Проектирование систем электроснабжения

Министерство сельского  хозяйства РФ

Департамент кадровой политики и образования

Федеральное государственное  образовательное учреждение

Высшего профессионального  образования

Иркутская Государственная  Сельскохозяйственная Академия

Кафедра электроснабжения и теплоэнергетики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

на тему:

Проектирование систем электроснабжения

 

по курсу «Системы электроснабжения».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   Выполнил:

                                                                                      Студент 4 курса, 3 группы

                                                                                       Энергетического ф- та                                                                                                                                                                                                           

                                                                                        Владимиров А. В.

                                                                                        Проверил:

                                                                                         Профессор Наумов И. В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иркутск 2011г.

Содержание

1. Введение…………………………………………………………………………...........2
2. Задание на проектирование………………………………………………....................3
3. Определение расчетной нагрузки кабельного завода………………………………..4
4. Выбор места расположения и определение мощности ИП…………….....................5
5. Технико- экономическое сравнение вариантов распределения в системе внешнего электроснабжения……………………………………………………………………....7
6. Выбор схемы внутреннего электроснабжения предприятия и технико- экономическое сравнение вариантов схем…………………………………………..10
7. Расчет токов короткого замыкания и выбор оборудования………………………..16
8. Расчет заземления……………………………………………………………………..22
9. Список литературы……………………………………………………………………24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

        Электроснабжение предприятия проектируется исходя из энергоэкономического обследования. Данные о потребителях принимают на основании генеральных, либо топографических планов объектов или зон электроснабжения, полученных вместе с заданием. В области электроснабжения потребителей задачи развития предприятия предусматривают повышение уровня проектно- конструкторских разработок, внедрение и рациональную эксплуатацию высоконадежного электрооборудования, снижение непроизводительных расходов электроэнергии при ее передачи, распределении и потреблении.

    Проект электроснабжения  включает в себя определение расчетных нагрузок предприятия, разработку внешней и внутренней электрической сети, определение числа, мощности и месторасположения потребительских подстанций, выбор марки и сечения проводов ВЛ и КЛ, расчет токов короткого замыкания и выбор аппаратуры защиты и управления, а также расчет заземляющего устройства трансформаторной подстанции.

    К обязательным  чертежам и схемам относится:

1. План электрической сети предприятия с указанием марок проводов и длин участков.
2. Электрическая схема предприятия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение расчетной нагрузки кабельного завода.

    Основой для  определения расчетных нагрузок  является номинальная мощность  электроприемников рассматриваемого  объекта проектирования.

1. Определяем активную мощность каждого цеха.

 

 

 

Аналогично рассчитываются активные мощности остальных цехов, данные сведены в таблицу 1.

2. Определяем реактивную мощность каждого цеха.

 

 

 

Аналогично рассчитываются реактивные мощности остальных цехов, данные сведены в таблицу 1.

3. Определяем полную мощность каждого цеха.

 

 

 

Аналогично рассчитываются полные мощности остальных цехов, данные сведены в таблицу 1.

 

                                                                                                                        Таблица 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор места  расположения и определение мощности ИП.

    Правильный  выбор места расположения источника  питания (ИП), его мощности и  оснащение его элементами защиты  и управления имеет огромное  значение для нормального функционирования  всей системы электроснабжения  в целом. Недооценка или пренебрежение установленными требованиями при выборе ИП приводят, как правило, к значительному ухудшению надежности электроснабжения, экономическим издержкам в виде дополнительных потерь электрической энергии и ухудшения ее качества.

1. Определяем геометрический центр нагрузок всего предприятия по выражению:

 

 

 

Координаты цехов сведены  в таблицу 2.

Таблица 2.

 

 

 

 

 

 

В этой координате должна находится ГПП, но мы перемещаем ее ближе к системе.

2.Определяем мощность  внешнего и внутреннего освещения.

 

,

 

 

        Аналогично определяются мощности остальных цехов, данные сведены в

таблицу 3.

 

                                                                                                               Таблица 3.

Мощность внешнего освещения определяется по формуле:

,

;

,

 

3.Определяем суммарную активную, реактивную и полную мощности предприятия и полную мощность всего кабельного завода.

 

+22,32=23589,1 кВт

 

 

+13,83=23152,6 квар

 

 

 

    Поскольку  на данном этапе проектирования  ИП цехов и проводниковые электрические  связи еще не выбраны, суммарные  потери в ЛЭП и цеховых трансформаторах  можно определять по приближенным  выражениям:

    ; ;

                                          кВт

 

 

 

,

;

 

 

4. Определяем количество и мощность трансформаторов на ГПП

− количество трансформаторов,

 

Выбираем два трансформатора ТРДН 25000/110

 

 

Технико- экономическое  сравнение вариантов распределения  в системе внешнего электроснабжения.

    В этой части  проекта выбирается класс напряжения  ЛЭП, соединяющих ИП энергорайона  с узлами нагрузки, и определяется  конфигурация сети.

 

1 вариант схемы.

    В первом варианте схемы мы берем линию 110 кВ, определяем токи, сечение провода, потери в трансформаторах и линии, определяем годовые издержки производства, капитальные издержки в трансформаторах и линии, и суммарные приведенные затраты.

1. Определяем расчетный ток, сечение и делаем проверку выбранного провода.

 

 

Ближайший по сечению  провод АС-50,но мы не можем его взять, т.к. для линии 110 кВ минимальное допустимое сечение провода составляет , поэтому принимаем провод АС-70. ; .

Проверяем выбранный  провод по нагреву и потери напряжения.

; 265 А 78,33 А

 

 

 

2. Определяем потерю энергии в трансформаторах и линиях.

 

 

 

 

3. Определяем годовые издержки производства, капитальные издержки в трансформаторах и линии, и суммарные приведенные затраты.

 

 

 

 

 

З=20320400+777209,4=21097609,4 руб.

 

2 вариант схемы.

    В первом  варианте схемы мы берем линию  35 кВ, определяем токи, сечение провода,  потери в трансформаторах и линии, определяем годовые издержки производства, капитальные издержки в трансформаторах и линии, и суммарные приведенные затраты.

4. Определяем расчетный ток, сечение и делаем проверку выбранного провода.

 

. ;

 

; 375 А 246,17 А

 

 

 

 

    Потери напряжения составляют , это слишком много, т.к. допустимые потери не должны превышать 5 %. Увеличиваем сечение провода, принимаем АС-150 ; и рассчитываем еще раз на потерю напряжения.

 

 

 

 

    Удельные сопротивления почти не уменьшаются и потери напряжения все равно превышают 5 %. Поэтому электрическую сеть 35 кВ не целесообразно использовать.

   Для дальнейших  расчетов будем использовать  линию 110 кВ.

 

 

 

 

 

 

 

Выбор схемы внутреннего  электроснабжения предприятия и технико- экономическое сравнение вариантов схем.

    Этот этап  проектирования является наиболее  важным, поскольку он определяет  эффективность всей системы электроснабжения  в целом.

    При выборе оптимального  варианта схемы распределения  электрической энергии внутри объекта проектирования необходимо руководствоваться основным требованиями к системам электроснабжения, а также принципами формирования структуры электрических сетей и насыщенности их необходимыми элементами.

 

1 вариант.

1. Расчет числа и мощности цеховых ТП.

ТП-1

 

 

Остальные ТП рассчитываются аналогично, данные сведены в таблицу 4.

                                                                                                              Таблица 4.

№ ТП	Наименование  цеха (группы цехов)	Spi, кВА	Fц, м²	кз.т. о.е.	nтi, шт.	Sт, кВА	Марка трансформатора
1	5,8,9	4369,1	1689,26	0,87	2	2500	ТМГ 2500-10/0,4
2	2и 10	5957,8	1181,25	0,74	2	4000	ТМГ4000-10/0,4
3	1	7555,7	1307,8	0,6	2	6300	ТМГ6300-10/0,4
4	4	8235,8	2491,7	0,65	2	6300	ТМГ6300-10/0,4
5	3,6,7	7003,8	3132,42	0,56	2	6300	ТМГ6300-10/0,4

 

2. Расчет токов, выбор сечения кабелей и проверка выбранных кабелей по нагреву и потери напряжения.

     ТП-1

 

 

 

 

Выбираем кабель АВВГ 50;

 

;

 

 

 

Аналогично рассчитываются остальные ТП, данные сведены в таблицу 5.

 

Таблица 5.

№ ТП	Наименование  цеха (группы цехов)	PΣц, кВт	QΣц, квар	r0, Ом/км	x0, Ом/км	Ip, А	Марка кабеля	ΔU, %
1	5,8,9	3102	3041	0,59	0,09	126,1	АВВГ 3х50	2,1
2	2и 10	4168	4251,36	0,59	0,09	172	АВВГ 3х50	0,38
3	1	5890,5	4724,18	0,31	0,083	218,1	АВВГ 3х95	2,2
4	4	5760	5875,2	0,31	0,083	237,8	АВВГ3х95	2,3
5	3,6,7	4623	5223,3	0,42	0,086	202,2	АВВГ3х70	2,4