Шифр индивидуального задания

ДЛЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ»

Вариант №13

Выполнил:

Студент группы: Э-124А

Иващенко Д.В

Проверил: Дайчман Р.А.

Омск 2015

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

1. ШИФР ИНДИВИДУАЛЬНОГО ЗАДАНИЯ.. 4-5

2. ОПИСАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.. 6

3. РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.. 7

3.1. Выбор электродвигателей М1 и М2. 7-8

3.2. Выбор силового трансформатора Т1. 8-9

3.3. Выбор силового трансформатора Т3. 9-10

3.4. Выбор кабеля W2. 10-11

3.5. Выбор выключателя Q2. 11......................... Выбор разъединителя QS1. 12

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ.. 13

ПРИЛОЖЕНИЕ. 14-17

ВВЕДЕНИЕ

Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупление устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных электроприемников, к которым относятся электродвигатели и фалоиметаторы различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и т. д.

Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электростанций. Первые электростанции сооружались в городах для освещения и питания электрического транспорта, а также при фабриках и заводах. Позднее появилась возможность сооружения электрических станций в местах залежей топлива (торфа, угля, нефти) или местах использования энергии воды независимо от мест нахождения потребителей электроэнергии – городов и промышленных предприятий. Передача электроэнергии на большие расстояния стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения.

В настоящее время большинство потребителей получают электроэнергию от энергосистем. В то же время на ряде предприятий продолжается сооружение собственных ТЭЦ. Это обусловлено потребностью в теплоте для технологических целей и эффективностью попутного производства при этом электроэнергии. КПД тепловых электростанций, производящих только электроэнергию, не выше 35%. КПД ТЭЦ достигает 70% за счёт эффективного использования тепла теплоносителя (пара) уже прошедшего турбину.

По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления и вести активную работу по экономии электроэнергии.

Каждое производство существует постольку, поскольку его машины обеспечивают работу технологических механизмов, производящих промышленную продукцию. Все машины приводятся в настоящее время электродвигателями. Для их нормальной работы применяют электроэнергию как самую гибкую и удобную форму энергии, обеспечивающей работу производственных механизмов.

Шифр индивидуального задания

Рисунок 1.1 – Схема электроснабжения

Таблица 1.1 – Исходные данные

№ варианта	№ схемы	U₁, кВ	U₂, кВ	U₃, кВ	P₁, кВт	P₂, кВт	P₃, кВт	P₄, кВт	P₅, кВт
			0,38					-----
	P₆, кВт	P₇, кВт	P₈, кВт	P_m1, кВт	P_m2, кВт	P_сн, кВт	T_max, час	cosj	Каб.*[1]
-----	-----	-----					0,84	1-2

Элементы оборудования, подлежащие выбору.

В работе необходимо:

1. Определить максимальные токи нормального и послеаварийного режимов;

2. По заданным мощности потребителя и классу напряжения произвести выбор типа и мощности понижающего цехового трансформатора;

3. Произвести выбор основного коммутационного оборудования (выключатель нагрузки, выключатели, разъединители и отделители) и предохранитель;

4. Произвести выбор силового кабеля;

5. По суммарной мощности потребителей и классу напряжения произвести выбор типа и мощности понижающего трансформатора ПГВ;

6. Для указанного варианта описать основное электрооборудование распределительного устройства;

7. На формате А4 с соблюдением требований ЕСКД в отношении условных обозначений начертить схему главных электрических соединений проектируемой электроустановки.

Необходимо выбрать следующие элементы на схемах:

№ схемы	Обозначение элементов на схеме
	Т1	Q2	W2	Т3	QS1	M1	M2

Материал жилы кабеля: медь.

Среда прокладки кабеля: в земле.

2.Описание схемы электроснабжения

На рисунке1.1 изображена главная электрическая схема понижающей подстанции с одной системой сборных шин. Электрическая энергия напряжением U1 = 110 кВ поступает по линии W1 и через включенные разъединители QS1, QS2, выключатель Q1 подается на обмотку высокого напряжения понижающего силового трансформатора Т1. От его обмотки низкого напряжения с U = 10 кВ электроэнергия подается к потребителям:

-через защитный предохранитель F2 к трансформатору собственных нужд (ТСН) Т2, который обеспечивает потребности подстанции в электроэнергии (для работы приводов механизмов, электрических схем релейных защит и автоматики, освещения, обогрева и т.д.);

- через высоковольтный выключатель Q2 к сборным шинам подстанции напряжением U2 = 10кВ, от которой и происходит перераспределение энергии.

Потребители P1 – P4, M1, M2 питаются от силового трансформатора, выполненного с расщепленными обмотками низкого напряжения (т.е. имеются две обмотки низшего напряжения, обычно одинаковые по мощности) . Это делается для того чтобы при больших мощностях силовых трансформаторов ограничить ток КЗ. В противном случае трудно будет найти выключатель Q1, который будет способен отключить ток КЗ без физического разрушения своей конструкции.

3. Расчетно – пояснительная записка

3.1. Выбор электродвигателей М1 и М2

Выбор электродвигателя производится по номинальной мощности и по номинальному напряжению: Р_М и U₂.

Данные для выбора электродвигателя М1:

Условия выбора:

гдеU_н.м– номинальное напряжения двигателя по паспорту;

P_н.м– номинальная мощность на валу двигателя по паспорту.

Из [1] выбираем асинхронный двигатель типа4АЗМ-1600/10000 УХЛ4

Таблица 3.1 – Параметры двигателя М1

Параметры
4АЗМ-1600/10000УХЛ4	Установки
U_н=10кВ	U₂=10кВ
Р_н=1600 кВт	Р_м= 1600 кВт
cosφ=0,88
КПД=96,3%

Рассчитаем активную мощность электродвигателя Рэл.м, потребляемую из сети:

.кВт.

Рассчитаем полную мощность Sэл.м1 электродвигателя, потребляемую из сети:

Рассчитаем номинальный ток электродвигателя I_н.м1:

Данные для выбора электродвигателя М2:

Условия выбора:

гдеU_н.м– номинальное напряжение двигателя по паспорту;

P_н.м – номинальная мощность на валу двигателя по паспорту.

Выбираем асинхронный двигатель типа 4АЗМ-1000/10000 УХЛ4

Таблица 3.2 – Параметры двигателя М2

4АЗМ- 1000/10000 УХЛ4	Установки
U_н=10кВ	U₂=10кВ
Р_н=1000 кВт	Р_м= 1000 кВт
cosφ=0,88
КПД=96 %

Рассчитаем активную мощность электродвигателя Pэл.м, потребляемую из сети:

Рассчитаем полную мощность Sэл.м2 электродвигателя, потребляемую из сети:

Рассчитаем номинальный ток электродвигателя I_н.м2:

3.2. Выбор силового трансформатора Т1

Необходимо найти полную мощность, протекающую через трансформатор:

По суммарной мощности S_сум = 11071,429кВА и по напряжению установки выбираем трансформатор исходя из следующих условий:

Таблица 3.3 – Условия выбора трансформатора Т1

U_вн≥U_уст.в	U_уст.в= 110 кВ
U_нн≥U_уст.н	U_уст.н= 10кВ
S_н.тр≥S_{расч.тр}	S_{расч.тр}=11071,429кВА

Таблица 3.4 – Параметры трансформатора Т1

ТРДН-25000/110 У1	Установки
U_вн= 115кВ	U_уст.в= 110 кВ
U_нн= 11кВ	U_уст.н= 6 кВ
S_н= 25000кВА	S_{расч.тр}= 11071,429кВА

Выбираем трансформатор типа ТРДН-25000/110У1.[3]

Данный трансформатор удовлетворяет предъявленным требованиям.

Максимальная мощность трансформатора с учётом перегрузки:

где S_н.тр– номинальная мощность, передаваемая по сети через трансформатор

Определим ток, протекающий по обмоткам трансформатора по высокой и низкой обмоткам, используя следующую формулу:

Максимальный ток, протекающий по высоковольтной стороне силового трансформатора:

Максимальный ток, протекающий по низковольтной стороне силового трансформатора:

3.3. Выбор силового трансформатора Т3

Полная мощность, передаваемая через трансформатор потребителю в нормальном режиме:

По подключенной мощности S_уст=1428,571кВА и напряжению установки выбираем трансформатор исходя из следующих условий выбора (таблица 3.5)[4]

Таблица 3.5 – Условия выбора силового трансформатора Т3

U_вн≥U_уст.в	U_уст.в= 10кВ
U_нн≥U_уст.н	U_уст.н= 0,38кВ
S_н.тр≥S_{расч.тр}	S_{расч.тр}=1428,571кВА

Таблица 3.6 – Параметры силового трансформатора Т3

ТМ-1600/10 У1	Установки
U_вн= 10 кВ	U_уст.в= 10 кВ
U_уст.н= 0,4кВ	U_уст.н= 0,38кВ
S_н= 1600кВА	S_уст=1423,571кВА

Максимальная мощность трансформатора с учётом перегрузки:

гдеS_н.тр – номинальная мощность, передаваемая по сети через трансформатор.

По условию проверки на перегрузочную способность, когда Т4 выводится ремонт или повреждается и отключается:

Так как К_н> 1,5, то следует выбрать трансформатор большой мощности.

Выбираем трансформатор ТМ-2500/10 У1

Таким образом, выбранный трансформатор удовлетворяет заданным условиям.

Номинальный рабочий ток, протекающий по высоковольтной обмотке трансформатора:

Максимальный ток, протекающий по высоковольтной стороне силового трансформатора:

Максимальный ток, протекающий по низковольтной стороне силового трансформатора:

3.4. Выбор кабеля W2

Выбор кабеля производится по экономической плотности тока.

Ток рабочего нормального режима I_н= 144,509А.

Ток рабочего максимального режима с учётом возможной перегрузки трансформатора Т3 (из предыдущих расчётов): I_{раб.мах}=216,763 А.

Выбор производим, учитывая условия прокладки кабеля:

Материал жилы кабеля: медь.

Место прокладки кабеля: в земле.

Тип изоляции – пластмассовая.

Для кабеля с медными жилами, резиновой и пластмассовой изоляцией и Т_MAX=4500 часов находим экономическую плотность тока:Jэк=3,1 А/мм²

По экономической плотности тока Jэк находим площадь сечения:

Выбрано стандартное сечение кабеля S=95 мм². Выбираем кабель ПвПГ 1х70/16-10.

Таблица 3.7 – Параметры кабеля W2

ПвПГ 1х70/16-10	Установки
U_н= 10 кВ	U_уст= 10 кВ
S = 70мм²	S_э=69,924 мм²
I_доп =310А	I_{раб.мах}=216,763А

Произведём проверку выбранного кабеля на выполнение условия:

I_{раб.мах}<I_доп,

гдеI_{раб.мах} – максимальное значение тока при эксплуатации кабеля;

I_доп =310 А ≥ I_{раб.мах}=216,763 А

I_{раб.мах}≤ I_доп– условие выполняется.

3.5. Выбор выключателя Q2

Для выбора высоковольтного выключателя Q2 необходимо найти полную мощность, протекающую через него:

Максимальный рабочий ток утяжеленного режима:

Условие выбора:

U_н≥U_уст;

I_н≥ I_{раб.мах}.

Выбираем выключатель LF1.

Таблица 3.8 – Параметры выключателя Q2.

LF1	Установки
U_н = 10кВ	U_н = 10кВ
I_{раб.мах}=630 А	I_{раб.мах}= 380,352 А

3.6. Выбор разъединителя QS1

Условие выбора:

U_н≥U_уст;

I_н≥ I_{раб.мах}.

Таблица 3.9 – Параметры разъединителя QS1

РНДЗ-110/1000 У1	Установки
Uн=110 кВ	Uуст=110 кВ
Iн=1000 А	I_{раб.мах(вн)}= 197.057 А

Заданным параметрам удовлетворяет разъединитель РНДЗ-110/1000 У1