Содержание
Введение
Теоретическая часть
Основные электропотребители в промышленном цехе
Методы расчёта электрических нагрузок
Распределительные пункты электрической энергии
Расчётная часть
Выбор числа и мощности трансформаторов связи на электростанции
Расчет ЛЭП и выбор неизолированных проводов
Расчет электрических нагрузок цеха. Выбор числа и мощности питающих трансформаторов
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Абсолютно любая система электроснабжения предназначена для безопасного и качественного распределения, регулирования и преобразования электрического тока, а потому содержит ряд основополагающих и обязательных элементов. Её можно разделить на такие основные составляющие:
электрические станции как источники энергии;
элементы распределения энергии - электрические сети и распределительные устройства;
электроприёмники, или потребители электрической энергии.
Грамотно составленный проект является отличной возможностью заблаговременно просчитать затраты, а также запланировать расходный материал. Он станет подспорьем в работе других субподрядчиков, которые будут выполнять работы, связанные с отоплением, кондиционированием, водоснабжением помещений. Опытный специалист грамотно составит схему электроснабжения многоквартирного дома, рассчитает максимальную мощность потребления энергии, подберет кабельно-проводниковую продукцию, произведет комплектацию распределительных щитов, расстановку осветительных приборов и так далее.
Проектирование схем электроснабжения следует доверять исключительно высококвалифицированным профессионалам. В ходе составления этих расчетов специалист опирается на предоставленные заказчиком документы
1.Теоретическая часть
1.1 Основные электропотребители в промышленном цехе
Система электроснабжения завода состоит из питающих, распределительных, трансформаторных и преобразовательных подстанций и связывающих их кабельных и воздушных сетей и токопроводов высокого и низкого напряжения. Система электроснабжения строится таким образом, чтобы она была надежна, удобна и безопасна в обслуживании и обеспечивала необходимое качество энергии и бесперебойность электроснабжения в нормальном и послеаварийном режимах. В то же время система электроснабжения должна быть экономичной по затратам, ежегодным расходам, потерям энергии и расходу дефицитных материалов и оборудования. Экономичность и надежность системы электроснабжения достигается путем применения взаимного резервирования сетей предприятий и объединения питания промышленных, коммунальных и сельских потребителей.
При сооружении на предприятиях собственных электростанций, главных понизительных подстанций и других источников питания учитываются близлежащие внезаводские потребители электроэнергии. Особенно это необходимо в районах, недостаточно охваченных энергосистемами. Электрические сети и подстанции органически входят в общий комплекс предприятия, как и другие производственные сооружения и коммуникации. Поэтому они должны увязываться со строительной и технологической частями, очередностью строительства и общим генеральным планом предприятия. Большой и все возрастающий удельный вес получают крупные энергоемкие предприятия черной и цветной металлургии, химии и другие, которые предъявляют высокие требования к их надежному и экономичному электроснабжению. Они характеризуются большими значениями суммарных установленных мощностей электроприемников.
Общие понятия Электроприемниками считаются устройства, в которых происходит преобразование электрической энергии в другие виды энергии. Электроприемники объединяются в электроустановки - комплекс взаимосвязанного оборудования и сооружений. Примеры электроустановок: конденсаторная и индукционная установки, электрическая подстанция, линия электропередачи, распределительная подстанция и т. д. Каждый электроприемник потребляет при своей работе определенную мощность, которую называют электрической нагрузкой, на практике понятие нагрузки распространяется также на ток (токовая нагрузка).
1.2 Методы расчета электрических нагрузок
1. К основные методам определения расчетных (ожидаемых) электрических нагрузок, следует отнести методы определения расчетных нагрузок по:
1) установленной мощности и коэффициенту спроса;
2) средней мощности и отклонению расчетной нагрузки от средней (статистический метод);
3) средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузок;
4) средней мощности и коэффициенту максимума (метод упорядоченных диаграмм показателей графиков нагрузок).
К вспомогательным можно отнести методы определения расчетных нагрузок по:
1) удельному расходу электроэнергии на единицу продукции при заданном объеме выпуска продукции за определенный период;
2) удельной нагрузке на единицу производственной площади.
Первый из основных и вспомогательные методы определения расчетных нагрузок являются приближенными или эмпирическими методами расчета. Последние три из указанных выше основных методов определения расчетных нагрузок используют основные положения теории вероятностей.
3) средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузок;
4) средней мощности и коэффициенту максимума (метод упорядоченных диаграмм показателей графиков нагрузок).
Первый из основных и вспомогательные методы определения расчетных нагрузок являются приближенными или эмпирическими методами расчета. Последние три из указанных выше основных методов определения расчетных нагрузок используют основные положения теории вероятностей.
Поэтому при определении расчетных нагрузок отдельных узлов системы электроснабжения проектируемого предприятия коэффициенты формы могут быть приняты по опытным данным для соответствующих узлов системы электроснабжения действующего предприятия, аналогичного по технологическому процессу и производительности проектируемому предприятию.
1.3 Распределительные пункты электрической энергии
Распределительный пункт - это подстанция промышленного предприятия или городской электрической сети, предназначенная для приема и распределения электроэнергии одним напряжением без его преобразования.
Распределительная линия - это линия, которая питает несколько трансформаторных подстанций от ЦП или распределительного устройства или вводов для электрических установок потребителей.
Подстанция представляет собой электрическую установку, которая служит для преобразования и распределения электроэнергии и состоит из трансформаторов или других силовых преобразователей, распределительных устройств до 1000 В и выше, аккумуляторных батарей, блоков управления и вспомогательных устройств.
Электроэнергия подается промышленным, городским и сельским потребителям от трансформаторных подстанций, основным элементом которых является трансформатор, который преобразует (преобразует) электрическую энергию одного напряжения в электрическую энергию другого (более высокое или более низкое напряжение). Принципиальная схема передачи и распределения электрической энергии приведена на рис. 5. Электрическая энергия, вырабатываемая генераторами с номинальным напряжением 10 ... 15 кВ, подается на трансформаторы электростанции А, где ее напряжение возрастает до 220 кВ, после чего он подается на шины открытой подстанции этой электростанции, а затем по линии электропередачи 220 кВ, передаваемой на шины 220 кВ понижающей подстанции, также подключается к линиям электропередачи 220 кВ с помощью питания. станция Б.
На понижающей подстанции напряжение электрической энергии от 220 кВ снижается трансформаторами до 10 (или 6) кВ, и с этим напряжением оно подается на точку распределения, а от нее на подстанции PSI, PS2, PSZ с мощностью трансформаторы, которые в свою очередь снижают напряжение до 380 (или 220) В, т. е. до значений, с которыми электричество подается потребителям.
Электрическая энергия используется: в электродвигателях для моторных целей; в лампы накаливания и люминесцентные лампы для освещения; в электрических печах, гальванических ваннах и различных устройствах для обеспечения технологических процессов; в электросварочных установках для сварки металлов и для других целей.
Когда электрическая энергия потребляется, происходит процесс обратного преобразования: в электродвигателях электрическая энергия преобразуется в механическую; в лампах накаливания - сначала во власть, а затем в энергию светового потока; в электрических нагревательных печах - в тепловых и т. д. Эти превращения также сопровождаются потерями, в основном в виде тепла, излучаемого в окружающую среду.
Производство, передача и потребление электрической энергии осуществляются при определенных напряжениях, установленных ГОСТами. Для электродвигателей и различных электрических аппаратов номинальные напряжения - это те, для которых предназначена их изоляция, и при которых гарантируется их нормальная работа, гарантированная изготовителем. Номинальное напряжение электрооборудования должно быть указано в его паспорте (для электродвигателей, устройств) или штампе (для реле, устройств и т. Д.). Подключение устройств и аппаратов к сети с напряжением, соответствующим их номинальному напряжению, является обязательным требованием, которое гарантирует безопасность изоляции и нормальную продолжительность работы этого электрического оборудования.
Номинальное напряжение определяет нормальную работу электрооборудования. Так, на лампе или основании лампы накаливания указано, что она рассчитана на напряжение 220 В. Это означает, что если она подключена к сети с напряжением 220 В, она создаст нормальный световой поток для это и будет работать долго, гарантировано производителем. Если сетевое напряжение меньше номинального напряжения лампы, то ее срок службы немного увеличится, но световой поток резко уменьшится, и наоборот, если сетевое напряжение увеличится выше номинальной лампы, это даст больше света, но при этом срок его службы будет во много раз меньше. На работу электродвигателей напряжение питания влияет следующим образом. Если напряжение поднимается выше номинальных обмоток двигателя, они чрезмерно нагреваются, и возникает опасность повреждения изоляции. Если электродвигатель работает при пониженном напряжении, то его номинальная мощность значительно снижается, что в конечном итоге также приводит к перегреву обмоток.
2. Расчетная часть
2.1 Выбор числа и мощности трансформаторов связи на электростанции
Для трансформаторов, подключенных к генераторному распределительному устройству (ГРУ), вычисляют мощности трёх режимов и выбирают наибольшую из этих мощностей.
В первом режиме (S1р) считают минимальное потребление нагрузки на генераторном напряжении:
S1p=v(Pг* nгру-Pмин-Рсн*nгру)2+(Qг*nгру-Qмин-Qсн*nгру)2 МВ*А, (1)
Qг=Pг*tgцг (2)
Qмин=Pмин*tgцн (3)
Pсн=0,1*Pг (4)
Qсн=Pсн*tgцг (5)
где Рг, Рсн - активная мощность одного генератора и его собственных нужд, МВт;
Qг, Qсн - реактивная мощность одного генератора и его собственных нужд, Мвар;
Рмин - активная минимальная нагрузка на генераторном напряжении, МВт;
Qмин - реактивная минимальная нагрузка на генераторном напряжении, Мвар;
n гру- число генераторов, подключенных к ГРУ.
Во втором режиме - при максимальном потреблении нагрузки на генераторном напряжении (S2p, МВ*А):
S2p= v(Pг*nгру-Pмакс-Рсн*nгру)2+(Qг*nгру-Qмакс-Qсн*nгру)2 MB*A, (6)
Qмакс=Pмакс*tgцн (7)
где Pмакс - активная максимальная нагрузка на генераторном напряжении, MВт;
Qмакс - реактивная максимальная нагрузка на генераторном напряжении, Mвар.
В третьем режиме - при отключении одного генератора и максимальном потреблении нагрузки на генераторном напряжении (S3p, MВ*А) Знак «минус» в скобках подкоренного выражения означает, что недостающая мощность потребляется из ЭНС.:
S3p=v(Pг*n'гру-Pмакс-Рсн*n'гру)2+(Qг*n'гру-Qмакс-Qсн*n'гру)2МВ*А, (8)
где n'гру-новое число генераторов подключенных к ГРУ:
n'гру=nгру-1 (9)
Условия выборов мощности трансформаторов (Sт.гру), подключенных к ГРУ:
Sт.гру=0,7*S1.рМВ*А, (10)
где Sм.р- максимальная расчётная мощность (максимальный из 3-ёх режимов).
Sбл.р=v(Pг-Pсн)2+(Qг-Qсн)2 МВ*А (11)
Условия выбора мощности блочного трансформатора:
Sт.бл?Sбл.р МВ*А, (12)
где Sбл.р - полная расчетная мощность блочного трансформатора, МВ*А.
Для выбора трансформатора по справочнику нужно знать три величины: полную расчетную мощность, высокое и низкое напряжение .
Высокое напряжение (Vвн) ориентировочно определяют из соотношения:
Vвн= Vлэп = (1....10)*Pпер кВ, (13)
где Vлэп - напряжение линии электропередачи, кВ;
Рпер - активная мощность передаваемая от электростанции в ЛЭП, МВт
Pпер=Pг*nг-PСН*nг-Pмин МВт, (14)
где nr- количество генераторов на электростанции.
Из полученного промежутка значений напряжения выбирается класс напряжения, соответствующий среднему номинальному значению по шкале напряжений: