Введение

В настоящее время, в эпоху электрификации, когда электрооборудование применяется повсеместно, одной из главных задач при строительстве любого объекта, является правильное проектирование системы электроснабжения.

Одной из самых электропотребляемых производств, является железнодорожный транспорт. Данную отрасль, можно разделить на две группы, по признаку электропотребителя. Первая группа – контактная сеть. Вторая группа – предприятия железнодорожного транспорта.

Предприятия ж.д. транспорта включают в себя как объекты обслуживающие ж.д. (вокзалы, депо, станции и.т.д.) так и отдельный большие предприятия производящие продукцию для нужд ж.д. транспорта. Предприятия ж.д. используют обширный перечень производственных механизмов на электропитании. Вот наиболее часто используемые агрегаты:

· Электродвигатели производственных механизмов встречаются в предприятиях всех служб. Наибольшие установленные мощности электропривода станков и других механизмов относятся к локомотивному и вагонному хозяйствам.

· В цехах локомотивных и вагонных депо установлены токарные, сверлильные, фрезерные, строгальные, шлифовальные, токарно-карусельные, винторезные и другие станки. Кроме станков, к потребителям этой группы могут быть отнесены молоты, установленные в кузнечных цехах локомотивных и вагонных депо.

· Станочное оборудование с электроприводом, как правило, небольшой мощности установлено в механических мастерских предприятий служб пути, грузового хозяйства, сигнализации и связи, электрификации и энергетического хозяйства, гражданских сооружений, отдела водоснабжения и др.

· К силовым общепромышленным установкам относятся компрессоры, насосы, вентиляторы и подьемно-транспортные устройства.

· Компрессорные установки широко применяются н железнодорожном транспорте – в локомотивных и вагонных депо для снабжения сжатым воздухом пневматического инструмента, проверки тормозной системы подвижного состава и других нужд.

· Вентиляторы устанавливаются в производственных и служебно-бытовых зданиях для систем приточно-вытяжной вентиляции, калориферного отопления, в установках для сушки тяговых двигателей в локомотивных депо, местного отсоса в цехах и т.д.

· Потребители рассматриваемой группы работают как правило в продолжительном режиме.

· Подъемно-транспортные механизмы (мостовые краны, тали, кран-балки, электродомкраты и др.) применяются в локомотивных депо и других хозяйствах. Потребители этой группы работают в повторно-кратковременном режиме с частыми толчками нагрузки.

Электроосветительные нагрузки применяются на всех железнодорожных станциях, в хозяйствах всех служб. Наряду с нагрузками внутреннего освещения производственных, служебно-бытовых, административных, жилых и других зданий значительную долю нагрузок составляет наружное освещение станций, территорий предприятий и поселков.

В отношении обеспечения надежности электроснабжения потребители делятся на три категории.

· К первой категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, срыв графика поездов, принести значительный ущерб железнодорожному транспорту и народному хозяйству в целом. Электроснабжение должно обеспечиваться от двух независимых источников питания, и перерыв электроснабжения допускается на время автоматического восстановления питания.

· Ко второй категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых приводит к нарушению производственного цикла и массовым простоям рабочих энергоемких предприятий. Рекомендуется обеспечивать питание от двух независимых источников питания. Перерыв в электроснабжении допустим лишь на время включения второго источника питания дежурным персоналом или выездной бригадой.

· К третьей категории относятся все остальные электроприемники, не относящиеся к первой и второй категориям. Электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для восстановления электроснабжения, не превышают одних суток.

Реферат

В курсовом проекте рассчитаны электрические нагрузки цехов, определен центр электрических нагрузок. Выбрано место положения главной распределительной подстанции. Рассчитаны мощности цехов с учетом потерь в трансформаторах и с учетом компенсации реактивной мощности на низкой стороне. Для сети 10кВ выбраны кабельные линии. Рассмотрены два варианта схем электроснабжения – магистральная и радиальная схемы. Рассчитаны ток короткого замыкания для РУ-10 кВ, выбрано и проверено оборудование для схемы электроснабжения. Нарисована однолинейная схема электроснабжения.

Характеристики цехов предприятия

Структура установленной мощности предприятия

Ведомость нагрузок

1. Расчет электрических нагрузок

1.1 Силовые электрические нагрузки

Расчет электрических нагрузок по цехам выполняется по методу упорядоченных диаграмм. Главным расчетным параметром этого метода является коэффициент расчетной мощности , определяемый в зависимости от эффективного числа приемников , и группового коэффициента использования для данного узла:

(1)

(2)

где n – число электроприемников в группе.

Расчетная активная нагрузка любой линии на 2УР находится по формуле

(3)

Расчетная реактивная мощность для электроприемников с индуктивным характером нагрузки определяется как

, (4)

где принимается в зависимости от :

(5)

Составим итоговую таблицу по расчёту электрических нагрузок цехов

Расчётные нагрузки цехов

1.2 Электрические нагрузки освещения

Расчет нагрузок производим с помощью коэффициента спроса:

Потребляемая мощность электроосвещением находиться по формуле:

Росв.=Кс*Ру (6)

где Кс – коэффициент спроса,

Ру – установленная мощность.

Ру = Руд*F (7)

где F – площадь цеха (м² )

Р уд – определяем из [1, табл. 6]

1.3 Суммарные электрические нагрузки цехов

Расчетные силовые и осветительные нагрузки

1.4 Картограмма нагрузок

Картограмма электрических нагрузок представляет собой нанесение на генеральный план окружности в выбранном масштабе.

Ррасi=МpRi²

M =10 – выбранный масштаб;

Ri=Ö Ppасi / pМ

Нагрузка активной мощности представляется на картограмме в виде сектора, с углом

a=Росв*360 / РрΣ

Ррi=360

Pосв=a

Картограмма нагрузок активной мощности

Таблица нагрузки реактивной мощности

Картограмма нагрузок реактивной мощности

1.5 Выбор компенсирующих устройств

Потребная мощность компенсирующих устройств (КУ)

, (3.23)

– экономическое значение коэффициента реактивной мощности,

=0,33

(3.24)

К установке принимается ближайшая по мощности стандартная комплектная конденсаторная установка (ККУ). При этом не должна превышать, т.е. .

Тогда итоговая реактивная нагрузка на шинах ТП

Параметры комплектных конденсаторных установок (ККУ) 0.4 кВ

1.6 Определение координат центра электрических нагрузок

Для определения центра электрических нагрузок используется механическая аналогия (находим центр тяжести плоской фигуры). На генеральном плане наносим прямоугольную декартовую систему координат, находим координаты цехов.

Определение центра электрических нагрузок

Определение ЦЭН

2. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций

Выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций.

Параметры трансформаторов 10/0.4 кВ

3. Разработка системы внутризаводского электроснабжения

3.1 Расчет потерь в трансформаторах

Расчетные формулы:

;

3.2 Потери в трансформаторах

3.3 Выбор места положения ГПП или ГРП

Исходя из технико-экономических соображений ГПП желательно располагать в центре электрических нагрузок (ЦЭН). Для определения ЦЭН может быть использован приближенный метод определения центра тяжести масс однородных плоских фигур.

Так как ЦЭН находится в близости от железнодорожных путей, а также то обстоятельство, что для размещения ГПП необходимо: достаточно большая площадь, свободная от застройки и подземных коммуникаций, прокладка кратчайших трасс питающих линий, заставляет нас располагать ГПП, несколько отступив от ЦЭН.

Вариант 1. Схема по радиальному принципу

3.4 Длины кабельных линий

Вариант 1

Вариант 2. Схема по смешанному принципу

Длины кабельных линий

Вариант 2

3.5 Количество ячеек отходящих линий ГРП

Вариант 1 …………………. 8

Вариант 2 …………………. 4

Кабельные трассы. Радиальная схема

Значения коэффициентов одновременности для определения расчетной нагрузки на шинах 6 (10) кВ РП, ГРП, ГПП

Кабельные трассы. Смешанная схема

3.6 Расчет электрических нагрузок на головных участках магистралей

3.7 Выбор сечений кабелей по нагреву

Выбор сечения проводов и кабелей по нагреву проводят по расчетному току, который должен быть меньше допустимого тока или равен ему:

Iдоп ³ Ip,

Если электроснабжение потребителей производилось по параллельным линиям, то в качестве расчетного принимается ток в одной из параллельных линий в предположении, что вторая линия вышла из строя.

Чтобы определить расчетные токи линий, подходящих к каждому цеху, необходимо учесть потери мощности в трансформаторах и определить полную мощность линии.

Потери мощности в трансформаторе можно определить:

– активные потери: DРт=DРхх+DРкз*(Sp_S / Snom)²

-реактивные потери: DQт=DQхх+DQкз*(Sp_S / Snom)²

где DQкз=Uкз*Snom/100,

Активные потери цеха с учетом потерь в трансформаторе:

P= Pp + DРт

Реактивные потери цеха с учетом потерь в трансформаторе:

Q= Qp + QРт

Полная мощность равна:

S=Ö P² +Q²

Расчетный ток:

Iр=S / Ö3 *Unom

Если у нас двух трансформаторная цеховая подстанция, то суммарную полную мощность берем в два раза меньше.

Определение суммарной расчетной нагрузки узла системы эдектроснабжения по значениям n расчетных нагрузок осуществляется суммированием расчетных нагрузок отдельных групп электроприемников, входящих в узле с учетом разновременности (несовпадения) максимумов нагрузок.

S=Kнм*SSpi,

где Кнм – коэффициент несовпадения максимумов нагрузки,

Spi – расчетная нагрузка I-го электроприемника или группы электроприемников.

Кнм – равен отношению максимальной получасовой нагрузки к сумме максимальных получасовых нагрузок отдельных электроприемников или цехов. Коррозионная способность земли низкая. Выбирается кабель марки ААБ.

Вариант 1

Вариант 2

3.8 Выбор сечений по экономической плотности тока

Т_М =4500 ч

Прокладка кабельных линий в траншеях

Вариант 1

Вариант 2

Стоимость ячеек отходящих линий ГРП

Суммарные капитальные затраты

Отчисления на амортизацию и обслуживание

Вариант 1

Вариант 2

Стоимость потерь электроэнергии

Параметры кабельных линий

Вариант 1