Электроснабжение по отраслям

   

                         (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 3. Цех представлен  на Рисунке 1. 

   

3. Определение расчетных нагрузок по заводу

     Расчет производим аналогично  расчету расчетных нагрузок механического цеха.

   Расчет  сведен в таблицу 4. В таблице 5 приведена  категорийность цехов завода  и  условия среды. 

   

4. 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  (не потребляющие реактивную мощность) . Ро берется в зависимости  от места освещения, и будет  составлять от 10 до 20 Вт/м². Для освещения территории принимаем Ро=0,2-0,4 Вт/м². Коэффициент спроса Ксо=0,8.

     Расчет сведен в таблицу 6. 

   

5. Построение  картограммы. Определение  ЦЭН и местоположения ГПП 

                        (ГРП)

     На генеральном плане предприятия наносится картограммы нагрузок, которая представляет собой размещение окружностей, центр которых совпадают с центром нагрузок цеха (в данном случае геометрический центр).

     Радиус окружностей определяется  по формуле: 

   

                      (13) 

     где Si- мощность i-го цеха, кВА; 

            m- масштаб. 

   Сектор  осветительной нагрузки, с учетом угла: 

   

,º                   (14) 

     Выбор местонахождения ГПП производится  на основе определения центра  электрических нагрузок предприятия: 

   Хо=(∑Spi·Xi)/(∑Spi)              (15)

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

     где Хi; Уi – центры электрических  нагрузок i-го цеха.

     Расчеты сведены в таблицу  7 и таблицу 8. Картограмма представлена  на  Рисунке 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   

3. Выбор варианта, количества и местоположения ЦТП

 

   3.1 Общие сведения

     Цеховые ТП, принимаем пристроенного  типа. Предварительный выбор числа  и мощности трансформаторов ТП  производится на основании требуемой  надежности электроснабжения. ЦТП,  установленные на цехе, 1 и 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.

     Питание маломощных приемников  осуществляется от РУ-0.4 кВ запитываемого от ближайшего ЦТП. Трансформаторы по возможности должны быть однотипными.

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

   а)  1 категория: β=0,55-0,6;

   б)  2 категория: β=0,6-0,7;

   в)  3 категория β=0,8-0,95.

     Мощность ЦТП выбирается исходя  из формулы: 

   

, кВА                (17) 

   где Sр- расчетная мощность подводимая к  трансформатору;

          n – число трансформаторов исходя  из категории потребителя;

          βт – коэффициент загрузки  исходя из категоричности потребителя.

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

   

              (18) 

     где Кп=1,4 – коэффициент перегрузки  трансформатора.

   Исходя  из этих формул  выбирается предварительно ЦТП.

   Расчет  представлен в таблице 9.  Схема  на Рисунке 2. 
 
 

   

2. 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. 

   

                 (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.

     Все расчеты свожу таблицу 9. 

   

3. Определение расчетной нагрузки завода в целом

   Полная  расчетная мощность завода рассчитывается по формуле:

   Sр.вн=((ΣРр(ц)+ΔР)² + (ΣQр(ц) + ΔQ – Q_КУ)²)^1/2        (21)

   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 10. 

   

4. Компенсация реактивной мощности и выбор компенсирующих устройств 

                        на ГПП

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

   Q₁₀=∑(Qскопм) + ΔQ                       (22) 

   где ΔQ- потери в ЦТП;

            ∑(Qскопм)- реактивная мощность после  компенсации; 

   ΔQ=Uкз · (Sр²)/(100·Snom(т))             (23) 

   где Uкз - из справочника по параметрам трансформаторов;

          Sр – расчетная мощность цеха;

          Snom(т) – номинальная мощность  трансформатора; 

   tg(φ)=Q₁₀/ΣРм                                          (24) 

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

   

                        (25) 

   где Ркз – берется из справочника  по номинальной мощности трансформатора.

   Мощность  компенсирующих устройств определяется: 

   Q_КУ = ΣРм · (tgφ – tgφ(nom))                  (26)

   где tgφ(nom)=0,33.

   Расчеты сведены в таблицу 10. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   

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.

   Выбор произвожу с учетом потерь в трансформаторах ГПП (мощность трансформаторов 2*16000 кВА): 

   

                (27)   
 

   

                    (28) 

   где S’зав.р – расчетная нагрузка завода с учетом компенсации реактирвной мощности

                         на ГПП

   Наибольший  ток в линии: 

   

                       (29) 

   где S-нагрузка питающей ГПП линии.  

   Вариант№1 (Ипит=110 кВ)

   а) Схема на рисунке 3.в

     кВт 

    кВАр

   Тогда мощности с учетом потерь (S=S'зав.р+ΔРт.гпп):

   Р=9250,71 кВт; Q=3637,582 кВАр; S=9918,381 кВА. 

    А

   Выбираю провод 2*АС*70.

   б) Потери напряжения в линии:

   L=3,8 км; r₀=0,428 (Ом/км); х₀=0,444 (Ом/км);

   

                    (30)

 
 

     кВ

   в) Потери мощности в линии:

   

                          (31)

    кВт

   г) Потери э/э : 

   ΔΑл = (ΔРл+ ΔРт.гпп) ·τ+ ΔРт.хх*8760         (32) 
 

   ΔΑл = (13,222+28,91) ·2000+8*8760 =154344кВт/ч

   д) Затраты на возмещение потерь: 

   Зпот = ΔΑл ·Зэ               (33) 

   Зпот = 154,344 · 0,021 = 3,241 т.р/год

   е) Капиталовложения в сооружение п/ст:

           Кп/ст=214,83 т.р  (ГПП-110-2*10000);

   ж) Капиталовложения в сооружение ЛЭП:

     Ко = 13,5 т.р; (ж/б, 2-х цепная);

     К_ЛЭП = Ко · L · n = 15,85 · 3,8 =51,3 т.р;

   з) Амортизационные отчисления:

   ЛЭП:  И = α ·К= 0,028 ·102,6 = 1,436т.р;

   П/СТ: И=a×К=0,094·214,83=20,194т.р.

                  åИ=1,436+20,194=21,6304т.р.

   и) Приведенные затраты: 

   З = Ен·(К_ЛЭП + К_П/СТ ) + (И + Зпот)            (34) 
 

   З = 0,12 · (51,3 + 214,83 ) + (21,6304 + 3,241) =56,807 (т.р);