Электроснабжение промышленных предприятий

 

№ ТП	Наименования  цехов	Кат.	Qку	Марка	Компенсирующие  установки	Σ	SpΣ
1	4. Механический  цех  11. Цех не стандартного оборудования	II	694,25	УКЛ(П)Н - 0.38 - 324 - 108УЗ  УКТ - 0.38 - 108 УЗ  ККТ(Н) - 0.38 - 50 УЗ	1х324 +  2x108  + 3x50	690	1961,46
2	1. Сборочный цех  2. Цех сборки щитовых устройств  3. Инструментальный цех	II	530,29	УКЛ(П)Н - 0.38 - 324 - 108УЗ  УКТ - 0.38 - 108 УЗ  ККТ(Н) - 0.38 - 50 УЗ	1х324 +  1x108  + 2x50	532	1949,18
3	9. Цех сборки  реле  18. Столовая	II/III	69,36	УКН - 0.38 - 75 УЗ	1х75	75	1072,24
4	6. Цех сборки  металлоконструкций  7. Электроцех	II	478,22	УКЛ(П)Н - 0.38 - 324 - 108УЗ  УКН - 0.38 - 75 УЗ	1х324 + 2x75	474	1768,67
5	8. Цех литья  пластмасс	II	177,62	УКН - 0.38 - 150 УЗ  ККТ(Н) - 0.38 - 50 УЗ	1х150 + 1x50	183	1594,21
6	16. Насосная	I	347,51	ККТ(Н) - 0.38 - 50 УЗ	7х50	350	1107,76
7	12. Метизный цех  13. Заводоуправление  17. Склады	II/III	540,17	УКТ - 0.38 - 108 УЗ  УКН - 0.38 - 75 УЗ  ККТ(Н) - 0.38 - 50 УЗ	2x108  + 3x75 + 2x50	541	1528,75
8	14. Котельная	I	324,83	УКЛ(П)Н - 0.38 - 324 - 108УЗ	1х324	324	871,73
9	15. Компрессорная	I	624,46	УКЛ(П)Н - 0.38 - 324 - 108УЗ  УКТ - 0.38 - 108 УЗ  УКН - 0.38 - 75 УЗ  ККТ(Н) - 0.38 - 50 УЗ	1х324 +  1x108  + 2x75 + 1x50	632	1407,98
10	19. Транспортный  цех  20. Заготовительный цех	II/III	557,94	УКН - 0.38 - 75 УЗ  ККТ(Н) - 0.38 - 50 УЗ	2x75 + 3х50	550	1578,42
11	5. Штамповочный  цех	II	633,52	УКЛ(П)Н - 0.38 - 324 - 108УЗ  УКТ - 0.38 - 108 УЗ  ККТ(Н) - 0.38 - 50 УЗ	1х324 +  2x108  + 2x50	640	1497,13
12	10. Гальванический  цех	II	249,07	ККТ(Н) - 0.38 - 50 УЗ	5х50	250	1703,24
	Σ		5227,25				18040,75

 

 

 

После нахождения полной мощности после компенсации выбираем трансформаторы на ТП следующем образом. При проектировании необходимо выбрать число и мощность трансформаторов ГПП и Цеховых подстанций.

Число трансформаторов подстанции определяется на основе категории электрических  приемников.

Для потребителей I категории  на подстанции должно быть выбрано 2 трансформатора, каждый из которых питается от двух независимых источников.

Для потребителей II категории  может быть выбрано 2 трансформатора или 1 трансформатор с резервированием  шин низкого напряжения от трансформаторов  с других подстанций.

Для потребителей III категории достаточно использовать 1 трансформатор.

 

При выборе мощности трансформатора необходимо учитывать перегрузочные  способности трансформатора. Перегрузки бывают:

- аварийна;

- систематическая.

 

Аварийная перегрузка, трансформатор  можно перегружать на 40 % в течение 5 суток, в каждые сутки на 6 часов, если до этого трансформатор работал  с нагрузкой ≤ 0,93 S_нтп

 

S_н ≤ 0,95 ∙ S_нтп

 

Систематическая перегрузка трансформатора осуществляется ежедневно  в часы максимума нагрузок. Такая  перегрузка допускается из-за того, что в течение суток в основное время, трансформатор работает с  недогрузкой. Значение допустимой перегрузки осуществляется по следующей формуле

 

 

 

Где - – значение дополнительной нагрузки;

         – номинальная мощность трансформатора;

         – коэффициент заполнения графика.

 

Поэтому, берем ТП со II категорией

 

SpΣ = 1961,44 кВА

 

Берем 2хТСЗ – 1000/10

 

Проверяем:

 

В аварийном режиме на 70 %

 

1961,44∙0,7 = 1373 кВА

 

При систематической перегрузке, перегружаем на 40% мощность трансформатора

 

1000∙1,4 = 1400 кВА

 

Получаем,

 

1400 > 1373

 

I категория потребителей, не должна отключаться от системы питания.

III категорию потребителей в аварийном режиме отключаем.

 

 

В таблице ниже идет расчет аварийного режима и выбор трансформатора

 

 

№ ТП	Наименования  цехов	Кат.	SpΣ	Аварийный  режим	Выбор трансформатора
1	4. Механический  цех  11. Цех не стандартного оборудования	II	1961,46	588,44	2xТСЗ - 1000/10
2	1. Сборочный цех  2. Цех сборки щитовых устройств  3. Инструментальный цех	II	1949,18	584,75	2xТСЗ - 1000/10
3	9. Цех сборки  реле  18. Столовая	II/III	1072,24	606,63	2xТСЗ - 630/10
4	6. Цех сборки  металлоконструкций  7. Электроцех	II	1768,67	530,60	2xТСЗ - 1000/10
5	8. Цех литья  пластмасс	II	1594,21	478,26	2xТСЗ - 1000/10
6	16. Насосная	I	1107,76	1107,76	2xТСЗ - 1000/10
7	12. Метизный цех  13. Заводоуправление  17. Склады	II/III	1528,75	620,53	2xТСЗ - 1000/10
8	14. Котельная	I	871,73	871,73	2xТСЗ - 630/10
9	15. Компрессорная	I	1407,98	1407,98	2xТСЗ - 1000/10
10	19. Транспортный  цех  20. Заготовительный цех	II/III	1578,42	544,80	2xТСЗ - 1000/10
11	5. Штамповочный  цех	II	1497,13	449,14	2xТСЗ - 1000/10
12	10. Гальванический  цех	II	1703,24	510,97	2xТСЗ - 630/10
	ГПП		18040,75		2xТДНС - 10000/35

 

 

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ  СИСТЕМЫ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

 

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

Система внешнего электроснабжения включает в себя схему электроснабжения и источники питания предприятия. Основными условиями проектирования рациональной системы внешнего электроснабжения являются надежность, экономичность и качество электроэнергии в сети.

Экономичность определяется приведенными затратами на систему  электроснабжения. Надежность зависит  от категории потребителей электроэнергии и особенностей технологического процесса, неправильная оценка которых может привести как к снижению надежности системы электроснабжения, так и к неоправданным затратам на излишнее резервирование.

При проектировании, как правило, разрабатывается несколько вариантов, наиболее целесообразный из которых определяют в результате технико-экономического сопоставления.

 

ВЫБОР ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ

 

Основными источниками питания  электроэнергией промышленных предприятий являются электрические станции и сети районных энергосистем. При наличии особых групп потребителей электроэнергии, а также в случае значительной удаленности или недостаточной мощности основного источника питания сооружают собственную электростанцию предприятия. Мощность собственного источника зависит от его назначения и может изменяться в широких пределах. На предприятиях со значительным потреблением тепла в качестве собственного источника питания сооружают теплофикационную электростанцию (ТЭС).

Наиболее рациональным местом расположения собственного источника питания предприятия является центр - электрических нагрузок (ЦЭН). В случае совпадения ЦЭН с местом расположения технологических объектов или коммуникаций источник питания располагают с максимально возможным приближением к центру нагрузок:

Для потребителей электроэнергии, относящихся к 1 категории, в соответствии с ПУЭ предусматривают не менее двух независимых источников питания. Независимым источником питания называют источник питания приемника или группы приемников электроэнергии, на котором напряжение для послеаварийного режима не снижается более чем на 5 % по сравнению с нормальным режимом работы при исчезновении его на другом или других источниках питания этих приемников [7]. К числу независимых источников питания относят две секции или системы шин одной или двух электростанций и подстанций при одновременном соблюдении следующих двух условий;

1) каждая секция или  система шин, в свою очередь,  имеет питание от независимого источника питания;

2) секции (системы) шин  не связаны между собой или  имеют связь, автоматически отключающуюся  при нарушении нормальной работы  одной секции (системы) шин.

Местные электростанции рассматривают  как независимые источники питания в случае, если они не связаны с энергосистемой или имеют на связях делительную защиту, отключающую станцию при авариях в энергосистеме.

Распределение нагрузки между  источниками питания предприятия  осуществляют с учетом мощности, удаленности  и экономичности источника питания, а также сезонности работы предприятия. В качестве резервных целесообразно использовать маломощные и удаленные источники питания.

 

ВЫБОР СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ

 

При проектировании схемы  электроснабжения предприятия наряду с надежностью и экономичностью необходимо учитывать такие требования, как характер размещения нагрузок на территории предприятия, потребляемую мощность, наличие собственного источника питания.

В зависимости от установленной  мощности приемников электроэнергии различают  объекты большой (75—100 МВт и более), средней (от 5—7,5 до 75 МВт) и малой (до 5 МВт) мощности. Для предприятий  малой и средней мощности, как  правило, применяют схемы электроснабжения с одним приемным пунктом электроэнергии (ГПП, ГРП, РП). Если имеются потребители I категории, то предусматривают секционирование шин приемного пункта и питание каждой секции по отдельной линии.

Схемы с двумя и более  приемными пунктами применяют на предприятиях большой мощности с  преобладанием потребителей I категории, при наличии мощных и обособленных групп приемников электроэнергии, при развитии предприятия этапами, когда питание второй очереди экономически целесообразно выполнять от отдельного приемного пункта электроэнергии, а также в тех случаях, когда приемные пункты выполняют одновременно функции РП и их установка экономически целесообразна.

Для предприятий средней  и большой мощности, получающих питание от районных сетей 35, 110, 220 и 330 кВ, широко применяют схему глубокого ввода. Такая схема характеризуется максимально возможным приближением высшего напряжения к электроустановкам потребителей с минимальным количеством ступеней промежуточной трансформации и аппаратов.

Линии глубоких вводов проходят но территории предприятия и имеют ответвления к нескольким подстанциям глубоких вводов (ПГВ), расположенных близко от питаемых ими нагрузок. Обычно ПГВ выполняют по простой схеме: без выключателей и сборных шин на стороне высшего напряжения.

Наиболее дешевыми являются схемы  с отделителями и короткозамыкателями (рис. 3.1, 3.2), Распределение электроэнергии при таких схемах осуществляется на РУ вторичного напряжения 10 кВ ПГВ.

 

Рис. 1. Схема подстанции на разъединителях и короткозамыкателях 

Рис.2. Схема подстанции на разъединителях, отделителях и короткозамыкателях

Рис. 3. Глубокий ввод, выполненный магистральными воздушными линиями 

Рис. 4. Глубокий ввод, выполненный радиальными воздушными линиями

 

 

 

Глубокие вводы выполняют  в виде магистральных воздушных линий (рис. 3)  и в виде радиальных воздушных и кабельных линий (рис. 4).

 

Магистральные глубокие вводы  применяют при нормальной и малозагрязненной окружающей среде, когда по территории предприятия можно провести воздушные линии напряжением ПО—220 кВ и разместить ПГВ около основных групп потребителей электроэнергии.

Радиальные глубокие вводы  применяют, как правило, при загрязненной окружающей среде. Кабельные радиальные вводы используют при невозможности прокладки воздушных линий и размещении более громоздких ответвительных подстанций 110 — 220 кВ. Радиальные схемы глубоких вводов обладают большей гибкостью и удобствами в эксплуатации, по сравнению с магистральными, так как повреждение или ремонт одной линии или трансформатора не отражается на работе других подстанций.

Схемы глубоких вводов при  максимальной простоте и дешевизне  не уступают по надежности схемам централизованного электроснабжения. Они применимы для потребителей любой категории.

 

ВЫБОР СЕЧЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ И КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ

 

Передачу электроэнергии от источника питания до приемного пункта промышленного предприятия осуществляют воздушными или кабельными линиями. Сечения проводов и жил кабелей выбирают по техническим и экономическим условиям.

К техническим условиям относят  выбор сечений по нагреву расчетным током, условиям коронирования, механической прочности, нагреву от кратковременного выделения тепла током КЗ, потерям напряжения в нормальном и послеаварийном режимах.

Экономические условия выбора заключаются в определении сечения линии, приведенные затраты на сооружение которой будут минимальными.

Выбор сечений по нагреву  осуществляют по расчетному току. Для  параллельно работающих линий в  качестве расчетного тока принимают ток послеаварийного режима, когда одна питающая линия вышла из строя. По справочным данным в зависимости от расчетного тока определяют ближайшее большее стандартное сечение. Это сечение приводится для конкретных условий среды и способа прокладки проводов и кабелей.