Электроснабжение
ремонтно-механического цеха и завода
1.1 Особенности технологического процесса
Технологический процесс получения готового проката является завершающей стадией металлургического производства. Через прокатные цехи проходит почти вся сталь, выплавляемая в сталеплавильных цехах. Исходным материалом для прокатного производства являются слитки и литые заготовки, имеющие поперечное сечение квадратной или прямоугольной формы, а также круглой формы (при производстве труб, колес и бандажей).
Все прокатные станы можно классифицировать по трем признакам: по количеству и расположению валков в рабочих клетях, по расположению рабочих клетей, по назначению станов. Конструктивные особенности прокатных станов определяют меры безопасности при их обслуживании.
В зависимости от назначения прокатные станы разделяют на две группы: станы для производства полупродукта и станы для производства готового проката. К первой группе относят блюминги и непрерывно-заготовочные станы, которые поставляют полупродукт для производства сортовой стали, а также блюминги и слябинги, которые поставляют полупродукт для производства листовой стали.
Блюминги и слябинги - крупные обжимные станы с валками диаметром 800-1400 мм, предназначенные для прокатки слитков массой 2-45 т в заготовки больших размеров и различной формы (блюмы, слябы, фасонные заготовки). Наибольшее распространение получили одноклетьевые дуореверсивные блюминги с валками диаметром 1100-1300 мм.
Современным заготовочным станом является непрерывный стан, установленный за блюмингом; оба эти стана образуют заготовочное отделение прокатных цехов завода.
К станам для производства готового проката относят сортовые, листовые, трубные и специальные станы. Сортовые станы делятся на крупно-, средне- и мелкосортные. К крупносортным станам относят и рельсобалочные станы с валками диаметром 750-900 мм; эти станы предназначены главным образом для прокатки железнодорожных рельсов, балок, швеллеров и других крупных профилей.
Для прокатки широкополочных балок высотой до 1000 мм с параллельными полками применяют универсальные балочные станы. Остальные сортовые станы с валками диаметром 250-750 мм предназначены для прокатки сортовой стали. Непрерывные и полунепрерывные станы широко применяют дли прокатки сортовой и листовой стали. Для прокатных цехов характерна большая протяженность и разбросанность обслуживаемых механизмов, имеющих дистанционное управление и расположенных на высоте и в подвальных помещениях.
Электрооборудование прокатных станов характеризуется большими мощностями и размерами главных приводов (мощность одного электродвигателя доходит до 6-7 Мвт и более, а общая мощность - до 200-300 Мвт), сложностью систем управления электроприводами, вызываемой главным образом необходимостью автоматического регулирования в широких пределах скорости большинства машин.
Основные операции технологического процесса прокатного
производства следующие: подготовка металла к прокатке, нагрев металла перед
прокаткой, прокатка, отделка, включая резку, охлаждение, правка, удаление
поверхностных дефектов и др.
1.2 Характеристика потребителей
Основными потребителями электроэнергии стана являются:
электродвигатели постоянного тока. Для крупных регулируемых приводов применяются двигатели индивидуального исполнения. Для остальных регулируемых приводов мощностью менее 150 кВт используются стандартные двигатели краново-металлургической серии;
электродвигатели переменного тока. Двигатели мощностью до 315 кВт принимаются на напряжение до 380 В. Двигатель переменного тока проволочного блока питается напряжением 3,2 кВ;
статические преобразователи. Питание электроприводов постоянного тока должно осуществляться от тиристорных преобразователей, выполненных на базе микропроцессорной техники. Охлаждение преобразователей воздушно-принудительное при помощи встроенных в шкафы вентиляторов, а для преобразователей малой мощности охлаждение естественное;
низковольтная аппаратура и комплектные устройства. Катушки реле и контакторов, используемых для коммутации силовых цепей должны выполняться на напряжение 24 В постоянного тока и 127 В переменного для обеспечения прямого подключения к выходам программируемых контролёров;
электрооборудование для системы электроснабжения.
По роду тока электроприемники относятся к потребителям переменного тока промышленной частоты 50 Гц и постоянного тока.
В основном электроприемники цеха относятся ко второй
категории по надёжности электроснабжения - это электродвигатели технологической
линии, главные приводы стана, гидро- и маслонасосы и др. В цехе имеются
потребители и первой категории: нагревательная печь, освещение.
1.3 Характеристика окружающей среды
производственных помещений
Проектирование электроснабжения цеха возможно лишь при выявлении особенностей производственной среды, а также при четком формулировании всех требований, предъявляемых к системе электроснабжения с учетом действующих правил устройств электроустановок и утвержденных норм технологического проектирования.
Характеристика окружающей среды производственных помещений
представлена в таблице 1.1, согласно /2/,/3/,/4/.
Таблица 1.1 - Характеристика окружающей среды
производственных помещений
№
Наименование
цехов
Категория
Характеристика
помещений
Взрывопожароопасность
ПУЭ
СНиП
1
Парокислородный
цех
I
Нормальная
-
-
2
Толстолистовой
цех
I,
II
Жаркое, пыльное
-
-
3
Среднелистовой
цех
II
Пыльная
-
-
4
Сортопрокатный
цех
II
Пыльная
-
-
5
Проволочно-штрипсовый
цех
II
Пыльная
-
-
6
Адьюстаж
II
Пыльная
-
-
7
Обжимной цех
II
Пыльная
-
-
8
Компрессорная
I
Нормальная
П-I
Д
9
Склад горючих
материалов
III
Нормальная
B-I; П-I
-
10
Электродепо
III
Нормальная
-
-
11
Склад масел
III
Нормальная
П-I
-
12
Скрапбаза
III
Пыльное
-
-
13
Вагонное депо
III
Нормальная
-
-
14
РМЦ
III
Нормальная
-
-
15
Паровозное депо
III
Нормальная
П-I
-
16
Столовая
III
Нормальная
-
-
17
Цех «Т»
III
Нормальная
П-I
-
18
Склад
строительных материалов
III
Нормальная
П-II
-
19
Насосная
I
Нормальная
-
Д
2. Определение силовых расчетных нагрузок ниже
1000 В
2.1 Расчет электрических нагрузок по цеху
Расчет нагрузки по цеху ведется аналогично расчету трехфазной
нагрузки. При значительном значении ЭП (в целом по цеху) Значение Согласно /7/ находится коэффициент расчетной нагрузки - 2.2 Определение электрических нагрузок по заводу
2.2.1 Определение расчетных нагрузок по методу
коэффициента спроса
Расчетная нагрузка (активная, реактивная, полная) силовых
приемников цеха определяется из следующих соотношений:
где Рн - суммарная установленная мощность всех
приемников цеха, которая принимается по исходным данным;
Кс - средний коэффициент спроса, принимаемый по
/8,9/;
tg φ - соответствующий
характерному для приемников данного цеха средневзвешенному значению
коэффициента мощности, принимаются согласно /8/.
Приемники напряжением выше 1000 В (в нашем случае
электроприемники 3 кВ, 6 кВ, 10 кВ) учитываются отдельно.
Расчет приводится для цеха №10 - Транспортного цеха (Цех
«Т»):
Рн = 1500 кВт, Кс = 0,25 cosφ = 0,7, tgφ = 0,67.
Расчеты для остальных цехов аналогичны, результаты расчетов
приводятся в таблице 2.1.
2.2.2 Определение расчетных нагрузок
статистическим методом
По этому методу расчетная нагрузка группы приемников определяется
по двум интегральным показателям: средней нагрузки где β - кратность меры рассеяния, принимается β=1,65, для вероятности 0,05.
Для группового графика средняя нагрузка при достаточно большом m определяется:
где Среднеквадратическое отклонение определяется:
Расчетная реактивная мощность определяется по формуле 2.3.
Расчет приводится для цеха №12 - Толстолистового цеха:
Рн = 800 кВт, Кс = 0,55 cosφ = 0,8, tgφ = 0,57.
График представляется на рисунке 1.
Рисунок 1 - Суточный график электрических нагрузок для
предприятий черной металлургии
Расчеты для остальных цехов аналогичны, результаты расчетов
приводятся в таблице 2.1.
2.2.3 Определение расчетной нагрузки методом
удельной площади
Расчетная нагрузка определяется по формуле:
где Расчет приводится для цеха №1 - Парокислородный цех
Рн = 1500 кВт, Кс = 0,7 cosφ = 0,75, tgφ = 0,63.
Расчеты для остальных цехов аналогичны, результаты расчетов
приводятся в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Расчетная низковольтная нагрузка по цехам
F, м2
Pн, кВт
Кс
ϒ, кВт/м2
β
PсрТ
σ
cosϕ
Парокислородный
цех
2541
1500
-
0,3
-
-
-
0,75
Склад горючих
материалов
1452
150
0,35
-
-
-
-
0,8
Склад масел
1210
50
0,35
-
-
-
-
0,8
Электро депо
2359,5
1370
0,35
-
-
-
-
0,7
Скрапбаза
4658,5
1500
0,35
-
-
-
-
0,8
Вагонное депо
2722,5
400
0,35
-
-
-
-
0,7
Паровозное депо
7889,2
850
0,35
-
-
-
-
0,7
Столовая
2541
260
0,45
-
-
-
-
0,9
Цех «Т»
13128,5
1500
0,25
-
-
-
-
0,7
Склад
строительных материалов
2178
100
0,35
-
-
-
-
0,8
Толстолистовой
цех
30068,5
800
-
-
1,65
610
12,93
0,8
Среднелистовой
цех
9438
1100
-
-
1,65
838, 75
17,78
0,8
Сортопрокатный
цех №1
9861,5
1800
-
-
1,65
1372,5
29,10
0,8
Сортопрокатный
цех №2
7381
1200
-
-
1,65
915
19,40
0,8
Проволочно-штрипсовый
цех №1
7381
780
-
-
1,65
594,75
12,61
0,8
Сортопрокатный
цех №3
5929
660
-
- 503,25
10,67
0,8
Проволочно-штрипсовый
цех №2
5687
780
-
-
1,65
594,75
12,61
0,8
Проволочно-штрипсовый
цех №3
5082
850
-
-
1,65
648,12
13,74
0,8
Адьюстаж
30492
1500
-
-
1,65
1143,75
24,25
0,8
Обжимной цех №1
14580,5
2500
-
-
1,65
1906,25
40,42
0,8
Компрессорная
272,25
2800
-
0,3
-
-
-
0,8
Насосная
653,4
1700
-
0,3
-
-
-
0,8
Обжимной цех №2
9631,6
5400
-
-
1,65
4117,5
87,32
0,8
РМЦ
2352
3. Определение расчетных осветительных нагрузок
3.1 Определение осветительных нагрузок РМЦ
Расчетная нагрузка от осветительной установки может быть
определена методом удельной мощности осветительной установки на единицу
производственной площади, /10/.
Дано помещение: инструментальный цех.
А×В = 12×28,9 м.
Н = 7 м, S = 346,8 м2.
Определяется расчетная высота h, м (рисунок 2):
Рисунок 2 - Расположение светильников по высоте помещения
где Для помещения с расчетной высотой 6 м рекомендуется применять
светильники с газоразрядными лампами высокого давления. Для освещения
инструментального отделения выбирается светильник РСП05/Г03 /11/, с лампой типа
ДРЛ в качестве источника света /12/.
Для инструментального отделения нормированная освещенность Определяется коэффициент мощности - для используемого типа лампы -
ДРЛ Согласно /14/, определяется удельная мощность общего равномерного
освещения для выбранных параметров. При освещенности 100 Лк, Мощность лампы ДРЛ 400 Вт, тогда число светильников:
Для определения полной нагрузки по цехам завода нужно знать
нагрузку от освещения. Расчетная активная мощность, кВт осветительной
установки:
Определение расчетной реактивной нагрузки:
Для освещения бытовых помещений выбирается светильник ЛПО 02
2x40 /11/, с люминисцентной
лампой типа ЛБ40/Г03 в качестве источника света с /12/. Дальнейший расчет
аналогичен выше изложенному.
Определение мощности осветительной установки остальных
отделений цеха выполняется аналогично, таблица В (приложение 1). В итоговой
строке таблицы D приведено значение активной и реактивной мощности осветительной
установки цеха 3.2 Определение осветительной нагрузки
предприятия
Расчет мощности осветительной нагрузки цехов предприятия
ведем методом удельной мощности осветительной нагрузки на единицу площади.
Расчет приводится для цеха №1 - Парокислородный цех:
S = 2541 м2, Руд=0,017 кВт/м2,
cosφ = 0,6, tgφ =
1,33.
Расчетные нагрузки освещения остальных цехов вычисляются
аналогично, расчеты сведены в таблицу 3.1.
3.3 Определение нагрузок наружного освещения территории завода
Определение осветительной нагрузки территории завода также
определяется по удельным показателям, исходя из нормированной освещенности Emin
= 2 лк,
Рудо = 0,16 - 0,25 вт/м2, /15/.
Приводится расчет территории без учета цехов:
S = 397196,05 м2, Руд=0,0002 кВт/м2,
cosφ = 0,6, tgφ =
1,33.
Расчетные нагрузки освещения территории сведены в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 - Расчетные осветительная нагрузка цехов предприятия
Наименование
цеха
Осветительная
нагрузка
Fцеха, м2
Руд.о, кВт/м2
Тип ламп
cos φ
tg φ
Рр.осв, кВТ
Qр, осв, квap
Парокислородный
цех
2541
0,017
ДРЛ
0,6
1,33
43,197
57,596
Склад горючих
материалов
1452
0,017
ДРЛ
0,6
1,33
24,684
32,912
Склад масел
1210
0,017
ДРЛ
0,6
1,33
20,57
27,4266
Электро депо
2359,5
0,017
ДРЛ
0,6
1,33
40,1115
53,482
Скрапбаза
4658,5
0,017
ДРЛ
0,6
1,33
79,1945
105,5926
Вагонное депо
2722,5
0,017
ДРЛ
0,6
1,33
46,2825
61,71
Паровозное депо
7889,2
0,017
ДРЛ
0,6
1,33
134,1164
178,8218
Столовая
2541
0,016
ЛЛ
0,95
0,33
35,683
11,7284
Цех «Т»
13128,5
0,017
ДРЛ
0,6
1,33
223,1845
297,5793
Склад
строительных материалов
2178
0,017
ДРЛ
0,6
1,33
37,026
49,368
Толстолистовой
цех
30068,5
0,018
ДРЛ
0,6
1,33
541,233
721,644
Среднелистовой
цех
9438
0,018
ДРЛ
0,6
1,33
169,884
226,512
Сортопрокатный
цех №1
9861,5
0,018
ДРЛ
0,6
1,33
177,507
236,676
Сортопрокатный
цех №2
7381
0,018
ДРЛ
0,6
1,33
132,858
177,144
Проволочно-штрипсовый
цех №1
7381
0,018
ДРЛ
0,6
1,33
132,858
177,144
Сортопрокатный
цех №3
5929
0,018
ДРЛ
0,6
1,33
106,722
142,296
Проволочно-штрипсовый
цех №2
5687
0,018
ДРЛ
0,6
1,33
102,366
136,488
Проволочно-штрипсовый
цех №3
5082
0,018
ДРЛ
0,6
1,33
91,476
121,968
Адьюстаж
30492
0,018
ДРЛ
0,6
1,33
548,856
731,808
Обжимной цех №1
14580,5
0,018
ДРЛ
0,6
1,33
262,449
349,932
Компрессорная
272,25
0,017
ДРЛ
0,6
1,33
6,384
8,512
Насосная
653,4
0,017
ДРЛ
0,6
1,33
2,85
3,8
Обжимной цех №2
9631,6
0,018
ДРЛ
0,6
1,33
173,3688
231,1584
РМЦ
2352
21,0672
27,1595
4. Определение расчетных нагрузок ниже 1000 В по
цехам предприятия
Расчетная нагрузка цеха складывается из силовой низковольтной
и осветительной нагрузки:
Расчетные силовые и осветительные нагрузки цехов берутся
соответственно из таблиц 2.1 и 3.1.
Расчет приводится для цеха №1 - Парокислородный цех.
5. Определение расчетных нагрузок напряжением
выше 1000 В
К высоковольтным электроприемникам 6 (10) кВ относятся
синхронные двигатели для воздушных компрессоров (компрессорная), компрессоров
для производства кислорода (парокислородный цех) и насосов (насосная);
асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором дымососов паровых котлов
(парокислородный цех); асинхронные двигатели с фазным ротором для рабочих
рольгангов станов (цеха проката стали).
Расчет выполняется по методу коэффициента загрузки, с учетом
следующих особенностей.
1) Вместо коэффициента использования используем значение
коэффициента загрузки.
2) Расчетная нагрузка находится по формуле:
где Кз - коэффициент загрузки, выбирается по
справочникам, характерный для данного вида оборудования.
Расчет приводится для цеха №1 - Парокислородный цех 6 кВ:
Рн = 5370 кВт, Ксз = 0,89 cosφ = 0,89, tgφ = 0,44.
Расчетные суммарные нагрузки остальных цехов вычисляются
аналогично, расчеты сведены в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 - Расчетные нагрузки ЭП выше 1000В
№
Наименование
цеха
Pн, кВт
Кз
cosϕ
tgϕ
Рр, кВт
Qр, квар
ЭП напряжением
10 кВ
14
Сортопрокатный
цех №1
7700
0,89
0,86 6853,00
3369,37
15
Сортопрокатный
цех №2
14800
0,89
0,86
0,49
13172,00
6476,19
16
Проволочно-штрипсовый
цех №1
5500
0,89
0,86
0,49
4895,00
2406,69
17
Сортопрокатный
цех №3
6500
0,89
0,86
0,49
5785,00
2844,27
18
Проволочно-штрипсовый
цех №2
4400
0,89
0,86
0,49
3916,00
1925,35
19
Проволочно-штрипсовый
цех №3
7100
0,89
0,86
0,49
6319,00
3106,82
21
Обжимной цех №1
46800
0,89
0,86
0,49
41652,00
20478,76
24
Обжимной цех №2
28540
0,89
0,86
0,49
25400,60
12488,54
ЭП напряжением
6 кВ
1
Парокислородный
цех
5370
0,89
0,89
0,44
4779,30
2113,33
12
Толстолистовой
цех
4000
0,89
0,80
0,57
3560,00
2035,58
13
Среднелистовой
цех
13900
0,89
0,80
0,57
12371,00
7073,65
15
Сортопрокатный
цех №2
2200
0,89
0,80
0,57
1958,00
1119,57
16
Проволочно-штрипсовый
цех №1
560
0,89
0,80
0,57
498,40
284,98
17
Сортопрокатный
цех №3
2310
0,89
0,80
0,57
2055,90
1175,55
18
Проволочно-штрипсовый
цех №2
1650
0,89
0,80
0,57
1468,50
839,68
19
Проволочно-штрипсовый
цех №3
600
0,89
0,80
0,57
534,00
305,34
21
Обжимной цех №1
7250
0,89
0,80
0,57
6452,50
3689,49
22
Компрессорная
1720
0,80
0,81
0,56
1376,00
770,26
23
Насосная
760
0,80
0,81
0,56
608,00
340,35
24
Обжимной цех №2
11540
0,89
0,80
0,57
10270,60
5872,66
Итого
153924,80
78716,44
6. Определение суммарной расчетной нагрузки по
предприятию в целом
Суммарная расчетная активная нагрузка:
где ΣРрнн = 20283,8381 кВт;
DРТ = 0,02× ΣSрнн=0,02·24922,7276=498,4546 кВт;
ΣРрвн = 153924,8 кВт;
Крм - коэффициент разновременности максимумов нагрузки,
Крм= 0,9.
Суммарная расчетная реактивная нагрузка:
где ΣQрнн = 14347,2 квар;
DQТ = 0,1× ΣSрнн=0,1·24922,7276=2492,2728 квар;
ΣQрвн = Крм - коэффициент разновременности максимумов нагрузки,
Крм= 0,9.
Суммарная нагрузка по заводу определяется по выражению:
7. Выбор напряжения питающих и распределительных
сетей предприятия
Основным напряжением питающих сетей является 110 кВ. Сети 220
(330) кВ предназначаются для питания крупных узлов 110 кВ, для обеспечения
межсистемных связей, для электроснабжения энергоемких предприятий производства
алюминия, проката электростали и др. (мощностью 100-150 МВт) путем сооружения
подстанций глубокого ввода 220 (110/10) кВ.
Выбор рационального напряжения питающей сети предприятия
определяется расчетной нагрузкой, удаленностью от источника питания,
перспективой развития, наличием сторонних потребителей и т.д.
Определение рационального напряжения.
где L - длина линии, км;
P - передаваемая активная мощность, МВт.
Принимается напряжение питающей линии 110 кВ.
Распределительная сеть промышленного предприятия выполняется
на напряжении 6 кВ и 10 кВ (наличие ЭП 6 кВ и 10 кВ по заданию).
8. Выбор источников питания и их территориального
расположения
8.1 Выбор источников питания
Системы электроснабжения с двумя приемными пунктами
электроэнергии следует применять:
при повышенных требованиях к надежности питания
электроприемников I категории;
при двух обособленных группах потребителей на площадке
предприятия;
В качестве источника питания на предприятие применяется
главная понизительная подстанции (ГПП), и подстанция глубокого ввода (ПГВ) т.к.
расчетная мощность потребителя более 100 МВт и составляет 203,530 МВА. ГПП
размещается на границе предприятия со стороны подвода воздушных питающих линий,
ПГВ на территории предприятия в непосредственной близости к энергоемкому цеху.
Питание ГПП и ПГВ от сетей энергосистемы выполняется по двум линиям,
подключенным к независимым источникам питания. ГПП выполняется по схеме на
стороне 110 кВ «Мостик с выключателями в цепях линий и неавтоматической
ремонтной перемычкой со стороны линий», ПГВ - блок «линия-трансформатор».
РУ 6-10 кВ двух трансформаторных ГПП, ПГВ выполнено с
одинарной секционированной выключателем системой сборных шин; секции, работают
раздельно.
Мощность каждой ГПП и ПГВ определяем аналогично расчетной
нагрузке по предприятию: ГПП 92768,21779 кВт; ПГВ - 109093,4818 кВт.
Вторичные распределительные подстанции РП 6-10 кВ, питающиеся
от ГПП и ПГВ, сооружаются в непосредственной близости к потребителям.
Предельная, подключаемая к РП, нагрузка определяется исходя из пропускной
способности выключателя линии, питающей РП. РП 6-10 кВ выполняется с одной
одиночной секционированной выключателем системой шин.
8.2 Построение картограммы электрических нагрузок
Центр нагрузок является символическим центром потребления
электроэнергии. Поэтому ГПП располагаем как можно ближе к центру нагрузок. Это
позволяет приблизить высокое напряжение к центру нагрузок, сократить
протяженность сетей, уменьшить расход проводникового материала, снизить потери.
За центр электрических нагрузок (ЦЭН) цеха принимают центр
тяжести фигуры (цеха).
Для определение места установки ГПП рассчитывается центр
электрической нагрузки по горизонтальной и вертикальной оси:
где Хi и Yi - координаты ЦЭН i - того цеха,
которые определяются автоматизировано средствами пакета Компас 3D V12 как центр
масс плоской фигуры, рисунок 1.
Для выбора места расположения ГПП, ТП предприятия при
проектировании строят картограмму электрических нагрузок на генплане завода.
При построении картограммы необходимо знать расчётные силовые и осветительные
нагрузки цехов.
Силовые нагрузки до и выше 1000 В изображаются отдельными
кругами. Картограмма представляет собой размещенные на генеральном плане
предприятия или плане цеха окружности, площадь которых соответствует в
выбранном масштабе расчетным нагрузкам
. Наносятся на генплан центры электрических нагрузок (ЦЭН)
каждого цеха;
. Определяется масштаб активных и реактивных (m) нагрузок, исходя из
масштаба генплана.
Определяются радиусы окружности нагрузки для активной и
реактивной мощности по следующим формулам:
где m - масштаб для определения площади круга (выбирается исходя
из наглядности изображения).
Силовые нагрузки изображаются отдельными кругами. Считается,
что нагрузка по цеху распределена равномерна, поэтому центр нагрузок совпадает
с центром тяжести фигуры, изображающей цех на плане.
Осветительная нагрузка наносится в виде сектора круга. Угол
сектора Расчет приводится для цеха №1 - Парокислородный цех (0,4 кВ).
Расчет радиуса окружности для низковольтной нагрузки,
задается масштабом m=0,5 кВт/мм:
Окружности с полученными радиусами и осветительная нагрузка,
в виде сектора круга, наносятся на план предприятия, рисунок 1.
Расчет радиуса окружности для высоковольтной нагрузки цеха 1
(6 кВ), задаемся масштабом m=0,9 кВт/мм:
Результаты расчетов остальных цехов выполняются аналогично и
сведены в таблицы 8.1 и 8.2.
Таблица 8.1 - Данные для построения картограммы и определения
ЦЭН (0,4 кВ)
№
Наименование
цеха
X, м
Y, м
Po, кВт
PΣ., кВт
R, мм
α, град
1
Парокислородный
цех
77,50
480,48
43,20
805,50
22,65
19,31
2
Склад горючих
материалов
182,00
472,23
24,68
77,18
7,01
115,13
3
Склад масел
275,50
472,23
20,57
38,07
4,92
194,52
4
Электро депо
69,81
414,38
40,11
519,61
18,19
27,79
5
Скрапбаза
209,50
355,55
79,19
604,19
19,62
47,19
6
Вагонное депо
76,35
300,15
46,28
186,28
10,89
89,44
8
Паровозное депо
217,94
222,42
134,12
431,62
16,58
111,86
9
Столовая
72,00
125,79
35,68
152,68
9,86
84,13
10
Цех «Т»
219,31
135,06
223,18
598,18
19,52
134,32
11
Склад
строительных материалов
220,95
52,88
37,03
72,03
6,77
185,06
12
Толстолистовой
цех
429,50
230,99
541,23
1172,58
27,33
166,17
13
Среднелистовой
цех
564,46
345,47
169,88
1037,98
25,71
58,92
14
Сортопрокатный
цех №1
573,24
273,27
177,51
1598,03
31,90
39,99
15 590,48
202,28
132,86
1079,88
26,23
44,29
16
Проволочно-штрипсовый
цех №1
592,91
150,59
132,86
748,42
21,83
63,91
17
Сортопрокатный
цех №3
580,61
104,53
106,72
627,58
19,99
61,22
18
Проволочно-штрипсовый
цех №2
581,44
76,74
102,37
717,93
21,38
51,33
19
Проволочно-штрипсовый
цех №3
581,34
44,21
91,48
762,28
22,03
43,20
20
Адьюстаж
743,00
231,00
548,86
1732,63
33,22
114,04
21
Обжимной цех №1
992,74
269,06
262,45
2235,40
37,73
42,27
22
Компрессорная
888,75
193,05
6,38
88,06
7,49
26,10
23
Насосная
880,50
152,90
2,85
198,87
11,25
5,16
24
Обжимной цех №2
964,42
89,93
173,37
4434,95
53,15
14,07
7
РМЦ
95,00
209,50
21,07
284,45
13,46
26,66
Итого
20204,40
Таблица 8.2 - Данные для построения картограммы и определения
ЦЭН
№
Наименование
цеха
X, м
Y, м
P., кВт
R, м
PΣ.X,
м
14
Сортопрокатный
цех №1
573,24
273,27
6853,00
46,72
3928432,91
15
Сортопрокатный
цех №2
590,48
202,28
13172,00
64,77
7777802,56
16
Проволочно-штрипсовый
цех №1
592,91
150,59
4895,00
39,48
2902269,98
17
Сортопрокатный
цех №3
580,61
104,53
5785,00
42,92
3358832,32
18
Проволочно-штрипсовый
цех №2
581,44
76,74
3916,00
35,31
2276932,35
19
Проволочно-штрипсовый
цех №3
581,34
44,21
6319,00
44,86
3673472,29
21
Обжимной цех №1
992,74
269,06
41652,00
115,17
41349464,86
24
Обжимной цех №2
964,42
89,93
25400,60
89,94
24496933,01
1
Парокислородный
цех
77,50
480,48
4779,30
39,01
370395,75
12
Толстолистовой
цех
429,50
230,99
3560,00
33,67
1529022,85
13
Среднелистовой
цех
564,46
345,47
12371,00
62,77
6982974,25
15
Сортопрокатный
цех №2
590,48
202,28
1958,00
24,97
1156159,84
16
Проволочно-штрипсовый
цех №1
592,91
150,59
498,40
12,60
295503,85
17
Сортопрокатный
цех №3
580,61
104,53
2055,90
25,59
1193677,33
18
Проволочно-штрипсовый
цех №2
581,44
76,74
1468,50
21,63
853849,63
19
Проволочно-штрипсовый
цех №3
581,34
44,21
534,00
13,04
310434,28
21
Обжимной цех №1
992,74
269,06
6452,50
45,33
6405632,91
22
Компрессорная
888,75
193,05
1376,00
20,93
1222920,00
23
Насосная
880,50
152,90
608,00
13,92
535344,00
24
Обжимной цех №2
964,42
89,93
10270,60
57,19
9905206,97
Итого 10 кВ
45932,20
30761121,66
Итого 6 кВ
107992,60
89764140,29
9. Предварительный выбор числа, мощности
трансформаторов цеховых подстанций, их места расположения и конструктивного
исполнения
9.1 Выбор числа и мощности ЦТП
Предварительный выбор числа и мощности трансформаторов
цеховых подстанций производится на основании требуемой степени надежности
электроснабжения (таблица 1.1) и распределения между ТП потребителей
электроэнергии до 1000 В. Количество трансформаторов на ЦТП принимается в
зависимости от категорийности:
два трансформатора для потребителей I и II категорий;
один трансформатор - для потребителей III категории, также
один трансформатор принимается для II категории при наличии резервирования по низкой
стороне трансформатора.
Мощность цеховых трансформаторов следует определять по
среднесменной потребляемой мощности за наиболее загруженную смену:
где Согласно /16/ величина Кз может быть принята:
а) Кз = 0,65 - 0,7 при преобладании нагрузок I и
II категорий;
б) Кз= 0,7 - 0,8 при преобладании нагрузок II
категории;
в) Кз = 0,9 - 0,95 при преобладании нагрузок II
категории при наличии централизованного (складского) резерва трансформаторов, а
также при нагрузках III категории при однотрансформаторных подстанциях.
Расчет приводится для ТП1:
К данной ТП присоединены нагрузки цехов №1, 2,3 и наружное
освещение предприятия что в сумме составляет Sрц=1252,1687 кВА. Данные
потребители относятся ко I категории по надёжности электроснабжения, на основе этого
принимается:
количество трансформаторов n=2,
коэффициент загрузки трансформаторов Кз=0,7.
Расчетная мощность трансформатора:
Принимается ближайшая стандартная мощность трансформатора:
SНТ=1000
кВА.
Результаты расчетов остальных ТП выполняются аналогично и сводятся
в таблицу 9.1
Таблица 9.1 - Предварительный выбор числа и мощности цеховых
трансформаторов
№ п/ст
наименование
потребителя
Pp, кВт
Qр, квар
ΔPтр, кВт
ΔQтр,
квар
Sp, ВА
Категория
ТП 1
Цеха 1,2,3 +
освещение
1000,19
740,94
11,10
83,12
1304,52
I, III
ТП 2
Цеха 4,5
1123,81
781,46
14,18
102,28
1440,83
III
ТП 3
Цеха 6,7,8,9
1055,03
943,81
13,54
96,32
1491,21
I, II, III
ТП 4
Цеха 10,11
750,87
610,85
10,04
65,78
1018,24
III
ТП 5
Цех 12
1241,75
1122,19
17,39
117,03
1766,66
II
ТП 6
Цех 13
1133,09
777,27
9,27
91,92
1435,44
II
ТП 7
Цех 14
1753,66
1137,91
18,28
145,94
2188,17
II
ТП 8
Цех 15
1183,63
777,97
13,33
95,17
1481,58
II
ТП 9
Цех 16
815,86
567,68
11,56
68,32
1043,61 ТП 10
Цех 17
684,65
472,75
8,73
55,42
871,62
II
ТП 11
Цех 18
785,37
527,02
10,66
64,25
991,60
II
ТП 12
Цех 19
835,77
547,55
11,66
68,78
1047,86
II
ТП 13
Цех 20
1862,32
1482,84
22,46
170,26
2507,02
II
ТП 14
Цех 21
2451,56
1601,65
31,84
224,79
3082,71
II
ТП 15
Цеха 22, 23
286,93
171,10
3,87
20,55
348,27
I
ТП 16
Цех 24
2450,92
1467,43
30,50
217,01
2999,13
II
ТП17
Цех 24
2450,92
1467,43
30,50
217,01
2999,13
II
9.2 Выбор типа цеховых ТП, их компоновки и
конструктивного исполнения
При проектировании применяются комплектные трансформаторные
подстанции промышленного типа (КТПП), обеспечивающие большую надежность и
сокращение сроков строительства, выбор оборудования производится в соответствии
с каталогом ПО Элтехника, город Санкт-Петербург, /17/.
КТП промышленного типа выпускаются как для внутренней
установки, так и для наружной установки.
В данном курсовом проекте применяются пристроенные
трансформаторные подстанции. К установке предлагаются трансформаторы типа ТМГ.
Таблица 9.2 - Основные параметры КТПН
Наименование
параметра
Значение
Номинальное
напряжение, кВ: - на стороне ВН - на стороне НН
6 или 10
0,4/0,23
Количество
силовых трансформаторов
1 или 2
Мощность
силового трансформатора, кВА
250; 400; 630;
1000; 1600; 2500
Распределительное
устройство высокого напряжения РУBH - (6) 10кВ
выключатели
нагрузки,
Номинальный ток
главных цепей на стороне ВН, А
до 630
Ток
электродинамической стойкости на стороне ВН, кА
не менее 25
Изоляция на
стороне ВН
Воздушная
Исполнение
ввода ВН
кабельный
Распределительное
устройство низкого напряжения РУНН 0,4/0,23 кВ:
панели
распределительные типа ЩО70
Исполнение
ввода НН
кабельный
Климатическое
исполнение (У) и категория размещения (1) по ГОСТ 15150-69
У1
Номинальный
режим работы
Продолжительный
Вид
обслуживания
Периодический
9.3 Выбор схемы соединения обмоток цеховых
трансформаторов
По условиям надежности действия защиты от однофазных к.з. в
сетях напряжением до 1000 В и возможности подключения несимметричных нагрузок
применяется трансформаторы со схемой соединения обмоток «треугольник-звезда» с
нулевым выводом, рассчитанным на ток 0,75 Iномт.
.4 Выбор схемы подключения трансформаторов на
цеховых трансформаторных подстанциях
Схема подключения ЦТП выбирается исходя из зависимости длины
питающего кабеля и мощности трансформаторов. Для ТП с трансформаторами
мощностью до 630 кВА и питающей линии длиной менее 150 м применяется глухой
ввод, разъединители или штепсельный кабельный разъем; для питающих линий более
150 м при мощности трансформатора до 1600 кВА применяется выключатель нагрузки,
если же мощность трансформатора более 1600 кВА применяется автоматический
выключатель.
10. Выбор числа, типа, предварительной мощности
трансформаторов на ГПП и главной схемы ее соединений
Для преобразования и распределения электроэнергии, получаемой
от энергосистемы, на предприятии установлены две главные понизительные
подстанции ГПП 110/10/6 и ПГВ 110/10/6. На подстанциях, питающих
электроприемники I или II категории установлено по два масляных трансформатора
с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН). В ОРУ 110 кВ предусматриваются
элегазовые выключатели, в РУ 6-10 кВ - шкафы КРУ с вакуумными выключателями.
Производится расчет мощности трансформаторов для ГПП и ПГВ:
где Предварительно выбираем на ГПП ТРДН 63000/110/10/6 -
трехфазный трансформатор с расщеплением обмотки по низкой стороне с
естественным масляным охлаждением с принудительным дутьем, с регулированием
напряжения под нагрузкой; на ПГВ ТРДЦН 100000/110/10/6.
11. Выбор оборудования на цеховой
трансформаторной подстанции
11.1 Выбор оборудования на стороне выше 1000 В
Для трансформаторных подстанций РУ ВН организовано на базе
камеры КСО-3М укомплектованных выключателями нагрузки ВНАП10/630-2 ЗП с
высоковольтными предохранителями на напряжение 6 кВ - ПКТ 102-6-31,5-31,5 У3,
на напряжение 10 кВ - ПКТ-103-10-20-20 У3.
Сборные шины выполнены алюминием сечением 40х5 мм.
.2 Выбор автоматических выключателей на стороне
ниже 1000 В
Распределительные устройства низкого напряжения
укомплектованы автоматическими выключателями типа ВА 51, для защиты
трансформаторов выбираются автоматические выключатели типа ВА 74.
12. Компенсация реактивной мощности
12.1
можно определить по упрощенной формуле:
, (2.1)
,591.
округляется до ближайшего меньшего числа: nэ=46.
, в зависимости от
и
.
, (2.2)
, (2.3)
, (2.4)
кВт;
квар;
ВА.
, и среднеквадратическим отклонением
из уравнения:
, (2.5)
, (2.6)
- ступени характерного зимнего суточного
графика электрических нагрузок в относительных единицах;
- число
отрезков длительностью Т=3Т0 (Т0 - постоянная времени
нагрева).
, (2.7)
кВт.
кВт;
квар;
ВА.
, (2.8)
- удельная расчетная силовая нагрузка
производственной площади, определяется согласно /6/, принимается 0,3 кВт/м2;
- площадь помещения, м2 (определяется по генплану
завода).
кВт;
квар;
ВА.
, (3.1)
- высота помещения согласно заданному
варианту;
- высота рабочей поверхности, зависит от характера выполняемой
работы и принимается для большинства отделений 0,8 м;
- высота свеса светильника, принимается в пределах 0 - 1,5 м.
м.
Лк, коэффициент запаса
при освещении газоразрядными лампами,
/12/.
, коэффициенты отражения: потолка -
=50%; стен -
=30%; рабочей поверхности -
=10%, /13/.
= 3,8 Вт/м2. Табличное
значение удельной мощности, Вт/м2 корректируется на значение
освещенности i:
Вт/м2.
, (3.2)
, (3.3)
кВт,
, (3.4)
квар.
кВт,
квар.
, (3.5)
, (3.6)
кВт;
кВт;
, (4.1)
, (4.2)
кВт;
квар;
ВА.
, (5.1)
квар;
ВА.
, (6.1)
- суммарная расчетная активная нагрузка
цехов завода напряжением ниже 1000 В. Определяется из таблицы 4.1:
- потери активной мощности в трансформаторе:
- потери активной мощности в линии:
;
- суммарная активная нагрузка высоковольтных ЭП:
, (6.2)
- суммарная расчетная реактивная нагрузка
цехов завода напряжением ниже 1000 В. Определяется из таблицы 4.1:
- потери реактивной мощности в трансформаторе:
- потери реактивной мощности в линии:
;
- суммарная реактивная нагрузка высоковольтных ЭП:
кВт;
, (6.3)
, (7.1)
, (8.1)
, (8.2)
- расчетная активная мощность, (из
таблицы 4.1);
, (8.3)
определяется из соотношения активных расчётных (
) и осветительных нагрузок (
) цехов.
, (8.4)
, (9.1)
- номинальная мощность трансформатора;
- средняя мощность за наиболее загруженную смену;
- коэффициент загрузки трансформаторов;- число трансформаторов
цеховой подстанции
кВА
, (11.1)
- номинальная мощность трансформатора;
- расчетная нагрузка ГПП/ПГВ;
- коэффициент загрузки трансформаторов;- число трансформаторов
цеховой подстанции.