Расчет электроснабжения станкостроительного завода (стр. 2 из 21)

Данные системы: мощность системы S_c* = 1400 МВА, Х_с* = 0,32.

На подстанции установлены два трехобмоточных трансформатора, работающих параллельно со следующими параметрами: тип и мощность трансформаторов – ТРДЦН-63000/110, напряжения – U_вн=110 кВ, U_сн=35 кВ, U_нн=10 кВ.

1.2 Характеристика режима работы проектируемого объекта

Развернутая характеристика проектируемого предприятия с точки зрения надежности электроснабжения отдельных цехов приведена в таблице 1.2.

Таблица 1.2 Характеристика сред и помещений

№	Наименование цехов	Категория	Хар-ка помещений	Классификация помещений
				поражение эл. током	взрыво-пожароопасность
					ПУЭ	СНиП
1	Главный корпус	II	Сухая, менее 1 мг/м3 токопроводящей пыли	ПО (токопроводящие полы)	—	Д
2	Блок вспомогательных цехов	II	Нормальная	повышенная опасность	—	Д
3	Моторный цех	II	Нормальная	повышенная опасность (токопроводящие полы)	—	Д
4	Литейный цех	I	Сухая, жаркая, 1-5 мг/м3 токопроводящей пыли	ПО (токопроводящие полы, жара, токопроводящая пыль)	—	Г
5	Кузнечный цех	I	Сухая, жаркая, 1-5 мг/м3 токопроводящей пыли	ПО (токопроводящие полы, жара, токопроводящая пыль)	—	Г
6	Деревообделочный, модельный	II	Сухая, пыль нетокопроводящая	повышенная опасность	П - IIа	В
7	Склад леса	III	Нормальная	без повышенной опасности	П - IIа	В
8	Компрессорная	II	Нормальная	повышенная опасность	—	Д

9	Материальный склад	III	Нормальная	без повышенной опасности	П - IIа	В
10	Склад сжатых газов	III	Нормальная	без повышенной опасности	В - Iа	А
11	Насосная 2-го подъема	II	Сырая	повышенная опасность	—	Д
12	Склад и регенерация масла	III	Нормальная	ПО	П – I	В
13	Склад химикатов	III	Сухая, хим. активная	ПО (токопроводящие полы, хим. активная среда)	В – IIа	Д
14	Тепловозное депо	III	Нормальная	без повышенной опасности	П - I	В
15	Столовая	III	Влажная, жаркая	повышенная опасность	—	Д
16	Заводоуправление (3 этажа)	II	Нормальная	без повышенной опасности	—	Д
17	Проходные, на каждую	III	Нормальная	без повышенной опасности	—	Д
18	Лаборатория	III	Хим. активная	без повышенной опасности	—	Д
19	Гараж	III	Нормальная	повышенная опасность (токопроводящие полы)	П - I	В
20	Экспериментальный цех	II	Нормальная	без повышенной опасности	—	Д

Годовое число часов работы силовых приемников определяется по выражению:

Т_г = (365 – m)×n×T_см×k_пр – Т_пр, (1.1)

где m – число выходных и праздничных дней, m = 111;

n – число смен, n = 2;

T_см – продолжительность смены, T_см = 8 ч;

k_пр – коэффициент, учитывающий аварийные простои предприятия в течении года, принимается в диапазоне 0,96 – 0,98, k_пр = 0,97;

Т_пр - общее время, на которое сокращается рабочий день перед праздниками, Т_пр=7 ч.

Тогда Т_г = (365 – 114)×2×8×0,97 – 7 = 3935,08 ч.

Рисунок 1.1 Типовой суточный график электрических нагрузок завода тяжелого машиностроения

Рисунок 1.2 Годовой график электрических нагрузок по продолжительности завода тяжелого машиностроения

По годовому графику нагрузок по продолжительности рассчитаем годовое число часов использования максимума активной мощности Т_max, ч и время максимальных потерь

:

годовое число часов использования максимума нагрузки, ч:

T_max =

где P_i – мощность i-ой ступени графика, %;

T_i – продолжительность i-ой ступени графика, ч.

время максимальных потерь,ч:

4573,8 ч.

1.3 Характеристика высоковольтных потребителей

К высоковольтным электроприемникам относятся синхронные двигатели, а также индукционные и дуговые электропечи.

Синхронные двигатели (СД) напряжением 6 – 10 кВ устанавливаются, в компрессорных, а асинхронные двигатели (АД) – в насосной 2-го подъема. Как правило, двигатели подключаются к РП, расположенным в цехах, где установлены высоковольтные потребители. Допускается питание высоковольтных электроприемников от шин ГПП, если они расположены недалеко от нее. Защита двигателей может осуществляться при помощи предохранителей или релейной защиты (РЗ), действующей на отключающие аппараты (автоматы, контакторы, выключатели). На СД устанавливают РЗ от следующих видов повреждений: многофазных коротких замыканий в двигателе и на его вводах; однофазных замыканий на землю; токов перегрузки; снижения напряжения; асинхронного режима работы. Для защиты двигателей применяют максимальную токовую отсечку или продольную диф. защиту.

Дуговые сталеплавильные печи (ДСП) – это трехфазные электроприемники, работающие циклично в повторно – кратковременном режиме с резкими колебаниями тока. ДСП устанавливаются в литейных и сталеплавильных цехах. Основное назначение ДСП – выплавка стали из металлического лома. Такой процесс очень энергоемок: на 1 т выплавленной стали расходуется от 500 до 1000 кВт×ч электроэнергии.

Горящая в печи дуга между электродами и металлом нестабильна, длина ее невелика. Небольшие изменения в положении электрода или металла вызывают либо обрыв дуги, либо короткое замыкание. Мощные ДСП являются причиной возникновения высших гармоник тока и напряжения и колебания напряжения в системе электроснабжения предприятия. Поэтому схема внутризаводской сети должна строиться так, чтобы свести к минимуму неблагоприятные последствия, что достигается питанием этих потребителей от отдельных РП или секций шин ГПП, разделением ДСП и других потребителей с помощью сдвоенных реакторов или трансформаторов с расщепленными обмотками низшего напряжения. При наличии в цехе ДСП нельзя использовать в качестве компенсирующих устройств статические конденсаторы, на которые отрицательно влияют высшие гармоники.

ДСП питаются от трехфазных печных трансформаторов со встроенными реакторами. Напряжение питания для печных трансформаторов 6, 10, 35 и 110 кВ. Выключатели трансформаторов должны отключать до 2 – 3 эксплуатационных к.з. за каждую плавку.

ДСП относятся к потребителям 2 категории, так как они не критичны к кратковременным перерывам подачи энергии.

Для литейного цеха выбираем дуговые сталеплавильные печи типа ДСП-6 и печной трансформатор со следующими параметрами: Р_н = 2,5 МВА; cosj = 0,84; ПВ=75%.

Для компрессорной по исходным данным к дипломному проектированию выбираем синхронные двигатели со следующими параметрами: тип двигателя СДН-14-44-10, U_н=10кВ, n=600 об/мин, Р_н = 630 кВт, Q_ном = 325 квар, К₁ = 5,6 кВт, К₂ = 4,06 кВт

Для насосной 2-го подъема по исходным данным к дипломному проектированию выбираем асинхронные двигатели со следующими параметрами: тип двигателя А4-85/49-4У3, Р_н = 800 кВт; h_н = 94,9%, сosj = 0,88.

2 Расчет электрических нагрузок проектируемого объекта

2.1 Расчет силовых электрических нагрузок

Нагрузка потребителей задана суммарным значением без указания числа и мощности отдельных приемников, максимальная расчетная нагрузка определяется по формуле

, (2.1)

Qмс = Р_мс∙tgj (2.2)

где К_с - коэффициент спроса, принимается по справочным данным;

Р_н - установленная мощность цехов.

Все расчеты сводятся в таблицу 2.1 и 2.2.

Таблица 2.1 Расчетные силовые нагрузки 0,4 кВ

№	Наименование цехов ( 0,4 кВ )	РН, кВт	Кс	Cosφ	Pмс, кВт	Qмс, квар
1	Главный корпус	4000	0,40	0,70	1600	1632,33
2	Блок вспомогательных цехов	3000	0,35	0,65	1050	1227,59
3	Моторный цех	1200	0,40	0,60	480	640,00
4	Литейный цех	900	0,45	0,70	405	413,18
5	Кузнечный цех	1020	0,40	0,70	408	416,24
6	Деревообделочный, модельный	350	0,32	0,55	112	170,07
7	Склад леса	70	0,40	0,60	28	37,33
8	Компрессорная	180	0,75	0,80	135	101,25
9	Материальный склад	100	0,25	0,50	25	43,30
10	Склад сжатых газов	50	0,40	0,60	20	26,67
11	Насосная 2-го подъема	140	0,75	0,85	105	65,07
12	Склад и регенерация масла	300	0,53	0,60	159	212,00
13	Склад химикатов	40	0,53	0,60	21,2	28,27
14	Тепловозное депо	145	0,35	0,65	50,75	59,33
15	Столовая	90	0,40	0,65	36	42,09
16	Заводоуправление(3 этажа)	80	0,65	0,80	52	39,00
17	Проходные, на каждую	8	0,80	0,85	6,4	3,97
Проходные, на каждую	8	0,80	0,85	6,4	3,97
Проходные, на каждую	8	0,80	0,85	6,4	3,97

18	Лаборатория	200	0,40	0,70	80	81,62
19	Гараж	150	0,35	0,65	52,5	61,38
20	Экспериментальный цех	520	0,40	0,70	208	212,20

Таблица 2.2 Расчетные силовые нагрузки 10 кВ