2


500


453,83


247,86


0,95


431,134


235,46


491,245


28,362


магистраль ТП2-ГРП


1


ТП-2


1


250


299,75


163,99


2


ТП-3


1


250


160,92


135,71


итого


2


500


460,67


299,70


0,95


437,636


284,714


522,09935


30,14342


магистраль ТП4-ГРП


1


ТП-4


1


250


160,92


135,71


2


ТП-8


1


400


165,31


154,66


итого


2


650


326,23


290,37


0,95


309,919


275,8472


414,89964


23,95424


магистраль ТП7-ГРП


1


ТП-7


1


400


165,31


154,66


2


ТП-6


1


250


154,08


83,87


итого


2


650


319,39


238,53


0,95


303,417


226,6015


378,6954


21,86399



3.7 Выбор сечений кабелей по нагреву


Выбор сечения проводов и кабелей по нагреву проводят по расчетному току, который должен быть меньше допустимого тока или равен ему:


Iдоп ³ Ip,


Если электроснабжение потребителей производилось по параллельным линиям, то в качестве расчетного принимается ток в одной из параллельных линий в предположении, что вторая линия вышла из строя.

<
br />

Чтобы определить расчетные токи линий, подходящих к каждому цеху, необходимо учесть потери мощности в трансформаторах и определить полную мощность линии.


Потери мощности в трансформаторе можно определить:


– активные потери: DРт=DРхх+DРкз*(SpS
/ Snom)2


-реактивные потери: DQт=DQхх+DQкз*(SpS
/ Snom)2


где DQкз=Uкз*Snom/100,


Активные потери цеха с учетом потерь в трансформаторе:


P= Pp + DРт

Реактивные потери цеха с учетом потерь в трансформаторе:


Q= Qp + QРт

Полная мощность равна:


S=Ö P2
+Q2


Расчетный ток:


Iр=S / Ö3 *Unom


Если у нас двух трансформаторная цеховая подстанция, то суммарную полную мощность берем в два раза меньше.


Определение суммарной расчетной нагрузки узла системы эдектроснабжения по значениям n расчетных нагрузок осуществляется суммированием расчетных нагрузок отдельных групп электроприемников, входящих в узле с учетом разновременности (несовпадения) максимумов нагрузок.


S=Kнм*SSpi,


где Кнм – коэффициент несовпадения максимумов нагрузки,


Spi – расчетная нагрузка I-го электроприемника или группы электроприемников.


Кнм – равен отношению максимальной получасовой нагрузки к сумме максимальных получасовых нагрузок отдельных электроприемников или цехов. Коррозионная способность земли низкая. Выбирается кабель марки ААБ.


Вариант 1
























































































Наименование линии


Количество линий


Длина, м


норм режим, А


ав режим, А


Сечение, мм2


А


1


ГРП-ТП1


1


65


19,73


39,45345


16


75


2


ГРП-ТП2


1


102


19,73


39,45345


16


75


3


ГРП-ТП3


1


87


12,15


24,30689


16


75


4


ГРП-ТП4


1


35


12,15


24,30689


16


75


5


ГРП-ТП5


1


140


10,13


20,2562


16


75


6


ГРП-ТП6


1


170


10,13


20,2562


16


75


7


ГРП-ТП7


1


160


13,07


26,13981


16


75


8


ГРП-ТП8


1


130


13,07


26,13981


16


75


Итого


8


889



Вариант 2
























































































Наименование линии


Количество линий


Длина, м


норм режим, А


ав режим, А


Сечение, мм2


А


1


ГРП-ТП1


1


90


28,36


56,72


35


75


2


ТП1-ТП5


1


80


10,13


20,26


16


75


3


ГРП-ТП2


1


102


30,14


60,29


35


90


4


ТП2-ТП3


1


60


12,15


24,31


16


75


5


ГРП-ТП4


1


85


23,95


47,91


35


75


6


ТП4-ТП8


1


94


13,07


26,14


16


75


7


ГРП-ТП7


1


130


21,86


43,73


35


75


8


ТП-7-ТП6


1


68


10,13


20,26


16


75


Итого


8


709



3.8 Выбор сечений по экономической плотности тока


ТМ
=4500 ч


Прокладка кабельных линий в траншеях


Вариант 1


























Количество кабелей в одной траншее


Длина, м


Удельная стоимость в ценах 1980, тыс. руб.


км


Удельная стоимость в ценах 2008, тыс. руб.


км


Стоимость, тыс. рублей


1


2


270


1,78


53


14,31


2


1


470


1,27


38


17,86


32,17



Вариант 2





























Количество кабелей в одной траншее


Длина, м


Удельная стоимость в ценах 1980, тыс. руб


Удельная стоимость в ценах 2008, тыс. руб


Стоимость, тыс. рублей


км


км


1


2


35


1,78


53


1,855


2


1


626


1,27


38


23,788


25,643



Стоимость ячеек отходящих линий ГРП


























ВАРИАНТ


Количество ячеек ГРП


Стоимость ячейки в ценах 1980 г., тыс. рублей


Стоимость ячейки в ценах 2008 г., тыс. рублей


Стоимость, тыс. рублей


1


Радиальная


8


2,1


63


504


схема


2


смешанная схема


4


2,1


63


252



Суммарные капитальные затраты


























ВАРИАНТ


Кабельные линии


Строительная часть


Ячейки ГРП


Итого


1


Радиальная


53,53


32,17


504


589,7


схема


2


смешанная схема


35,035


25,643


252


312,678



Отчисления на амортизацию и обслуживание


Вариант 1































Вид оборудования


Норма отчислений, %


Капитальные затраты, тыс. рублей


Издержки, тыс. рублей


1


Кабели


6,3


53,53


3,37239


2


Строительная часть


6,3


32,17


2,02671


3


Ячейки ГРП


1,04


504


5,2416


ИТОГО


589,7


10,6407



Вариант 2































Вид оборудования


Норма отчислений, %


Капитальные затраты, тыс. рублей


Издержки, тыс. рублей


1


Кабели


6,3


35,035


2,207205


2


Строительная часть


6,3


25,643


1,615509


3


Ячейки ГРП


1,04


252


2,6208


ИТОГО


312,678


6,443514



Стоимость потерь электроэнергии


Параметры кабельных линий


Вариант 1











































































Наименование линии


Количество линий


Длина, м


Сечение, мм2



R


1


ГРП-ТП1


1


65


16


1,94


0,1261


2


ГРП-ТП2


1


102


16


1,94


0,19788


3


ГРП-ТП3


1


87


16


1,94


0,16878


4


ГРП-ТП4


1


35


16


1,94


0,0679


5


ГРП-ТП5


1


140


16


1,94


0,2716


6


ГРП-ТП6


1


170


16


1,94


0,3298


7


ГРП-ТП7


1


160


16


1,94


0,3104


8


ГРП-ТП8


1


130


16


1,94


0,2522



Вариант 2











































































Наименование линии


Количество линий


Длина, м


Сечение, мм2



R


1


ГРП-ТП1


1


90


35


1,94


0,1746


2


ТП1-ТП5


1


80


16


1,94


0,1552


3


ГРП-ТП2


1


102


35


1,21


0,12342


4


ТП2-ТП3


1


60


16


1,94


0,1164


5


ГРП-ТП4


1


85


35


1,94


0,1649


6


ТП4-ТП8


1


94


16


1,94


0,18236


7


ГРП-ТП7


1


130


35


1,94


0,2522


8


ТП-7-ТП6


1


68


16


1,94


0,13192



Потери мощности


Вариант 1













































































Наим линии


Кол-во линий


R



Потери в одной КЛ, кВт


Суммарные потери, кВт


1


ГРП-ТП1


1


0,1746


19,73


0,067944


0,0679445


2


ГРП-ТП2


1


0,1455


19,73


0,05662


0,0566204


3


ГРП-ТП3


1


0,0873


12,15


0,012895


0,0128947


4


ГРП-ТП4


1


0,1746


12,15


0,025789


0,0257895


5


ГРП-ТП5


1


0,3686


10,13


0,03781


0,0378104


6


ГРП-ТП6


1


0,291


10,13


0,02985


0,0298503


7


ГРП-ТП7


1


0,3395


13,07


0,057994


0,0579942


8


ГРП-ТП8


1


0,3783


13,07


0,064622


0,0646221


0,3535261



Вариант 2













































































Наим линии


Кол-во линий


R



Потери в одной КЛ, кВт


Суммарные потери, кВт


1


ГРП-ТП1


1


0,1746


28,362065


0,140449


0,1404494


2


ТП1-ТП5


1


0,1552


10,128098


0,01592


0,0159202


3


ГРП-ТП2


1


0,09196


30,14342


0,083557


0,0835572


4


ТП2-ТП3


1


0,1164


12,153443


0,017193


0,017193


5


ГРП-ТП4


1


0,2134


23,954242


0,12245


0,1224501


6


ТП4-ТП8


1


0,1649


13,069904


0,028169


0,0281686


7


ГРП-ТП7


1


0,291


21,863989


0,139108


0,1391079


8


ТП-7-ТП6


1


0,0873


10,128098


0,008955


0,0089551


0,5558015



Время максимальных потерь Тм=4500


=2886.21 ч


Годовые потери электроэнергии























ВАРИАНТ







рад. схема


2886,20976


0,353526


1020,3505


0,26


0,2652911


смеш. схема


2886,20976


0,555802


1604,1599


0,26


0,4170816



Суммарные издержки

















ВАРИАНТ


Амор и обсл, тыс. руб.


Ст потерь ээ, тыс. руб.


Сум издержки, тыс. руб.


рад. схема


10,641


0,265


10,906


смеш. схема


6,444


0,417


6,861



Расчетные затраты


















ВАРИАНТ


Кап влож, тыс. руб.


Сум изд, тыс. руб.


Расчетные затраты


рад. схема


589,700


10,906


81,670


смеш. схема


312,678


6,861


44,382



К исполнению принимается вариант со схемой по смешанному
принципу.


4. Уточненный расчет выбранного варианта


4.1 Проверка выбранных сечений по потере напряжений


Сопротивления кабельных линий

























































































Наименование линии


Длина, м


Сечение,




R,


Х0


Х


мм2


Ом


Ом/км


Ом


1


ГРП-ТП1


90


35


1,94


0,1746


0,113


0,01


2


ТП1-ТП5


80


16


1,94


0,1552


0,113


0,009


3


ГРП-ТП2


102


35


1,21


0,1234


0,099


0,01


4


ТП2-ТП3


60


16


1,94


0,1164


0,113


0,007


5


ГРП-ТП4


85


35


1,94


0,1649


0,113


0,01


6


ТП4-ТП8


94


16


1,94


0,1824


0,113


0,011


7


ГРП-ТП7


130


35


1,94


0,2522


0,113


0,015


8


ТП-7-ТП6


68


16


1,94


0,1319


0,113


0,008



Определение потери напряжения









































































































































Наименование


Длина, м


R0,


Х0,


R,


х,




U, В


U, В



участка


ом/км


ом/км


ом


ом


норм. реж


авар.


кВт


кВАр


реж


1


ГРП-ТП1


90


1,94


0,113


0,1746


0,0102


431,1


235,47


8,59


2


ТП1-ТП5


80


1,94


0,113


0,1552


0,0090


154,08


83,87


2,73


ГРП-ТП5


11,3189


22,638


3


ГРП-ТП2


102


1,21


0,099


0,1234


0,0101


437,6


284,71


6,47


4


ТП2-ТП3


60


1,94


0,113


0,1164


0,0068


160,92


135,71


2,45


ГРП-ТП3


8,9197


17,839


5


ГРП-ТП4


85


1,94


0,113


0,1649


0,0096


309,9


275,85


6,85


6


ТП4-ТП8


94


1,94


0,113


0,1824


0,0106


165,31


154,66


4,14


ГРП-ТП8


10,9885


21,977


7


ГРП-ТП7


130


1,94


0,113


0,2522


0,0147


303,4


226,6


9,57


8


ТП7-ТП6


68


1,94


0,113


0,1319


0,0077


154,08


83,87


2,32


ГРП-ТП6


11,885


23,77



Выбранные сечения проходят по потере напряжения, так какDU<5%


4.2 Разработка системы внешнего электроснабжения


Определение расчетных электрических нагрузок предприятия


























































По данным технологов






Расчетные мощности



Наименование электроприемника


Колич трансф,


Сум номин мощн,


,


Sp,


n


Рн,
кВт


кВт


кВт


кВА


ТП1


1


250


299,75


163,99


ТП2


1


250


96.15


65.15


ТП4


1


250


160,92


135,71


ТП7


1


400


165,31


154,66


ИТОГО


4


1150,00


625,98


454,36


0,38


594,682


431,639


734,8187


0,95



Расчетный ток в нормальном режиме равен 42,4А, в аварийном режиме 84,849А. Выбираем кабель АВВГ-3х35, допустимый ток 115 А. По экономической плотности тока сечение 30,30мм2
, принимается АВВГ-3х35.


Проверка по потере напряжения






































Длина, м





R,


X,









Ом


Ом


норм. режим


авар. режим


кВт


кВт


В, норм. режим


В, авар. режим


%


1200


0,89


0,095


1,07


0,114


42,425


84,85


594,68


431,6391


78,92


157,85


1,58



4.3 Расчет токов короткого замыкания


Расчет сопротивлений трансформаторов


;


;


.


Сопротивления трансформаторов













































Тип и мощность


потери


Напряжен.


Ток



Холос-


Короткого


короткого


холостого


Rт, ОМ


Zт, ОМ


Хт, ОМ


того


замыкания


замыкания


хода


хода


%


%


1


ТМ-400


1,05


5,5


4,5


2,1


3,44


11,25


10,71


2


ТМ-250


0,82


3,7


4,5


2,3


6,7


16,98


15,6



5. Выбор оборудования


Для обеспечения надежной работы аппаратуры и токоведущих частей электроустановки, необходимо правильно выбрать их по условиям длительной работы в нормальном режиме и кратковременной работы в режиме КЗ.


Выбор аппаратуры и токоведущих частей выполняется по номинальному току и напряжению:


Uуст£Uном


Iраб£Iном


Где Uуст – номинальное напряжение установки;


Uном – номинальное напряжение аппарата;


Iраб – рабочий ток присоединения, где установлен аппарат;


Iном – номинальный ток аппарата;


Выбранные по условиям нормального режима работы аппараты необходимо проверить по условиям КЗ, т.е. на электродинамическую и термическую устойчивость.


5.1 Выключатели


Выключатели выбираются по следующим условиям:


1. по напряжению установки: Uном³Uуст;


2. по номинальному току: Iном³Iраб;


3. по конструктивному исполнению;


Выбранные выключатели проверяются:


1. на электродинамическую стойкость:


iу £ iпр;


где iу – ударный ток КЗ в цепи выключателя;


iпр – амплитудное значение предельного сквозного тока КЗ;


2. на термическую стойкость:


Вк £ I2
т*tт;


где Вк – тепловой импульс в цепи выключателя;


Iт – ток термической стойкости;


tт – время протекания тока термической стойкости;


выбираем:


– выключатель на вводах и фидрах ГРП – 10 кВ:


ВМПЭ – 10 – 630 – 20 У3


Время отключения – tв = 0,12 с.


Время протекания тока термической стойкости tт = 8 с.


Ток термической стойкости Iт = 20 кА.


Условия проверки:


Iоткл ³ Iк, или 20 кА > 12,404кА


iдоп ³ iу, или 52 кА > 22,25 кА


Вк = 0,72 кА2
с


Iт2
*tт ³ Вк, или 202
* 8 = 3200 > 21,17 кА2
с


5.2 Предохранители


Предохранители на напряжение свыше 1000 В используют для защиты трансформаторов напряжения в РУ-10 кВ. При этом применяют предохранители типа ПКН, ПК и ПКТ (трубчатые с кварцевым заполнителем).


Выбираем предохранитель для защиты ТН: ПКН 001–10У3.


Для защиты понижающих трансформаторов: ПКТ 101–10–31,5 У3.


Условия проверки:


Iоткл ³ Iк, или 31,5 кА > 12,404 кА


iдоп ³ iу, или 31,5 кА > 22,25 кА


5.3 Разъединитель
Разъединители выбираются по условиям:

1. по напряжению установки: Uном³Uуст;


2. по номинальному току: Iном³Iраб;


3. по виду установки;


4. по конструктивному исполнению: однополюсные или трехполюсные, с заземляющими ножами или без них, с вертикальным расположением главных ножей или с горизонтальным;


Выбранные разъединители проверяются:


1.на электродинамическую стойкость: iу £ iпр;


2.на термическую стойкость: Вк £ I2
т*tт;


Выбираем:


РВ – 10/400 У3


Номинальный ток Iном
=400А


Время протекания тока термической стойкости tт = 4 с.


Ток термической стойкости Iт = 16 кА.


Условия проверки:


iдоп ³ iу, или 41кА > 22,25 кА


Вк = 21,17 кА2
с


Iт2
*tт ³ Вк, или 162
* 4 = 1024 кА2
с >21,17 кА2
с


5.4 Выключатели нагрузки

Выбор осуществляется по номинальному рабочему току и напряжению


ВНПу – 10 / 400 – 10з У3.


Номинальный ток Iном
=400А


5.5 Выбор измерительных трансформаторов


Контрольно-измерительные приборы устанавливаются для контроля за электрическими параметрами в схеме электроустановки и расчетов за электроэнергию, потребляемую и отпускаемую подстанцией.


1. измерение тока выполняется на вводах силовых трансформаторов со стороны всех ступеней напряжения: на всех питающих и отходящих линиях;


2. измерение напряжения осуществляется на шинах всех РУ;


3. учет активной и реактивной энергии с помощью счетчиков выполняется на вводах низкого напряжения понизительных трансформаторов, фидерах потребителей, ТСН.


Трансформаторы тока.


Трансформаторы тока выбираются по условиям:

1. по напряжению установки: Uном³Uуст;


2. по номинальному току: Iном³Iраб;


3. по роду установки (внутренняя, наружная);


4. по классу точности (при питании расчетных счетчиков – 0,5; щитовых приборов и контрольных счетчиков – 1; релейной защиты – 3 и 10);


Выбранные трансформаторы тока проверяются:


1. на электродинамическую стойкость: iу £ iпр;


2. на термическую стойкость: Вк £ I2
т*tт;


Выбираем:


– на обмотке ВН ГРП и шинах РУ-10 кВ:


ТПЛ – 10 У3


U ном
=10кВ; Iном1
=200А; Iном2
=5А


Время протекания тока термической стойкости tт = 3 с.


Ток термической стойкости Iт = 13,5 кА.


Ток динамической стойкости Iдин = 52,5 кА


Условия проверки:


Iдин ³ iу, или 52,5 кА > 22,25 кА


Вк = 21,17 кА2
с


Iт2
*tт ³ Вк, или 13,52
* 3 = 546,75 кА2
с > 21,17 кА2
с


по величине нагрузки вторичной цепи r2ном
³r2


Присоединяем амперметр Э-378, счетчики активной САЧ-И672 и реактивной СРЧ-И673 энергии на обмотку класса точности 0,5


r2=rпр
+rк
+rприб



=0,05Ом


rпр
=r*lрасч
/q; r=2,83*10-8
Ом м, q=4*10-6
м2
, lрасч
=30 м


rпр
=2,83*10-8
*30/4*10-6
=0.12Ом


rприб
=Sприб
/ I2
ном
=(0,5+2,5+2,5)/52
=0,22 Ом


r2=0,22+0,12+0,05=0,39 Ом £ 0,4 Ом


На обмотку класса точности 10Р присоединяем реле тока РТ-40/2 и реле времени РВМ-12


rприб
=(0,2+10)/ 52
=0,408 Ом


r2=0,408+0,12+0,05=0,578 Ом £ 0,6 Ом


Трансформатор тока на цеховых подстанциях ТЛК-10–3-У3


U ном
=10кВ; Iном1
=200А; Iном2
=5А


1. на электродинамическую стойкость: iу £ iпр;


22,25 кА £ 52кА


2. на термическую стойкость: Вк £ I2
т*tт;


Вк=21,17 кА2
с£ I2
т*tт=102
*3=300 кА2
с


3. по величине нагрузки вторичной цепи r2ном
³ r2


Присоединяем амперметр Э-378, счетчики активной САЧ-И672 и реактивной СРЧ-И673 энергии на обмотку класса точности 0,5


r2=rпр
+rк
+rприб



=0,05Ом


rпр
=r*lрасч
/q; r=2,83*10-8
Ом м, q=4*10-6
м2
, lрасч
= 30 м


rпр
=2,83*10-8
*30/4*10-6
=0.12Ом


rприб
=Sприб
/ I2
ном
=(0,5+2,5+2,5)/52
=0,22 Ом


r2=0,22+0,12+0,05=0,39 Ом £ 0,4 Ом


На обмотку класса точности 10Р присоединяем реле тока РТ-40/2 и реле времени РВМ-12


rприб
=(0,2+10)/ 52
=0,408Ом


r2=0,408+0,12+0,05=0,578 Ом £ 0,6 Ом


Трансформаторы напряжения.
Трансформаторы напряжения выбираются по условиям:

1.по напряжению установки: Uном³Uуст;


2.по конструкции и схеме соединения обмоток;


3.по классу точности (при питании расчетных счетчиков – 0,5; щитовых приборов и контрольных счетчиков и реле 1 и3); на соответствие классу точности во вторичной нагрузке: S2
£S2
ном; Выберем НТМИ 10–66У3.


Проверка соответствия класса точности во вторичной нагрузке









































прибор


Кол-во


число катушек


Sкат
, ВА


cosj


Sприб
, ВА


sinj


Qприб
, Вар


Вольтметр


Э-378


8


1


2


1


16


0


0


САЧ-И672


6


2


4


0,38


18,24


0,925


44,7


СРЧ-И673


2


3


7,5


0,38


17,1


0,925


41,623


51,34


86,025



S2
=ÖР2
приб
å
+Q2
приб
å
=100,2 ВА£ S2
ном =120 ВА


Вывод


В курсовом проекте рассчитаны электрические нагрузки цехов, определен центр электрических нагрузок. Выбрано место положения главной распределительной подстанции. Рассчитаны мощности цехов с учетом потерь в трансформаторах и с учетом компенсации реактивной мощности на низкой стороне. Выбраны кабели. Рассмотрены два варианта схем электроснабжения по радиальному и смешанному принципу, по стоимости схем выбрана схема смешанному принципу. Рассчитаны ток короткого замыкания для РУ-10 кВ, выбрано и проверено оборудование для магистральной схемы. Представлена однолинейная схема.


Литература


1. Крюков А.В. Определение потерь электроэнергии в системах электроснабжения предприятий железнодорожного транспорта. – Иркутск: ИрГУПС, 2002. – 36 с.


2. Крюков А.В. Системы электроснабжения: справочные материалы у курсовому проектированию. – Иркутск: ИрИИТ, 2002. – 46 с.


3. Крюков А.В. Статистический анализ графиков электрических нагрузок предприятий железнодорожного транспорта. – Иркутск: ИрГУПС, 2002. – 50 с.


4. Алиев И.И. Электротехнический справочник. – М.: Радиософт, 2002, – 384 с.

Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Разработка системы электроснабжения предприятия железнодорожного транспорта

Слов:9438
Символов:100073
Размер:195.46 Кб.