Файл: Федеральное государственное бюджетнное образовательное учреждение высшего образования.docx
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 118
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНОБРНАУКИ РОССИИФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ«САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ГАГАРИНА Ю.А »(СГТУ ИМЕНИЕ ГАГАРИНА Ю.А.)САРАТОВСКИЙ КОЛЛЕДЖ МАШИНОСТРОЕНИЯ И ЭНЕРГЕТИКИКурсовая работаСпециальность: 13.02.07 Электроснабжение (по отраслям)По дисциплине МДК.02.01.Устройство и техническое обсулживание электрических подстанций ПМ.02. Техническое обслуживание оборудования электрических подстанций и сетей.
Руководитель:
__Акимов В.В.____________
«____» ___________2023
_____________/Подпись/
Выполнил студент:
Пшеничный Владимир Денисович
Группа ЭСН-31
Оценка______________________
Саратов 2023 г.
Основное оборудование установлено в станочном отделении: станки различного назначения и подъемно-транспортные механизмы. МЦ получает электроснабжение (ЭСН) от собственной цеховой трансформаторной под- станции (ТП).ТП находится на расстоянии 1,5 км от ГПП предприятия, напряжение 6 или 10 кВ. От энергосистемы (ЭНС) до ГПП-12 км.Количество рабочих смен 2. –Потребители ЭЭ относятся по надежности и бесперебойности ЭСН к 2 и 3 категории. Грунт в районе цеха супесь с температурой 0°С, окружающая среда не агрессивная. –Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 8 и 6 м каждый. Размеры цеха 4 x В x H = 48 x 30 x 7 м.Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,2 м.Перечень ЭО цеха дан в таблице 3.12. Мощность электропотребления (P10) указана для одного электроприемника.Расположение основного 30 показано на плане (рис. 3.12).Таблица 1 Перечень ЭО механического цеха серийного производства
1. Расчет мощности трансформаторной подстанцииПри проектировании трансформаторной подстанции, на которой установлены двухобмоточные трансформаторы, расчет мощности производится по формулам (1-5).Расчет полной мощности подстанции с двухобмоточными трансформаторамиРасчет максимальной активной мощности районных потребителейРмакс = Кс · Руст , (1)где: Руст – установленная мощность районного потребителя, кВт;Кс – коэффициент спроса.Руст1 = 4,8*4+30*2 = 79,2Руст2 = 40*2+10*3+14*6 = 194Руст3 = 50*4+40 = 240Руст4 = 2,5*2+25*4+2,5*2+4*3 = 122Руст5 = 32*2+3*4 = 76Руст6 = 4,5*8+1,5*2 = 39Рмакс1 = Кс1 · Руст1 = 0,7*79,2 + 0,8*79,2 = 118,8Рмакс2 = Кс2 · Руст2 = 0,25*194 = 48,5Рмакс3 = Кс3 · Руст3 = 0,6*240 = 144Рмакс4 = Кс4 · Руст4 = 0,25*122 + 0,16*122 = 50Рмакс5 = Кс5 · Руст5 = 0,8*76 + 0,16*76 = 73Рмакс6 = Кс6 · Руст6 = 0,25*39 + 0,16*39 =16ΣРмакс = Рмакс1 + Рмакс2 + Рмакс3+ Рмакс4+ Рмакс5+ Рмакс6 = ΣРмакс = 118,8 + 48,5 + 144 + 50 + 73 + 16 = 450,3 кВт2. Расчет максимальной реактивной мощности районных потребителейQмакс = tgφ · Рмакс, (2)где: Руст – максимальная мощность районного потребителя, кВт;tgφ – тангенс угла, определяется по заданному коэффициенту мощности:tgφ φ = .Qмакс = tgφ1· Рмакс1 = 0,75*118,8 = 89,1Qмакс2 = tgφ2· Рмакс2 = 1,17*48,5 = 56,74Qмакс3 = tgφ3· Рмакс3 = 1,73*144 = 249,12 Qмакс4 = tgφ4· Рмакс4 = 2,30*50 = 115Qмакс5 = tgφ5 · Рмакс5 = 2,30*73 = 167,9Qмакс6 = tgφ6· Рмакс6 = 2,30*16 = 36,8ΣQмакс = Qмакс1 + Qмакс2 + Qмакс3+ Qмакс4+ Qмакс5+ Qмакс6 = ΣQмакс = 89,1 + 56,74 + 249,12 + 115 + 167,9 + 36,8 = 714,66 кВт2. Расчет полной мощности районных потребителей:Sрп=Крм× (3)= Sрп= 0,95 × (1+ (2 + 8) / 100) √(450,3² + 714,66² = 713,509 кВА.где: Рпост–постоянные потери в стали трансформатора, Р пост=1 -2%,(в расчет Р пост = 2%);Р пер – переменные потери в меди трансформатора, Р пер = 6 – 10%,( в расчет пер Р = 8%);ΣРмакс – максимальная суммарная активная мощность районных потребителей, кВт;ΣQмакс – максимальная суммарная реактивная мощность районных потребителей, квар;Крм – коэффициент разновременного наступления максимумов нагрузок, Крм=0,95. 3. Расчет мощности собственных нужд подстанцииМощность собственных нужд подстанции составляет 0,5 – 0,8 % от мощности районных потребителей:Sсн =
Sн.тр = кВА > Sрасч.п/ст = кВА.4. Расчет рабочих токовТоковедущие части и электрическое оборудование подстанции выбираются по условия их длительной работы при номинальной нагрузке.Для этих целей необходимо рассчитать максимальные рабочие токиосновных присоединений проектируемой подстанции. Значения рабочих токов необходимы для определения допустимых токов токоведущих частей иэлектрического оборудования. При расчете рабочих максимальных токов учитывается запас на перспективу развития подстанции, который принимается равным 30 % расчетной мощности, возможные аварийные перегрузки до 40 %.Расчет рабочих токов основных присоединений транзитной трансформаторной подстанции с двухобмоточным трансформатором производится в соответствии с рисунком 1 и по формулам (7 – 12).
Рисунок 1 – Расчетная схема для определения рабочих токов5. Расчет полной мощности трансформаторной подстанцииSтп = (nтр٠Sн.тр + Σ Sтранз)·Кр, (7)где Sн.тр – номинальная мощность главного понижающего трансформатора, кВА;Σ Sтранз - сумма мощностей подстанций, питающихся через шины рассматриваемой подстанции, кВА (количество подстанций, питающихся транзитом от проектируемой, определяется по схеме внешнего электроснабжения. Число этих подстанций необходимо умножить на номинальную мощность главного понижающего трансформатора. Таким образом определяется сумма мощностей Σ Sтранз); nтр – число главных понижающих трансформаторов, установленных на подстанции (как правило, на подстанции устанавливают два трансформатора, т.е. в расчет принять nтр=2); Кр – коэффициент разновременности максимальных нагрузок, Кр =0,75.Sтп = 2 * 160 * 0,75 = 240 кВА.6. Расчет рабочих токов на вводах транзитной подстанцииIраб1 = А (8)где Sтп – полная мощность подстанции, кВА; Uн1 – номинальное напряжение первичной обмотки главного понижающего трансформатора, кВ;Кпр – коэффициент перспективного развития подстанции, Кпр=1,3.5.2.3. Расчет рабочего тока транзитной и ремонтной перемычекIраб2 = (9)где Крн – коэффициент распределения нагрузки, Крн= 0,7.5.2.4. Расчет рабочего тока первичной обмотки главного понижающего трансформатораIраб4 = = (10)где Кав – коэффициент аварийной перегрузки трансформатора, Кав = 1,4.5.2.5. Расчет рабочего тока на вводе в распределительное устройствовторичного напряженияIраб5 = = (11)где Uн2 - номинальное напряжение вторичной обмотки главного понижающего трансформатора, кВ.5.2.6. Расчет рабочего тока на сборных шинах распределительногоустройства вторичного напряженияIраб6 =
Руководитель:
__Акимов В.В.____________
«____» ___________2023
_____________/Подпись/
Выполнил студент:
Пшеничный Владимир Денисович
Группа ЭСН-31
Оценка______________________
Саратов 2023 г.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕИсходные данные 1. Расчет мощности трансформаторной подстанции2. Расчет рабочих токов3. Расчет токов короткого замыкания4. Выбор и проверка оборудования4.1 Выбор и проверка измерительных трансформаторов напряжения подстанции.5. В результате курсового проектирования должны быть представлены:5.1 Техника безопасности при выполнении монтажных работ измерительных трансформаторов напряжения подстанции5.2 Проверка и испытания измерительных трансформаторов напряжения подстанцииЗаключениеСписок используемых источниковГрафическая часть формата А1.1. Принципиальная электрическая схема подстанции А22. План расположение оборудования подстанции А2Исходные данныеКраткая характеристика производства и потребителей ЭЭМеханический цех (МЦ) является вспомогательным и выполняет заказы основных цехов предприятия.Он предназначен для выполнения различных операций по обслуживанию, ремонту электротермического и станочного оборудования.Для этой цели в цехе предусмотрены: станочное отделение, сварочный участок, компрессорная, производственные, служебные и бытовые помещения.Основное оборудование установлено в станочном отделении: станки различного назначения и подъемно-транспортные механизмы. МЦ получает электроснабжение (ЭСН) от собственной цеховой трансформаторной под- станции (ТП).ТП находится на расстоянии 1,5 км от ГПП предприятия, напряжение 6 или 10 кВ. От энергосистемы (ЭНС) до ГПП-12 км.Количество рабочих смен 2. –Потребители ЭЭ относятся по надежности и бесперебойности ЭСН к 2 и 3 категории. Грунт в районе цеха супесь с температурой 0°С, окружающая среда не агрессивная. –Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 8 и 6 м каждый. Размеры цеха 4 x В x H = 48 x 30 x 7 м.Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,2 м.Перечень ЭО цеха дан в таблице 3.12. Мощность электропотребления (P10) указана для одного электроприемника.Расположение основного 30 показано на плане (рис. 3.12).Таблица 1 Перечень ЭО механического цеха серийного производства
| Кол-во | Наименование ЭО |  , кВт |  |  |  |  |  |
| 4 | Сварочные автоматы | 50 | 200 | 0,2 | 0,6 | 0,6 | 1,73 |
| 4 | Вентиляторы | 4,8 | 19,2 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,75 |
| 2 | Компрессоры | 30 | 60 | 0,7 | 0,8 | 0.8 | 0,75 |
| 4 | Алмазно-расточные станки | 2,5 | 10 | 0,17 | 0,25 | 0,65 | 2,30 |
| 4 | Горизонтально-расточные станки | 25 | 100 | 0,17 | 0,25 | 0,65 | 2,30 |
| 2 | Продольно-строгальные станки | 40 | 80 | 0,17 | 0,25 | 0,65 | 1,17 |
| 1 | Кран-балка | 15 | 15 | 0,1 | 0,2 | 0,5 | 1,73 |
| 1 | Мостовой кран | 55 | 55 | 0,1 | 0,2 | 0,5 | 1,73 |
| 6 | Расточные станки | 14 | 84 | 0,17 | 0,25 | 0,65 | 1,17 |
| 3 | Поперечно-строгальные станки | 10 | 30 | 0,17 | 0,25 | 0,65 | 1,17 |
| 4 | Радиально-сверлильные станки | 3 | 12 | 0,14 | 0,16 | 0,5 | 2,30 |
| 3 | Вертикально-сверлильные станки | 4 | 12 | 0,14 | 0,16 | 0,5 | 2,30 |
| 2 | Электропечи сопротивления | 32 | 64 | 0,75 | 0,8 | 0,95 | 2,30 |
| 2 | Заточные станки | 1,5 | 3 | 0,14 | 0,16 | 0,5 | 2,30 |
| 8 | Токарно-револьверные станки | 4,5 | 36 | 0,17 | 0,25 | 0,65 | 2,30 |
| | Освещение | 86 | | | | | |
| | Итого | | | | | | |
1. Расчет мощности трансформаторной подстанцииПри проектировании трансформаторной подстанции, на которой установлены двухобмоточные трансформаторы, расчет мощности производится по формулам (1-5).Расчет полной мощности подстанции с двухобмоточными трансформаторамиРасчет максимальной активной мощности районных потребителейРмакс = Кс · Руст , (1)где: Руст – установленная мощность районного потребителя, кВт;Кс – коэффициент спроса.Руст1 = 4,8*4+30*2 = 79,2Руст2 = 40*2+10*3+14*6 = 194Руст3 = 50*4+40 = 240Руст4 = 2,5*2+25*4+2,5*2+4*3 = 122Руст5 = 32*2+3*4 = 76Руст6 = 4,5*8+1,5*2 = 39Рмакс1 = Кс1 · Руст1 = 0,7*79,2 + 0,8*79,2 = 118,8Рмакс2 = Кс2 · Руст2 = 0,25*194 = 48,5Рмакс3 = Кс3 · Руст3 = 0,6*240 = 144Рмакс4 = Кс4 · Руст4 = 0,25*122 + 0,16*122 = 50Рмакс5 = Кс5 · Руст5 = 0,8*76 + 0,16*76 = 73Рмакс6 = Кс6 · Руст6 = 0,25*39 + 0,16*39 =16ΣРмакс = Рмакс1 + Рмакс2 + Рмакс3+ Рмакс4+ Рмакс5+ Рмакс6 = ΣРмакс = 118,8 + 48,5 + 144 + 50 + 73 + 16 = 450,3 кВт2. Расчет максимальной реактивной мощности районных потребителейQмакс = tgφ · Рмакс, (2)где: Руст – максимальная мощность районного потребителя, кВт;tgφ – тангенс угла, определяется по заданному коэффициенту мощности:tgφ φ = .Qмакс = tgφ1· Рмакс1 = 0,75*118,8 = 89,1Qмакс2 = tgφ2· Рмакс2 = 1,17*48,5 = 56,74Qмакс3 = tgφ3· Рмакс3 = 1,73*144 = 249,12 Qмакс4 = tgφ4· Рмакс4 = 2,30*50 = 115Qмакс5 = tgφ5 · Рмакс5 = 2,30*73 = 167,9Qмакс6 = tgφ6· Рмакс6 = 2,30*16 = 36,8ΣQмакс = Qмакс1 + Qмакс2 + Qмакс3+ Qмакс4+ Qмакс5+ Qмакс6 = ΣQмакс = 89,1 + 56,74 + 249,12 + 115 + 167,9 + 36,8 = 714,66 кВт2. Расчет полной мощности районных потребителей:Sрп=Крм× (3)= Sрп= 0,95 × (1+ (2 + 8) / 100) √(450,3² + 714,66² = 713,509 кВА.где: Рпост–постоянные потери в стали трансформатора, Р пост=1 -2%,(в расчет Р пост = 2%);Р пер – переменные потери в меди трансформатора, Р пер = 6 – 10%,( в расчет пер Р = 8%);ΣРмакс – максимальная суммарная активная мощность районных потребителей, кВт;ΣQмакс – максимальная суммарная реактивная мощность районных потребителей, квар;Крм – коэффициент разновременного наступления максимумов нагрузок, Крм=0,95. 3. Расчет мощности собственных нужд подстанцииМощность собственных нужд подстанции составляет 0,5 – 0,8 % от мощности районных потребителей:Sсн =
× Sрп =
= (0,8) / 100 × 713,509 = 5,7 кВА. (4)
где Sрп – мощность районных потребителей, кВА.
5.1.1.5. Расчет полной мощности трансформаторной подстанции
Sп/ст = Sрп + Sсн =
= 713,509 + 5,7 = 719,2 (5)
где Sсн – мощность собственных нужд подстанции, кВА.
5.1.2. Выбор силовых трансформаторов
5.1.2.1. Выбор главного понижающего трансформатора
Условие выбора:
Sн.тр ≤ 
, (6)
где Кав – коэффициент перегрузки трансформатора в аварийном режиме,
Кав = 1,4;
n – число трансформаторов, n = 2.
К установке принимается главный понижающий трансформатор марки
ТС160/10
(указывается марка трансформатора).
Основные характеристики главного понижающего трансформатора
необходимо представить в виде таблицы, образец которой приведен ниже.
Таблица 1- Характеристики главного понижающего трансформатора
| Марка трансформатора | Номинальная мощность трансформатора Sн.тр., кВА | Номинальное напряжение первичной обмотки Uн1, кВ | Номинальное напряжение вторичной обмотки Uн2, кВ | Напряжение короткого замыкания uк, % | Схема и группа соединения обмоток |
| ТС-160/10 | 160 | 10 | 0,4 | 4 | Y/Y*-0 |
Рисунок 1 – Расчетная схема для определения рабочих токов5. Расчет полной мощности трансформаторной подстанцииSтп = (nтр٠Sн.тр + Σ Sтранз)·Кр, (7)где Sн.тр – номинальная мощность главного понижающего трансформатора, кВА;Σ Sтранз - сумма мощностей подстанций, питающихся через шины рассматриваемой подстанции, кВА (количество подстанций, питающихся транзитом от проектируемой, определяется по схеме внешнего электроснабжения. Число этих подстанций необходимо умножить на номинальную мощность главного понижающего трансформатора. Таким образом определяется сумма мощностей Σ Sтранз); nтр – число главных понижающих трансформаторов, установленных на подстанции (как правило, на подстанции устанавливают два трансформатора, т.е. в расчет принять nтр=2); Кр – коэффициент разновременности максимальных нагрузок, Кр =0,75.Sтп = 2 * 160 * 0,75 = 240 кВА.6. Расчет рабочих токов на вводах транзитной подстанцииIраб1 = А (8)где Sтп – полная мощность подстанции, кВА; Uн1 – номинальное напряжение первичной обмотки главного понижающего трансформатора, кВ;Кпр – коэффициент перспективного развития подстанции, Кпр=1,3.5.2.3. Расчет рабочего тока транзитной и ремонтной перемычекIраб2 = (9)где Крн – коэффициент распределения нагрузки, Крн= 0,7.5.2.4. Расчет рабочего тока первичной обмотки главного понижающего трансформатораIраб4 = = (10)где Кав – коэффициент аварийной перегрузки трансформатора, Кав = 1,4.5.2.5. Расчет рабочего тока на вводе в распределительное устройствовторичного напряженияIраб5 = = (11)где Uн2 - номинальное напряжение вторичной обмотки главного понижающего трансформатора, кВ.5.2.6. Расчет рабочего тока на сборных шинах распределительногоустройства вторичного напряженияIраб6 =