Электроснабжение по отраслям

  Таким образом, расчетная активная и реактивная нагрузка приемников групп:

  Рр=Рс·Км; (кВт);                         (6)

   Qр=1.1 ·Qс; (кВар)                     (7)

   -при Ки<0,2 и n_Э≤100 или Ки≥0,2 и n_Э<10

В других случаях

Qр=Qс;                                               (8)

1. Определение расчетных нагрузок Механического цеха

Распределим все электроприемники на группы. Определим  для каждой группы и для цеха в  целом расчетные нагрузки. Средневзвешенные значения Ки и tg определяются из:

Ки=(∑Киi·Рномi)/(∑Рномi);              (9)

cosφ=(∑cosφ·Рномi)/(∑Рномi);           (10)

   В расчете механического цеха, я взял 4 распределительных шкафа,  которые образуют две магистрали  подходящие к ВРП. Разность  суммарных мощностей между этими  двумя магистралями не должна  превышать 30%, иначе необходимо перебрасывать приемники из одной группы в другую. Добиваться минимальных процентов тоже не надо из- за увеличения длинны кабелей растут потери и затраты. Так же необходимо привести все приемники к номинальной мощности. В моем задании это мостовой кран с ПВ=25%. Это производится по формуле:

Рн=Рпаспар·(ПВ)^0,5                                  (11)

После расчета цеха необходимо суммировать  все его активные, реактивные и  полные нагрузки и занести их в  таблицу завода, для дальнейшего  расчета завода.

Расчет  сведен в Таблицу№4. Цех представлен на Рисунке №1.

2. Определение расчетных нагрузок по цехам завода

 Расчет  производим аналогично расчету  расчетных нагрузок механического  цеха.

Расчет  сведен в Таблицу№5. Там же приводим категоричность цехов завода ЖБИ  и условия среды Таблица№6.

3. Определение расчетных осветительных нагрузок

  Осветительная  нагрузка по цеху определяется  по удельной мощности Ро на  единицу площади цеха F м² и коэффициента спроса освещения Ксо:

Росв=Ро·Ксо·F                            (12)

 Для  освещения завода и территории принимаем лампы накаливания, т.е. Qосв=0. Ро будет варьироваться в зависимости от зрительного напряжения в каком либо цехе, и будет составлять от 10 до 20 Вт/м². Для освещения территории принимаем Ро=0,2-0,4 Вт/м². Коэффициент спроса Ксо принимаем равным 0.8.

 Расчет  сведен в Таблицу№7 
 

4. Построение  картограммы. Определение  ЦЭН и местоположения ГПП (ГРП)

  Для  определения местонахождения ГПП(ГРП)  на генеральном плане предприятия  наносится картограммы нагрузок, которая представляет собой размещение окружностей, центр которых совпадают с центром нагрузок цеха.

  Радиус  окружностей определяется по  формуле:

r_i=(Si/m·π)^0,5                           (13)

  где  Si- мощность i-го цеха, кВА; m- масштаб.  На картограмме нагрузок определенный  сектор представляет осветительную нагрузку с учетом угла:

α = Ро/Sр  ·360, º                      (14)

  Выбор  местонахождения ГПП(ГРП) производится  на основе определения центра  электрических нагрузок предприятия  в целом по осям Х и У:

Хо=(∑Spi·Xi)/(∑Spi)              (15)

Уо=(∑ Spi·Yi )/(∑Spi)              (16)

  Где  Хi; Уi – центры электрических  нагрузок i-го цеха. В моем случает  ЦЭН попадает на цех№2, в этом  случае, я смещаю его ближе  к источнику питания.

Расчеты сведены в таблицу№8 и таблицу№9. Картограмма представлена на   

  Рисунке №2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Выбор варианта, количества и местоположения ЦТП

  Цеховые  ТП, принимаем пристроенного типа  из-за присутствующих условий  в цехах. Предварительный выбор  числа и мощности трансформаторов  ТП производится на основании требуемой надежности электроснабжения. На заводе большинство потребителей 2 и 3 категории. ЦТП установленные на 2 категории снабжаются двумя трансформаторами, а 3 категории одним трансформатором. Для уменьшения токов КЗ предусматривается в нормальном  режиме раздельная работа трансформаторов.

  Номинальная  мощность цеховых трансформаторов  выбирается по расчетной мощности, исходя из условия экономической  работы трансформаторов 70% в нормальном  режиме и допускается перегрузки  на 40% в после аварийном режиме от номинальной мощности.

  Основной  принцип выбора – это максимальное  приближение цеховых трансформаторный  подстанций к питаемым приемникам, целесообразное дробление цеховых  ТП, чтобы на них было не  более 2-х трансформаторов. Питание  маломощных приемников решается сравнением вариантов установки там ЦТП или РУ-0.4 кВ запитываемого от ближайшего ЦТП. Трансформаторы по возможности должны быть однотипными.

 Для  разных категорий потребителя  предусмотрены различные коэффициенты  загрузки «Вт»:

А) Для 1 категории: 0,55-0,6;

Б) Для 2 категории: 0,6-0,7

В) Для 3 категории 0,8-0,95

 Мощность  ЦТП выбирается исходя из формулы:

Snom(т)=Sp/(n·Вт), кВА                (17)

 Где  Sр- расчетная мощность подводимая  к трансформатору; n – число трансформаторов  исходя из категории потребителя; Вт – коэффициент загрузки исходя из категоричности потребителя.

 Трансформаторы  также должны быть проверены  на перегрузку, которая составляет   40 %:

Sр/Snom(т)≤1,4                                (18)

  Где  Кп=1,4 – коэффициент перегрузки  трансформатора.

Исходя  из этих формул и выбирается предварительно ЦТП.

Расчет  представлен в Таблице№10. Предварительная  схема на Рисунке№3 
 

1. Компенсация реактивной мощности на стороне низкого  напряжения (0,38кВ)

  По  выбранному числу и мощности трансформаторов определяю наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передать через трансформатор в сеть напряжением до 1 кВ.

Q₁=((n·Вт·Snom(т))²-Рм²)^0,5            (19)

 Где  n- число трансформаторов; Рм –  расчетная активная мощность  каждой ЦТП;

Суммарная мощность конденсаторных батарей для данной группы трансформаторов:

Q_КУ=Qм-Q₁                                         (20)

  Где  Qм- расчетная реактивная мощность  каждой ЦТП; Если окажется, что  Qку<0 или иметь малые значения, то установки конденсаторных  батарей не требуется.

  В  моем случает исходя из расчетов  в Таблице№10 получаю, что компенсацию  мощности производить необходимо  на ТП-7, а в других случаях  ее производить нет необходимости.  Выбор конденсаторных батарей  осуществлен в Таблице №10  

2. Окончательный выбор мощности цеховых трансформаторов

 Окончательный выбор мощности трансформаторов  производим с учетом компенсации  реактивной мощности и сводим в таблицу№10

3. Компенсация реактивной мощности и выбор компенсирующих устройств на ГПП

 Если  промышленное предприятие питается электроэнергией от генераторов местной или собственной электростанции, в большинстве случаев экономически оправдана передача реактивной мощности от генераторов предприятию, при условии, что это связано с увеличением числа цеховых трансформаторов предприятия, а также числа и сечений проводов линий электропередач. Однако, необходимо знать, что увеличение сверхноминальной реактивной мощности генераторов связано с уменьшением их активной мощности.

 КУ  в сетях промышленных предприятий  напряжением 6-10 кВ устанавливаются на ГПП (ГРП), мощность их для одной секции шин определяется:

 Q₁₀=∑(Qскопм) + ΔQ                       (21)

 Где ΔQ- потери в ЦТП; ∑(Qскопм)- реактивная мощность после компенсации;

ΔQ=Uкз · (Sр²)/(100·Snom(т))             (22)

  Где  Икз- из справочника по параметрам трансформаторов; Sр – расчетная мощность цеха; Snom(т) – номинальная мощность трансформатора;

tg(φ)=Q₁₀/ΣРм                                          (23)

  Где  ΣРм- сумма расчетных нагрузок  и активных потерь в трансформаторе;

ΔР=Ркз · (Sp/Snom(т))²                            (24)

 Где Ркз – берется из справочника  по номинальной мощности трансформатора.

 Мощность  компенсирующих устройств определяется:

 Q_КУ = ΣРм · (tgφ – tgφ(nom))                  (25)

 Где tgφ(nom)=0,33 соответствует нормативному коэффициенту мощности 0,95.

 Компенсация рассчитана в таблице №11.

4. Определение расчетной нагрузки завода в целом

  Полная  расчетная мощность завода рассчитывается по формуле:

  Sрасч(з)=((ΣРр(ц)+ΔР)² + (ΣQр(ц) + ΔQ – Q_КУ)²)^1/2        (26)

  Где ΣРр(ц) – расчетная активная мощность всех цехов; ΣQр(ц) – расчетная реактивная мощность всех цехов; Остальные величины были приведены выше.

Полная расчетная  мощность завода рассчитана в таблице№11. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Выбор схемы внешнего и  внутреннего электроснабжения

 

1.   Выбор схемы внешнего  электроснабжения

Основными условиями проектирования рациональной системы внешнего электроснабжения являются надежность и экономичность. Для выбора системы внешнего электроснабжения завода необходимо рассмотреть несколько вариантов и дать технико-экономическое обоснования наиболее целесообразного варианта.

Вариант№1 (Ипит=110 кВ)

А) Выбор  провода: Осуществлен в Таблице№12. Рисунок №4.г

 Выбираю  АС-70/11

Б) Потери напряжения в линии:

L=8 км; r₀=0,444 (Ом/км); х₀=0,423 (Ом/км); R=(r₀/2)·L=1,776 Ом; Х=(х₀/2)·L=1,72 (Ом);

ΔU = ((PR+QX)/Uпит                     (27)

 

ΔU = ((5788,846·1,776)+(2403,722·1,72))/110= 0,13 кВ;

В) Потери мощности в линии:

ΔРл=(Р² + Q²)·R/U²пит                    (28) 

ΔРл = (5788,846² + 2403,722²)·1,776/110²= 5,77 кВт;

Г) Потери э/э в линиях, зависящие от нагрузки:

ΔΑл = ΔРл·τ = 5,77 · 2000 =11,54 МВт/ч