Курсовая работа: Расчет и проектирование схемы электроснабжения цеха

10,5-21 - 36,75 - 115 - 158 - 230-247-525- ... кВ.

Полную передаваемую мощность (Sпep) без учета потерь определяют по формуле:

Sлэп= (15)

где cosкоэффициент активной мощности генераторов электростанции.

Полную передаваемую мощность с учетом потерь в трансформаторах (Sлэn) определяют как:

Sлэп=, (16)

где Кпот-коэффициент потерь в трансформаторе.

Зависимость Кпот = F(cos фг)

Приближенно потери в трансформаторах можно определить из соотношений

0,02=0,1 (17)

Коэффициент загрузки трансформатора (Kз) определяется по формуле

K (18)

Где Sф -- фактическая нагрузка на трансформаторы, МВ*А;

Sт-- номинальная мощность трансформатора, МВ- А;

n -- число трансформаторов, на которое распределена фактическая нагрузка. В конце расчетно-практического задания пишется ответ, где указывается:

количество и марка трансформаторов;

значения их коэффициентов загрузки

полная передаваемая мощность Sлэп.

Дано:

Тип генератора-- ТВВ-165-2

Vг=18 кВ Т1 Т2 Т3

COS= 0,85

nгру = 2

nбл=1

Рмин = 200 МВт

Pмакс=300 МВт

cos0,86

Pсн=8% СН СН СН

Требуется:

G1 G2 G3

составить структурную схему электростанции (ЭС); рис.1 структурная

рассчитать и выбрать трансформаторы; схема электростанции

определить Кз,Sлэп,Vлэп.

Составляется структурная схема ЭС и наносятся данные (рис. 1)

Определяется расчетная мощность трансформатора ГРУ:

S1p=v(Pг* nгру-Pмин-Рсн*nгру)2+(Qг*nгру-Qмин-Qсн*nгру)2=

=v(165*2-200-16,5*2)2+(102,3*2-118-10,23*2)2 =117,4 МВ*А (19)

Qг=Pг*tgцг=165*0,62=102,3Мвар, (20)

Qмин=Pмин*tgцн=200*0,59=118 Мвар, (21)

Pсн=0,1*Pг=0,1*165=16,5 МВт, (22)

Qсн=Pсн*tgцг=16,5*0,62=10,23 Мвар, (23)

Qмакс=Pмакс*tgцн=300*0,59=177 Мвар, (24)

S2p= v(Pг*nгру-Pмакс-Рсн*nгру)2+(Qг*nгру-Qмакс-Qсн*nгру)2=

=v(165*2-300-16,5*2)2+(102,3*2-177-10,23*2)2=7,7MB*A, (24)

n'гру=nгру-1=1 , (25)

S3p=v(Pг*n'гру-Pмакс-Рсн*n'гру)2+(Qг*n'гру-Qмакс-Qсн*n'гру)2=

=v(165*2-300-16,5*2)2+(102,3*2-177-10,23*2)2= 117,4 МВ*А, (26)

Примечание. Знак «минус» в первой скобке подкоренного выражения означает, что недостающая мощность потребляется из ЭНС.

Sт.гру=0,7*S1.р? 0,7*117,4= 82,18 МВ*А, (27

Определяется расчетная мощность блочного трансформатора.

Sбл.р=v(Pг-Pсн)2+(Qг-Qсн)2 =v(165-16,5)2+(102,3-10,23)2=174,7МВ*А (28)

Sт.бл? Sбл.р=174,7 МВ*А (29)

Определяется передаваемая мощность

Pпер=Pг*nг-PСН*nг-Pмин=165*3-16,5*3-200=245,5 МВт, (30)

Sлэп==306 MB*A; (31)

Kпот=F(cosF(0,85)=1,06 (32)

Определяется напряжение передачи

= (1...10) *245,5= 245,5.....2455 кв

Согласно шкале напряжение принимается Vн =247 кВ. (33)

Выбираются трансформаторы согласно таблицам А. 1, АЗ ([5]стр-175)

Определяются коэффициенты загрузки трансформаторов

Kз.гру==0,587 (34)

Kз.бл===0,874 (35)

Наносятся необходимые данные (Sлэп, Vлэп) на структурную схему.

Принято: На ЭС выбраны трансформаторы связи ГРУ --2хТПДНЦ-100000-220/18; Кз.гру=0,587; БЛ-- ТДЦ 200000-220/18;Кз.бл = 0,874; Sлэп= 272 МВ*А.

2.2 Расчет ЛЭП и выбор неизолированных проводов

Методика расчета.

Рассчитать линию электропередачи (ЛЭП) -- это значит определить:

-- сечение провода и сформировать марку;

-- потери мощности;

-- потери напряжения.

* Сечение провода, соответствующее минимальной стоимости передачи электроэнергии (ЭЭ), называют экономическим.

ПУЭ (правила устройства электроустановок) рекомендуют для определения расчетного экономического сечения (Sэк) метод экономической плотности тока.

Sэк, (36)

Где Sэк -- экономическое сечение провода, мм2.

Iм.р-- максимальный расчетный ток в линии при нормальном режиме работы, А.

Для трехфазной сети

(37)

Jэк -- экономическая плотность тока, А/мм2; принимается на основании опыта эксплуатации

jэк = F(Тм, вид проводника),

где Тм -- время использования максимальной нагрузки за год, час.

Полученное расчетное экономическое сечение (Sэк) приводят к ближайшему стандартному значению.

Если получено большое сечение, то берется несколько параллельных проводов (линий) стандартного сечения так, чтобы суммарное сечение было близко к расчетному.

Формируется марка провода, указывается допустимый ток.

Оптимальное расстояние передачи (Lлэп,км) приближенно определяется из соотношения

Lлэп=(0,3...1)Vпер (38)

Потери мощности в ЛЭП определяются по формулам

Rлэп; (39)

Где -- потери активной мощности в ЛЭП, МВт;

-- потери реактивной мощности в ЛЭП, ;

Sпер-полная передаваемая мощность, МВ

Vпер-напряжение передачи

Rлэп, Xлэп -- полное активное и индуктивное сопротивление, ; nлэп --число параллельных линий.

=+ (40)

Сопротивления в ЛЭП определяются из соотношений

=; Xлэп=Lлэп. (41)

где ro, хо -- удельные сопротивления, Ом/км

Значение активного сопротивления на единицу длины определяется для воздушных, кабельных и других линий при рабочей температуре.

=, (42)

где -- удельная проводимость, м/(Ом м“).

Так как чаще всего длительно допустимая температура проводников 65 или 70 ос, то без существенной ошибки принимают

= 50 м/(Ом * мм) для медных проводов,

2

= 30 м/(Ом * мм) для алюминиевых проводов;

S -- сечение проводника (одной жилы кабеля), мм2.

Значение индуктивного сопротивления на единицу длины с достаточной точностью принимается равным

Xo=0,4 Ом/км для воздушных ЛЭП ВН;

Xo=0,08 Ом/км для кабельных ЛЭП ВН

* Потери напряжения в ЛЭП определяются из соотношения

=(tg), (43)

где -- потеря напряжения в одной ЛЭП, %;

-- передаваемая по линии активная мощность, МВт;

протяженность ЛЭП, км;

-- активное и индуктивное сопротивления на единицу длины ЛЭП; -- напряжение передачи, кВ.

Для перевода % в кВ применяется соотношение

=. (44)

Примечания.

Наибольшая допустимая потеря напряжения в ЛЭП () не должна превышать 10 % от номинального значения.

Приближенно потери активной мощности можно определять по формуле

=0,03 (45)

В конце расчетно-практического задания пишется ответ, где указывается:

условное обозначение, допустимый ток, протяженность ЛЭП;

потери полной мощности

потери напряжения (

Дано по моему варианту:

Sпер=272 МВ*А (из 2.1) (46)

Vпер=247 кВ (из 2.1) (47)

Марка провода -АС

COS =0,9 (48)

Tм=6000 ч (49)

Требуется:

составить структурную схему ЛЭП;

рассчитать и выбрать проводники;

определить потери ,.

Составляется структурная схема ЛЭП и наносятся данные

По экономической плотности тока определяется расчетное сечение проводов и приводится к стандартному значению.

= мм2 (50)

===636,5 А (51)

=F(Tм,Ал)=F(2000 Ал)=1 А/м (52)

По [5, с. 71] выбирается для ВЛ наружной прокладки провод

АСК-3 х (3 х 120), =3х300 А. (53)

Определяется оптимальная длина ЛЭП

=(0,3.....1) Vпер=(0,3....1)*247=73,2....247 км. (54)

Принимается Lлэп=150км.

Определяется сопротивление RЛЭП :

== Ом (55)

===0,11 Ом/км (56)

=30 м/(Ом*м) (57)

=Lлэп=0,4*150=60 Ом (58)

Определяются потери мощности в ЛЭП

Rлэп=*5,5=0,74 МВт (59)

=8 Мвар (60)

=+==8 MB*A. (61)

Принимается =8, тогда с учетом потерь

Sлэп=Sпер-=272-8=264 МВ*А (62)

Определяются потери напряжения в ЛЭП

=(tg)=(*0,48)=26% (63)

Рпер=Sпер*cos=272*0,9=244,8 MBт. (64)

При cos=0,; tg=0,48.

==247*6*=14,82 кВ (65)

Ответ:

ВЛ-АС-3 ), =3х680 А;Lлэп=150км, =8 MB*A;=6%

2.3 Выбор числа и мощности питающих трансформаторов

Методика расчета

Метод коэффициента максимума (упорядоченных диаграмм)

Это основной метод расчета электрических нагрузок, который сводится к определению максимальных (,;, ) расчетных нагрузок группы электроприемников.

=; =; =, (66)

где Рм-- максимальная активная нагрузка, кВт;

=-- максимальная реактивная нагрузка, квар;

-- максимальная полная нагрузка, кВ*А;

Км -- коэффициент максимума активной нагрузки;

Км` -- коэффициент максимума реактивной нагрузки;

-- средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт;

-- средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену, квар.

=; =tg , (66)

где -- коэффициент использования электроприемников, определяется на основании опыта эксплуатации по таблице 1.5.1;

-- номинальная активная групповая мощность, приведенная к длительному режиму, без учета резервных электроприемников, кВт;

tg ф -- коэффициент реактивной мощности;

Км = F( определяется по таблицам (трафикам) (см. табл. 1.53), а при отсутствии их может быть вычислен по формуле

Где -- эффективное число электроприемников

-- средний коэффициент использования группы электроприемников,

=, (67)

где,-- суммы активных мощностей за смену и номинальных в группе электроприемников, кВт;

= F(n, m, Ки.ср, Рн) может быть определено по упрощенным вариантам (таблица 1.5,2), где n-- фактическое число электроприемников в группе;

m-- показатель силовой сборки в группе,

, (68)

Где,--номинальные приведенные к длительному режиму активные мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе, кВт.

В соответствии с практикой проектирования принимается при < 10, при >10.

Приведение мощностей З-фазных электроприемников к длительному режиму

Рн = Рп -- Для электроприемников ДР;

Рн = Рп -- для электроприемников ПКР;

Рн =cosПВ -- для сварочных трансформаторов ПКР;

Рн = cos -- для трансформаторов ДР,

где Рн, РП -- приведенная и паспортная активная мощность, кВт;

-- полная паспортная мощность, кВ*А;

продолжительность включения, отн.ед.

Приведение 1-фазных нагрузок к условной З-фазной мощности

Нагрузки распределяются по фазам с наибольшей равномерностью и определяется величина неравномерности (Н)

H=*100% (69)

где Рф.нб, Рф.нм -- мощность наиболее и наименее загруженной фазы, кВт.

При Н>15 % и включении на фазное напряжение

=3 (70)

Где -- условная 3-фазная мощность (приведенная), кВт; -- мощность наиболее загруженной фазы, кВт.

При Н > 15 % и включении на линейное напряжение

-для одного электроприемника.

-для нескольких электроприемников.

При Н 15 % расчет ведется как для З-фазных нагрузок (сумма всех 1-фазных нагрузок).

Примечание. Расчет электроприемников ПКР производится после приведения к длительному режиму.

Определение потерь мощности в трансформаторе

Приближенно потери мощности в трансформаторе учитываются в соответствии с соотношениями

(71)

(72)

S= (73)

Sвн=Sнн+ (74)

электроснабжение мощность нагрузка

Примечание.

-- коэффициент загрузки -- это отношение фактической потребляемой активной мощности (РФ) к номинальной активной мощности (Рн) электроприемника;

Определение мощности наиболее загруженной фазы

).

Рис.2. Схема включения 1-фазных нагрузок на линейное напряжение

При включении 1-фазных нагрузок на фазное напряжение нагрузка каждой фазы определяется суммой всех подключенных нагрузок на эту фазу (рис. 3).

Рис. 3. Схема включения 1-фазных нагрузок на фазное напряжение

Примечание.

-- коэффициент загрузки -- это отношение фактической потребляемой активной мощности (РФ) к номинальной активной мощности (Рн) электроприемника;

Дано:

Вариант -- 19

Категория ЭСН--2

Электроприемники:

№ 3-6-16-21-22-26-28

Цех машиностроения-- 600

Требуется:

составить схему ЭСН;

рассчитать нагрузки и заполнить сводную ведомость нагрузок;

выбрать ТП-- 10/0,4.

По таблице 1 по номерам находятся нужные электроприемники и разбиваются на группы: 3-фазный ДР, 3-фазный ПКР, фазный ПКР, ОУ.

Выбираются виды РУ: ШМА, РП, ЩО.

Исходя из понятия категории ЭСНА, составляется схема ЭСН с учетом распределения нагрузки.

Так как потребитель 3 категории ЭСН, то ТП -- двухтрансформаторная, а между секциями НН устанавливается устройство АВР (автоматическое включение резерва).

Так как трансформаторы должны быть одинаковые, нагрузка распределяется по секциям примерно одинаково, а поэтому принимаются следующие РУ: РП1 (для 3-фазного ПКР), РП2 (для 1-фазного ПКР), ЩО, ШМАТ и ШМА2 (для 3-фазного ДР).