Кафедра Электрической техники

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Электрической техники

                                                          

 

                                                          

­­­                                                          

                                                                                             

 

                                                                      

 

                                          КУРСОВАЯ  РАБОТА

 

«Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений»

Тема«Электрооборудование и электрохозяйство нефтеперерабатывающего завода».

 

                                                 г.Омск.

 

                                               ЗАДАНИЕ

Электрооборудование и электрохозяйство нефтеперерабатывающего завода

Исходные данные на проектирование:

1. Генеральный план завода.

2. Сведения об электрических нагрузках завода.

3. Мощность системы 1300 МВА; реактивное сопротивление системы на стороне 110 кВ, отнесенное к мощности системы, 0,18.

4. Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 7,5 км.

Таблица 1- Ведомость электрических нагрузок завода

№ по плану	Наименование цеха	Установленная мощность, кВт
1	Нефтебаза Котельная № 1	1480
2	Насосная мазута	2700
3	Лабораторный корпус	1390
4	Электрообессоливающая установка(ЭЛОУ)	1560
5	Депарафинизированная установка (ДПУ)	2250
6	Водонасосная № 1	1900
7	Теплоцентр	1300
8	Цех №1	2200
	Цех №1 (6 кВ)	3800
9	Цех №2	1450
	Цех №2 (6 кВ)	4000
10	Цех №3	1450
	Цех №3 (6 кВ)	4000
11	Компрессорная	320
	Компрессорная (6 кВ 4х1500)	6000
12	Насосная перекачки нефти	1250
	Насосная перекачки нефти (6 кВ 6х1000)	6000
13	Сооружение циркуляционной системы	2000
14	Ремонтно-механический цех	350
15	Заводоуправление	120
	Освещение цехов и территории завода	Определить по площади

 

 

 

 

 

 

                                               

Рисунок 1 – Генеральный план завода.

 

                                            СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение…………………………………………………………………………...5

1. Краткая характеристика предприятия……………………………….…6       
2. Расчет электрических нагрузок……………………………………....…7       

3.Построение картограммы и определение центра электрических нагрузок..12
4.Выбор места расположения и типа цеховых подстанций и предварительный выбор числа и мощности цеховых трансформаторов ………………………...14

5. Разработка схемы электроснабжения…………………………………...…18
6. Проектирование системы внешнего электроснабжения предприятия…..19
6.1 Выбор напряжения внешнего электроснабжения предприятия ……....19
6.2.Расчёт сечений воздушных линий электропередачи внешнего электроснабжения………………………………………………………………..19
6.3. Выбор мощности и числа трансформаторов ГПП ………………….20
7. Выбор сечений кабельных линий……………………………………...…..22

8.Выбор средств компенсации реактивной мощности и мест их размещения……………………………………………………………………….25
8.1. Расчет суммарной мощности компенсирующих устройств в максимум нагрузки энергосистемы………………………………………………………...25
8.2. Выбор мощности КУ напряжением до 1000 В……………………....26
8.3. Выбор мощности КУ напряжением выше 1000 В………………...…27
9. Расчет токов короткого замыкания, выбор аппаратов и токоведущих частей ……………………………………………………………………………………31
9.1. Составление схемы замещения и определение ее параметров……….31
9.2 .Расчет токов КЗ в сетях выше 1 кВ ……………………………………34
9.3. Выбор высоковольтного оборудования ….……………………………36
  9.4. Расчет токов КЗ на стороне 0,4 кВ цеховой ТП …………………….39
9.5. Выбор электрических аппаратов напряжением ниже 1000В …...…41
Заключение ………..……………………………………………………………..42
Библиографический список…………………………………………………….43

 

 

                                                                                 Введение

Промышленные предприятия являются основными потребителями электроэнергии в стране. На их долю приходится более 70% вырабатываемой энергии. Электроэнергия применяется буквально во всех отраслях народного хозяйства, особенно для электропривода механизмов, различных электротехнологических установок. Большую группу электроприёмников составляют электроприводы общепромышленных механизмов, применяемых во всех отраслях народного хозяйства: подъёмно-транспортные машины, поточно-транспортные системы, компрессоры, насосы, вентиляторы.

Для обеспечения подачи электроэнергии в необходимом количестве и соответствующего качества от энергосистем промышленным объектам служат системы электроснабжения промышленных предприятий, состоящие из сетей напряжением до 1000 В и выше и трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций.

Потребители электроэнергии имеют свои специфические особенности, чем и обусловлены требования к их электроснабжению – надежность питания, качество электроэнергии, резервирование и защита отдельных элементов и другие. При проектировании, сооружении и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий необходимо правильно в технико-экономическом аспекте осуществлять выбор напряжений, определять электрические нагрузки, выбирать типаж, число и мощность трансформаторных подстанций, системы компенсации реактивной мощности и способы регулирования напряжений. Все эти вопросы освещены в данном курсовом проекте.

 

 

     

 

 

  глава 1. Краткая характеристика предприятия

 

Таблица 1 – Характеристика условий среды и надежности питания

№ по плану	Наименование цеха	Категория производственной среды	Категория потребителей
1	Нефтебаза Котельная № 1	Нормальная	II
2	Насосная мазута	Нормальная	II
3	Лабораторный корпус	Нормальная	II
4	Электрообессоливающая установка(ЭЛОУ)	Нормальная	II
5	Депарафинизированная установка (ДПУ)	Нормальная	II
6	Водонасосная № 1	Нормальная	II
7	Теплоцентр	Нормальная	II
8	Цех №1	Нормальная	II
9	Цех №2	Нормальная	II
10	Цех №3	Нормальная	II
11	Компрессорная	Нормальная	II
12	Насосная перекачки нефти	Нормальная	I
13	Сооружение циркуляционной системы	Нормальная	II
14	Ремонтно-механический цех	Нормальная	III
15	Заводоуправление	Нормальная	III

 

  глава 2. Расчет электрических нагрузок

Расчет электрических нагрузок предприятия производится по методу коэффициента спроса. Этот метод является приближенным и применяется только при расчете крупных узлов. Для каждого из цехов определяются активная и реактивная нагрузки. Располагая исходными данными в виде установленной мощности по цехам, расчетная активная нагрузка вычисляется по формуле, кВт:

,

(1)

где - суммарная установленная мощность силовых электроприемников цеха, кВт,

- коэффициент спроса, определяемый по справочным данным [3].

Расчетная реактивная нагрузка определяется по формуле:

,

(2)

где - коэффициент реактивной мощности, находится соответственно величине cos j, определяемой из справочных данных [3].

 

Расчетная осветительная нагрузка определяется по удельной мощности на квадратный метр площади различных производственных, бытовых помещений и территории предприятия. При размещении в цехе различных технологических участков расчет ведется по основному производству.

Порядок вычислений следующий:

- определяется нормативная общая освещенность цеха;

- принимается тип светильника (возможно задаться только конструктивным исполнением - незащищенное открытое, незащищенное перекрытое, частично пылезащитное и т.д.), причем предпочтение отдается светильникам с газоразрядными лампами;

- принимается высота подвеса светильников [10];

- определяется удельная мощность  в Вт/м² по данным [10];

- вычисляется установленная мощность освещения;

(3)

- определяется расчетная мощность освещения:

(4)

где К_с.о. - коэффициент спроса по данным /3/.

Для территории можно принять = 0,22 Вт/м².

Расчетная реактивная мощность освещения, квар;

(5)

где - коэффициент реактивной мощности находится в соответствии с cos j₀, т.е.:

 

 

            Таблица 3 - Электрические нагрузки предприятия

 

№ цеха	Силовая нагрузка							Осветительная нагрузка					Силовая и осветительная нагрузка			%
	Ру, кВт	Кс	соsφ		tgφ	Рр.с, кВт	Qр.с, квар	F,	, Вт/м2	Pро, кВт	Qро, квар	Sро, кВА	Pр, кВт	Qр, квар	Sр, кВА
Потребители напряжением до 1 кВ
1	1480	0,7	0,75		0,88	1036	913,67	679	2,76	1,59	0,00	1,59	1037,59	913,67	1382,53	6,37%
2	2700	0,8	0,85		0,62	2160	1338,65	570	3,18	1,54	0,00	1,54	2161,54	1338,65	2542,49	11,71%
3	1390	0,4	0,65		1,17	556	650,04	751	5,17	3,30	0,00	3,30	559,30	650,04	857,53	3,95%
4	1560	0,85	0,75		0,88	1326	1169,42	739	2,3	1,44	0,00	1,44	1327,44	1169,42	1769,08	8,15%
5	2250	0,85	0,7		1,02	1913	1951,14	739	2,3	1,44	0,00	1,44	1913,94	1951,14	2733,15	12,59%
6	1900	0,8	0,85		0,62	1520	942,01	982	3,18	2,65	0,00	2,65	1522,65	942,01	1790,49	8,25%
7	1300	0,8	0,65		1,17	1040	1215,89	679	2,76	1,59	0,00	1,59	1041,59	1215,89	1601,04	7,37%
8	2200	0,8	0,7		1,02	1760	1795,56	2719	4	9,25	0,00	9,25	1769,25	1795,56	2520,77	11,61%
9	1450	0,8	0,7		1,02	1160	1183,44	2545	4	8,65	0,00	8,65	1168,65	1183,44	1663,21	7,66%
10	1450	0,85	0,75		0,88	1233	1086,96	3199	4	10,88	0,00	10,88	1243,38	1086,96	1651,51	7,61%
11	320	0,8	0,85		0,62	256	158,65	1383	3,18	3,74	0,00	3,74	259,74	158,65	304,36	1,40%
12	1250	0,8	0,85		0,62	1000	619,74	807	3,18	2,18	0,00	2,18	1002,18	619,74	1178,33	5,43%
13	2000	0,5	0,75		0,88	1000	881,92	2458	2,3	4,81	0,00	4,81	1004,81	881,92	1336,94	6,16%
14	350	0,6	0,8		0,75	210	157,50	2073	4	7,05	0,00	7,05	217,05	157,50	268,17	1,23%
15	120	0,5	0,7		1,020	60	61,21	913	5,17	4,01	0,00	4,01	64,01	61,21	88,57	0,41%
Территория завода								145503	0,22	27,21	0,00	27,21	27,21	0,00	27,21	0,13%
ИТОГО:	21720					16229	14125,81	21720		91,34	0,00	91,34	16320,34	14125,81	21715,38	100%
Потребители 6 кВ
8	3800	0,85	0,9	0,48		3230	1564,36						3230,00	1564,36	3588,89
9	4000	0,85	0,9	0,48		3400	1646,70						3400,00	1646,70	3777,78
10	4000	0,85	0,9	0,48		3400	1646,70						3400,00	1646,70	3777,78
11	6000	0,85	1	0,00		5100	0,00						5100,00	0,00	5100,00
12	6000	0,85	1	0,00		5100	0,00						5100,00	0,00	5100,00
ИТОГО:	23800					20230	4857,75						20230,00	4857,75	21344,44

Используя таблицу 3, вычисляется полная расчетная мощность потребителей до 1000В каждого из цехов, а также потребителей выше 1000В каждого из цехов, кВ·А:

(6)

Расчетная мощность предприятия определяется раздельным суммированием активных и реактивных нагрузок цехов. Далее определяется расчетная мощность электроприемников выше 1000В. При определении расчетной нагрузки по предприятию складываются нагрузки электроприемников напряжением свыше 1000В, осветительной нагрузкой цехов и территории предприятия. С целью более правильного выбора сечений питающих линий и мощности главных трансформаторов необходимо учесть все потери мощности в элементах схемы электроснабжения. Поскольку распределительные сети и силовые трансформаторы еще не выбраны, то потерями мощности в сетях можно пренебречь из-за их малости, а потери мощности в цеховых трансформаторах можно принять приблизительно равными:

,	(7)
.	(8)

Расчетная активная мощность предприятия низшего напряжения ГПП определяется, кВт:

(9)

где Р_р.ц. - расчетная нагрузка электроприемников выше 1000 В;

К_о - коэффициент одновременности максимумов нагрузки, принимаемый равным 0,9.

Ввиду того, что расчет компенсации реактивной мощности пока не произведен, для выбора трансформаторов ГПП можно пользоваться выражением, кВ×А:

	(10)
где. кВА,	(11)

При этом нормативное значение tg j_Н энергосистемы принимается равным 0,2.

(12)

Для определения сечений питающих линий воспользуемся выражением, учитывающим потери в трансформаторе ГПП, кВ×А:

(13)

Результаты расчетов для остальных цехов сводятся в таблицу 4.

№ по плану	Наименование цеха	, кВА	, кВт	, квар	кВт	квар
1	Нефтебаза Котельная № 1	1382,53	41,48	138,25	1079,07	1051,92
2	Насосная мазута	2542,49	76,27	254,25	2237,82	1592,90
3	Лабораторный корпус	857,53	25,73	85,75	585,03	735,79
4	Электрообессоливающая установка(ЭЛОУ)	1769,08	53,07	176,91	1380,52	1346,33
5	Депарафинизированная установка (ДПУ)	2733,15	81,99	273,32	1995,94	2224,46
6	Водонасосная № 1	1790,49	53,71	179,05	1576,37	1121,06
7	Теплоцентр	1601,04	48,03	160,10	1089,62	1376,00
8	Цех №1	2520,77	75,62	252,08	1844,87	2047,64
9	Цех №2	1663,21	49,90	166,32	1218,55	1349,76
10	Цех №3	1651,51	49,55	165,15	1292,92	1252,11
11	Компрессорная	304,36	9,13	30,44	268,87	189,09
12	Насосная перекачки нефти	1178,33	35,35	117,83	1037,53	737,58
13	Сооружение циркуляционной системы	1336,94	40,11	133,69	1044,91	1015,61
14	Ремонтно-механический цех	268,17	8,05	26,82	225,09	184,32
15	Заводоуправление	88,57	2,66	8,86	66,67	70,07
	ИТОГО:	21715,38			16943,78	16294,62