Электроснабжение завода электротехнических изделий

Осветительная нагрузка цехов определяется по формуле:

(2.3)

где – площадь цеха, м2;

 – удельная расчетная нагрузка на 1 м2, Вт/м2 [2];

- коэффициент спроса  осветительной нагрузки [2].

Рассчитаем мощность освещения для заготовительного цеха.

Определим расчетную мощность освещения для заготовительного цеха.

Согласно СНБ 2.04.05-98 [2] для данного цеха Еmin = 200 лк. Освещение цеха выполняем лампами ДРЛ установленные в светильниках типа РСП05. Определяем удельную мощность осветительной нагрузки:

                                            (2.4)

 

 

Результаты расчета для остальных цехов приведены в таблице 2.2.

Рассчитаем активные, реактивные и полные нагрузки цехов по формулам:

(2.5)                                                   (2.6)                                               (2.7)

Рассчитаем суммарные нагрузки для заготовительного цеха:

 

 

 

Для остальных цехов результаты расчета приведены в таблице 2.2.

2.3 Определение расчетной нагрузки завода

Определяем общую суммарную нагрузку завода по формулам:

(2.8)                                  (2.9)                                         (2.10)

где – коэффициенты одновременности максимумов активной и реактивной нагрузки;  , [9];

 – потери активной  и реактивной мощности в трансформаторах;

 – потери активной и реактивной мощности в ЛЭП.

На стадии проектирования потери мощности допускается определять по приближенным формулам:

Потери в трансформаторах:

(2.11)                                               (2.12)

Потери в ЛЭП:

(2.13)                                                     (2.14)

Рассчитаем полную нагрузку завода:

Потери в трансформаторах:

 

 

Потери в ЛЭП:

 

Полная расчетная нагрузка завода:

 

 

 

Коэффициент реактивной мощности нагрузки завода:

                                                     (2.15)

 

3 СОСТАВЛЕНИЕ КАРТОГРАММЫ И  ОПРЕДЕЛНИЕ УСЛОВНОГО ЦЕНТРА  ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ЗАВОДА

При проектировании систем электроснабжения важным вопросом является нахождение оптимального размещения на территории промышленного предприятия (генплане) подстанций. Размещение всех подстанций должно удовлетворять минимуму приведенных затрат на систему электроснабжения.

Для определения месторасположения подстанций на генеральном плане наносится картограмма электрических нагрузок. На картограмме электрические нагрузки цехов изображаются в виде кругов. Площади кругов в определенном масштабе отображают величины электрической нагрузки цеха.

Каждому цеху соответствует своя определенная окружность, центр которой совпадает с центром тяжести фигуры, изображающей цех, а радиус окружности определяется по формуле:

(3.1)

где – расчетная нагрузка i-го цеха;

 m  – масштаб для определения площади круга, принимаем 1 кВт/мм2.

Каждый круг разделен на секторы, соответствующие величинам силовой и осветительной нагрузок. Угол сектора осветительной нагрузки в градусах определяется по выражению:

(3.2)

где – расчетная осветительная нагрузка i-го цеха, кВт.

Определение электрического центра нагрузок (ЦЭН) производится по методике Федорова, суть которой состоит в следующем: считая, что нагрузки цеха равномерно распределены по его площади, принимают центр нагрузки, совпадающий с центром тяжести фигуры, изображающей на генплане цех.

Таким образом, координаты ЦЭН всего предприятия определяются по формулам:

	(3.3)
	(3.4)
	(3.5)
	(3.6)

где – координаты i-го узла нагрузки.

Согласно вышесказанному определим ЦЭН.

Например, для заготовительного цеха координаты центра нагрузки равны:

 

Расчетные величины силовой и осветительной нагрузки берем из табл. 2.2,  тогда радиус окружности цеха определяем по (3.1):

 

По (3.2) определяем центральный угол, пропорциональный осветительной нагрузке:

 

Расчет для всех остальных цехов аналогичен. Полученные результаты представлены в таблице 3.1.

Центр электрических нагрузок предприятия по активной мощности:

 

 

Центр электрических нагрузок завода по реактивной мощности:

 

 

Из расчёта видно, что условный центр электрических нагрузок находится с координатами (253,07; 205,74), т.е. приблизительно в центре завода.

Согласно рекомендациям [10], расположение ГРП смещаем от условного центра электрических нагрузок в сторону источника питания (ввод №2), т.е. к цеху  №9 (прессовый №1).

 

 

Картограмма электрических нагрузок приведена на рисунке 3.1 и в графической части проекта.

Рисунок 3.1 – Картограмма электрических нагрузок завода

 

Таблица 3.1 - Картограмма электрических нагрузок завода электротехнических изделий

№	Наименование цеха	, кВт	, квар	кВт	, м	, м	, мм	град	, кВт×м	, кВт×м	, квар×м	, квар×м
1	Заготовительный	221,48	148,16	53,48	43,16	220	8,4	86,93	9 559,16	48 726,04	6 394,68	32 595,66
2	Термопластов	708,1	411,51	44,1	37,52	395	15,02	22,42	26 568,08	279 701,28	15 439,86	162 546,55
3	Кузнечный	1277,87	1199,76	101,87	422,18	450	20,17	28,7	539 491,58	575 041,95	506 514,67	539 891,99
4	Прессовый	184	122,76	79	644,68	450	7,66	154,57	118 622,41	82 800,9	79 140,02	55 241,37
5	Малярный	1845,97	2352	81,97	72,52	86	24,25	15,99	133 869,89	158 753,59	170 567,04	202 272
6	Нестандартного оборудования	285,38	145,52	120,38	220,1	73,52	9,53	151,86	62 813,02	20 981,43	32 028,14	10 698,36
7	Термический	1047,32	594,95	87,32	463,14	79,74	18,26	30,01	485 054,86	83 513,14	275 547,26	47 441,68
8	Инструментальный	241,6	99,38	109,1	162,5	450	8,77	162,56	39 259,68	108 719,1	16 148,44	44 718,75
9	Прессовый №1	77,98	34	8,98	730,82	262,5	4,98	41,46	56 990,28	20 470,09	24 847,88	8 925
10	Алюминирования	408,71	424	90,71	644,68	79,74	11,41	79,9	263 484,58	32 590,22	273 344,32	33 809,76
Итого		6298,42	5532,04	776,92					1 735 713,54	1 411 297,73	1 399 972,3	1 138 141,11

 

 

 

 

 

 

 

 

4 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ ВНЕШНЕГО  ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

При решении задач о рациональном напряжении в общем случае следует предварительно определить нестандартное напряжение, при котором имели бы место минимальные затраты. Зная такое напряжение, можно вернее выбрать целесообразное стандартное напряжение применительно к каждому конкретному случаю.

В данной курсовой работе предполагается внешнее электроснабжение завода от главной понизительной подстанции (ГПП) напряжением 220 кВ с трансформацией на 10,5 кВ или от главного распределительного пункта (ГРП) напряжением 10,5 кВ. Для приблизительного определения рационального напряжения электроснабжения завода воспользуемся номограммами [7].

 При передаваемой мощности и длине питающих линий км определим рациональное напряжение:

• для схемы с трансформацией напряжения в конце питающей линии – 35 кВ (рисунок 4.1);
• для схемы без трансформации напряжения в конце питающей линии – 35 кВ (рисунок 4.2).

По формуле Илларионова:

(4.1)

 

По формуле Стилла:

(4.2)

 

По формуле Шнелля:

(4.3)

 

 

 

Окончательно принимаем в качестве источника питания ГРП напряжением 10 кВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок  4.1 – Схема с трансформацией напряжения в конце питающей линии – 35 кВ

Рисунок  4.2 – Схема без трансформации напряжения в конце питающей линии – 35 кВ

 

5 ВЫБОР ЕДИНИЧНЫХ МОЩНОСТЕЙ  И КОЛИЧЕСТВО ТРАНСФОРМАТОРОВ  ЦЕХОВЫХ ТП ПРЕДПРИЯТИЯ

В цехах промышленных предприятий обычно применяются трансформаторы единичной мощностью 630, 1000, 1600 и 2500 кВА. Число и мощность цеховых трансформаторов осуществляется исходя из категории надёжности электроснабжения участка, удельной плотности расчётной нагрузки, коэффициента загрузки.

Выбор единичной мощности цеховых трансформаторов целесообразно проводить на основе  технико-экономического сравнения вариантов.

Величина удельной плотности нагрузки определяется по выражению:

(5.1)

где – расчетная полная мощность нагрузки цеха, кВА;

 – площадь цеха, м2.

Значение принимается в зависимости от удельной плотности расчетной нагрузки [7]:

при  

при  

при  

Если , то независимо от требований надежности электроснабжения целесообразно применять два и более трансформатора.

Если расчетная нагрузка цеха , то для его питания применяется вводно-распределительное устройство (ВРУ).

При этом коэффициент загрузки трансформаторов определяется по формуле:

(5.2)

где –номинальная мощность трансформатора.

Приведем пример расчета для цеха №2 (термопластов).

Удельную плотность нагрузки цеха определяем по выражению (5.1):

 

Согласно рекомендациям необходимо принять единичную мощность трансформатора 630 кВА.

Т.к. цех относится ко II –ой категории надежности, то предварительно устанавливаем два трансформатор и по формуле (5.2) определяем коэффициент загрузки. При этом учитываем, что от данного цеха получает

 

 

 

 

 

питание заготовительный цех (ВРУ ц.1).

 

Таким образом, для питания цеха термопластов с ВРУ ц.1 принимаем два трансформатора 2хТМГ11-630/10.

Расчет для остальных цехов аналогичен и представлен в таблице 5.1.

 

 

 

          Таблица 5.1 - Выбор количества и мощности трансформаторов

№	Наименование цеха	Категория надежности	Расчетные нагрузки
				, кВар	, кВА
1	Заготовительный	III	221,48	148,16	266,47	7 150	0,04	ВРУ (2)
2	Термопластов	II	708,1	411,51	818,99	7 425	0,11	2х630	0,86
3	Кузнечный	II	1277,87	1199,76	1752,82	17 150	0,1	4х630	0,92
4	Прессовый	III	184	122,76	221,19	13 300	0,02	ВРУ (3)
5	Малярный	II	1845,97	2352	2989,9	10 350	0,29	4х1000	0,81
6	Нестандартного оборудования	III	285,38	145,52	320,34	9 600	0,03	ВРУ (5)
7	Термический	II	1047,32	594,95	1204,51	14 700	0,08	2х630	0,96
8	Инструментальный	III	241,6	99,38	261,24	8 700	0,03	ВРУ (3)
9	Прессовый №1	III	77,98	34	85,07	1 512	0,06	ВРУ (3)
10	Алюминирования	II	408,71	424	588,91	10 850	0,05	1х630	0,9