Электроснабжение корпуса промышленного предприятия содержащего компрессоры и сварочные выпрямители

КУРСОВАЯ РАБОТА

Электроснабжение корпуса промышленного предприятия содержащего компрессоры и сварочные выпрямители

Студент ______________ ( )

Руководитель _________( )

Задание

на курсовую работу по направлению – Электроэнергетика

Тема Электроснабжение корпуса промышленного предприятия содержащего компрессоры и сварочные выпрямители.

Студент _ ________________________

фамилия, и., о.                           подпись

Группа _ ______________________________________________

Научный руководитель _ _______

должность                                 фамилия, и., о.  подпись

Консультант _ _____

должность                                 фамилия, и., о.  подпись

Н. контроль _ ________

должность                                 фамилия, и., о.  подпись

Приказ по университету ________________________________________

Содержание задания

Спроектировать электроснабжение корпуса, который находится на расстоянии l от ГПП предприятия. В корпусе имеются низковольтные потребители, а также высоковольтные потребители – компрессоры и сварочные выпрямители.

Содержание

Введение  6

1 Исходные данные  7

2 Схема электроснабжения корпуса  9

3 Выбор мощности высоковольтных синхронных двигателей компрессоров по заданной производительности  11

4 Расчет электрической нагрузки в сети напряжение 1кВ и выше 1кВ  13

4.1 Методика расчета электрических нагрузок  13

4.2 Исходные данные  14

4.3 Расчет электрических нагрузок РП   14

5 Выбор плавких предохранителей для защиты асинхронного двигателя и распределительного пункта  24

5.1 Общие сведения  24

5.2 Исходные данные для расчета  24

5.3 Выбор предохранителя и плавкой вставки  25

5.4 Проверка предохранителя по отключающей способности  27

5.5 Согласование плавкой вставки с защищаемым проводником  27

5.6 Согласование по селективности с предыдущей плавкой вставкой  28

6 Выбор автоматических воздушных выключателей для защиты асинхронных двигателей и распределительного пункта  32

6.1 Общие сведения  32

6.2 Выбор и проверка автоматического воздушного выключателя  33

6.2.1 Вспомогательный расчет нагрузок  33

6.2.2 Выбор автоматического воздушного выключателя по условиям нормального режима  34

6.2.3 Проверка автомата в пиковом режиме  35

6.2.4 Проверка автоматического воздушного выключателя на предельную коммутационную способность  36

6.2.5 Согласование расцепителя с защищаемым проводником  37

7 Компенсация реактивной мощности в электрической сети напряжением до 1 кВ  39

7.1 Расчетная схема  39

7.2 Исходные данные  39

7.3 Вспомогательные расчеты   41

7.4 Распределение реактивной мощности между источниками  43

7.5 Пересчет в зависимости от изменения входных параметров  46

8 Выбор сечений проводников на первом, втором и четвертых уровнях  52

8.1 Выбор сечения проводников на первом уровне  52

8.2 Выбор сечения проводников на втором уровне  53

8.3 Выбор сечения проводников на четвертом уровне  54

9 Выбор цехового трансформатора  58

10 Расчет токов короткого замыкания  59

10.1 Основные положения  59

10.2 Расчетная схема  59

10.3 Исходные данные  60

10.4 Расчет токов трехфазного короткого замыкания  62

10.5 Автоматический расчет токов трехфазного КЗ  67

11 Оценка влияния вентильного преобразователя на систему электроснабжения  70

11.1 Основные положения  70

11.2 Исходные данные  70

11.3 Расчетная схема  72

11.4 Вспомогательный расчет  72

12 Определение потерь и отклонений напряжения в сети до 1 кВ  81

12.1 Основные положения  81

12.2 Исходные данные  81

12.3 Расчетная схема  83

12.4 Расчет отклонений и потерь напряжений  83

12.4.1 Расчет для первого участка  83

12.4.2 Расчет для второго участка  84

13 Определение коэффициентов несимметрии напряжений по обратной и нулевой последовательностям  88

13.1 Общие положения  88

13.2 Расчет коэффициентов несимметрии  89

13.3 Построение векторных диаграмм  92

Литература  96

Введение

Рационально выполненная современная система электроснабжения промышленного предприятия должна удовлетворять ряду требований: экономичности и надёжности, безопасности и удобство эксплуатации, обеспечение надлежащего качества электроэнергии, уровней напряжения, стабильности частоты и кратчайшие сроки выполнения строительно-монтажных  работ и необходимая гибкость системы, обеспечивающая возможность расширения при развитии предприятия без существенного усложнения и удобства первоначального варианта. При этом должны по возможности применяться решения, требующие минимальных расходов цветного металла и электроэнергии.

При построении системы электроснабжения необходимо учитывать многочисленные факторы, к числу которых относятся потребляемая мощность, категории надёжности питания отдельных приёмников, графики нагрузок крупных потребителей, характер нагрузок на генеральном плане. При построении системы электроснабжения нужно учитывать также требования ограничения токов короткого замыкания, а так же условия выполнения простой и надёжной релейной защиты.

1 Исходные данные

Напряжение на главной понизительной подстанции (ГПП):

-      Номинальное напряжение на высшей стороне ГПП 220 кВ.

-      Номинальное напряжение на низшей стороне ГПП 6 кВ.

Мощность короткого замыкания (КЗ) на секции распределительного устройства (РУ) низшего напряжения (НН) ГПП  200 МВА.

Расстояния:

-      от ГПП до корпуса промышленного предприятия, 0,87 км;

-      от РУ 0,4 кВ трансформаторной подстанции (ТП) до распределительного пункта (РП),  90 м;

-      от РП до электроприемника (ЭП),  13м.

Высоковольтные потребители:

-      Синхронные двигатели – компрессоры: производительность, ; давление, .

-      Источник высших гармоник (ИВГ) – сварочные выпрямители: мощность одного ИВГ, = 0,75 МВ∙А.; количество ИВГ 2.

Низковольтные потребители напряжением 0,38 кВ.

Параметры низковольтных потребителей приведены в таблицах 1.1 и 1.2, а значения междуфазных и фазных напряжений фаз А В С на РУ 0,4 кВ при несимметрии в таблице 1.3.

Таблица 1.1 - Исходные данные ЭП цеха

Таблица 1.2 – Исходные данные ЭП подключенных к РП

Таблица 1.3 – Значения междуфазных и фазных напряжений на РУ 0,4 кВ при несимметрии

2 Схема электроснабжения корпуса

Схема электроснабжения промышленного предприятия  состоит из источников питания и линий электропередачи, осуществляющих подачу электроэнергии к предприятию, связывающих кабелей (KЛ) и проводов. Через трансформаторную подстанцию (ТП), где трансформаторы Т1 и Т2 понижают напряжение с 220 кВ до 6 кВ, для питания высоковольтных потребителей СД1, СД2, СД3, ИВГ1 обеспечивается подвод электроэнергии к её потребителям на требуемом напряжении.

Трансформаторы Т3 и Т4 понижают напряжение с 6 кВ до 0,4 кВ для питания низковольтных потребителей.

Выключатели Q1...Q13 предназначены для оперативного переключения и вывода в ремонт элементов схемы.

Секционные выключатели QB1, QB2 выполняют функцию автоматического ввода резерва (АВР).

Автоматы QF1...QF9 предназначены для оперативного переключения и вывода в ремонт элементов схемы.

Конденсаторные батареи (БК) вырабатывают реактивную мощность, тем самым уменьшают передачу полной мощности через трансформаторы Т3 и Т4, вследствие чего потери в трансформаторе уменьшаются.

Предохранитель FU защищает АД от токов короткого замыкания.

Для повышения надёжности электроснабжения применяется двухтрансформаторная подстанция с раздельной работой трансформаторов в нормальном режиме, что позволяет значительно снизить уровни токов короткого замыкания, упростить схему коммутации и релейной защиты.

Рисунок 1 – Схема электроснабжения корпуса

3 Выбор мощности высоковольтных синхронных двигателей компрессоров по заданной производительности

К шинам РУ – 6 кВ подключены высоковольтные синхронные двигатели компрессоров. На рисунке 3.1 приведена схема присоединения высоковольтных синхронных двигателей компрессоров.

Рисунок 3.1 – Схема присоединения синхронных двигателей компрессоров к РУ 6 кВ

Примечание – СД1 и СД2 рабочие двигатели, СД3 резервный двигатель.

Для СД компрессора мощность

,                                                                             (3.1)

где                                    - коэффициент запаса, =1,1 … 1,2 /13/;

 - производительность насоса, м3/с; =105 м3/мин с. 3

 - работа на сжатие, Дж/м3, смотри примечание;

 - коэффициент полезного действия компрессора, =0,7 /13/;

 - коэффициент полезного действия передачи (при соединении компрессора с двигателем =0,9 с.156 /13/);

Примечание - Работа на сжатие () – это работа, затрачиваемая на сжатие 1 м3 воздуха до заданных рабочих давлений (), для  с.3,     по таблице на с.156 /8/ определяем .

.

По таблице 4.27 /8/ выбираем двигатель серии СДН 15-26-16У3 со следующими номинальными параметрами:

-          номинальная мощность СД,  400 кВт;

-          номинальное напряжение СД,  6 кВ;

-          номинальная частота вращения ротора,  375 об/мин;

-          коэффициент полезного действия СД,  90 %.

Определим коэффициент загрузки () синхронного двигателя:

;                                                                                (3.2)

, примем 0,97,

так как коэффициент загрузки () синхронного двигателя находится в пределах 0,7 … 1, то его мощность выбрана правильно.

4 Расчет электрической нагрузки в сети напряжение 1кВ и выше 1кВ

4.1 Методика расчета электрических нагрузок

Расчет электрических нагрузок необходим для выбора и проверки проводников и трансформаторов по пропускной способности и экономической плотности тока, расчета потерь и отклонений напряжений, колебания напряжения, выбора защиты и компенсирующих устройств.

Электрическая нагрузка рассчитывается методом упорядоченных диаграмм (смотри /6/). Электроприемники (ЭП) имеют либо постоянный график нагрузки (группа Б),  либо переменный график нагрузки (группа А), это зависит от коэффициента использования ()

- группа А;

-­ группа Б.

С учетом групп определяется расчетная активная () и расчетная реактивная () мощности через соответствующие средние активные () и реактивные () мощности.

Далее определяется эффективное число ЭП () по формуле

,                                                                              (4.1)

где                                                         - суммарная номинальная мощность ЭП;

- номинальная активная мощность i-го ЭП, кВт;

- количество групп ЭП;

  - количество ЭП i-ой группы.

Коэффициент максимума () определяется по таблице 2.6 /6/ в зависимости от эффективного числа ЭП () и коэффициента использования (). Коэффициент максимума принимается равным единице в случае, если >200 или >0,8. Коэффициент максимума по реактивной мощности () определяется по /6/ в зависимости от эффективного числа ЭП (). Если >10, то =1, если 10, то =1,1.

После определения расчетной мощности () группы она сравнивается с суммарной номинальной мощностью трех наиболее мощных ЭП группы (). Если расчетная мощность окажется меньше, то за расчетную принимается .

4.2 Исходные данные

При подготовке исходных данных к расчету на компьютере все ЭП объекта делятся на группы, в каждую группу входят ЭП имеющие одинаковые номинальную мощность (), коэффициент мощности (), коэффициент использования (), независимо от местоположения и назначения ЭП. Каждой группе и всем ее ЭП присваивается номер от 1 до 100. Распределение ЭП приведено в исходных данных с.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7