Электроснабжение сахарного завода

Нормализация параметров качества электроэнергии в каждом отдельном  случае решается по-разному.

Значения показателей  качества электроэнергии должны находиться в допустимых пределах с вероятностью 0,95 за установленный период времени. Показатели качества, выходящие за допустимые пределы с вероятностью не более 0,05, должны в случае необходимости ограничиваться по величине и длительности по согласованию с энергоснабжающей организацией.

Согласно ГОСТу, проектные  и эксплуатирующие организации  должны предусматривать применение экономически обоснованных устройств и мероприятий, обеспечивающих нормированное качество электроэнергии у приемников. Решения отдельных организаций по размещению регулирующих и компенсирующих устройств в питающих и распределительных сетях, а также по снижению колебаний, несимметрии и несинусоидальности напряжения должны быть взаимно согласованы на основе технико-экономических обоснований.

Для обеспечения показателей качества электроэнергии у приемников по согласованию между электроснабжающей организацией и потребителем должны быть установлены значения показателей качества электроэнергии на границе раздела балансовой принадлежности электрических сетей. Контроль качества электроэнергии на границе раздела балансовой принадлежности должен осуществляться энергоснабжающей организацией и потребителем.

Следует отметить, что  практически все показатели качества электроэнергии по напряжению зависят от потребляемой промышленными электроприемниками реактивной мощности. Поэтому вопросы качества электроэнергии необходимо рассматривать в непосредственной связи с вопросами компенсации реактивной мощности.

 

3 ВЫБОР НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ  СЕТИ.

 

Выбор напряжения питающих и распределительных сетей зависит  от мощности, потребляемой от источника  питания, напряжения источника питания (особенно для небольших и средних предприятий), количества и единичной мощности электроприемников (электродвигатели, электропечи и др.).

При получении электроэнергии от источника питания при двух и более напряжениях напряжение следует выбирать на основе технико-экономического сравнения вариантов.

При равенстве приведенных  затрат или при небольших экономических  преимуществах (5-10%) по приведенным затратам варианта с низшим из сравниваемых напряжений предпочтение следует отдавать варианту с более высоким напряжением. В технико-экономических расчетах необходимо также учитывать сооружение новых или расширение существующих районных подстанций (РПС).

Основные рекомендации по выбору напряжения.

Напряжение 110 кВ целесообразно  применять при потребляемой промышленным предприятием мощности 10-150 МВ∙А, даже при необходимости соответствующей трансформации на РПС.

Значение первичного напряжения существенно не влияет на экономические показатели, важнее значение напряжения, на которое производится трансформация.

При мощностях, превышающих 120-150 МВ∙А,  для электроснабжения промышленных предприятий возможно применение напряжения 220 кВ при наличии напряжения 220 кВ при наличии свободной мощности на РПС на этом напряжении.

Напряжения 10 и 6 кВ применяются  в питающих и распределительных  сетях небольших и средних предприятий и на второй и последующих ступенях распределительных сетей крупных предприятий при применении глубоких вводов на первой ступени электроснабжения, при этом следует применять напряжение 10 кВ, как более экономичное, чем 6 кВ;

Напряжение 6 кВ может применяться в исключительных случаях, например:

1) при преобладании  на проектируемом предприятии  электроприемников 6 кВ (в частности,  электродвигателей), а также исходя  из условий их поставки (в соответствии  с требованиями технологии или  при комплектной поставке с производственным оборудованием);

2) при напряжении генераторов  заводской ТЭЦ 6 кВ, особенно когда  от нее питается значительная  часть электроприемников предприятия.

Цеховые электрические  сети до 1000 В выполняются на следующие стандартные напряжения трехфазного переменного тока:

 

Напряжение на зажимах  генераторов и трансформаторов, В	Напряжение на зажимах  приемников, В
133	127
230	220
400	380
690	660

 

Использование напряжений 127 и 220 В для питания электродвигателей  экономически не оправдано ввиду больших потерь электроэнергии и большего расхода цветного металла. Напряжение 127 В иногда применяется для питания однофазных электродвигателей малой мощности или осветительных сетей в особых помещениях, например в подземных установках. Напряжение 220 В как фазное напряжение в сетях 380-220 В применяется для целей освещения, питания мелких однофазных электродвигателей и нагревательных приборов. Самое широкое распространение для питания электродвигателей в системах электроснабжения промышленных предприятий получило напряжение 380 В, которое используется также в системах с заземленным нулевым проводом для питания осветительных установок.

Система 380-220В удовлетворяет  основным условиям питания потребителей:

а) возможности совместного  питания осветительных приборов и электродвигателей;

б) относительно низкому  напряжению между «землей» и «проводом» (220 В).

Для уменьшения потерь электроэнергии в цеховых сетях следует применять  напряжения не ниже 380 В. Напряжение 500 В из стандартных величин исключено, так как его применение связано с рядом трудностей, которые обусловлены тем, что напряжение 500 В не является следующей ступенью по отношению к напряжению 380 В (380 = 600).

Так как цех эмаль-посуды и насосная оснащены электрооборудованием на 6 кВ, а другое электрооборудование, т.е. станки, компрессоры, вентиляторы, мостовые краны на 380 В, выбираем стандартные величины напряжений 0,4 кВ и 6 кВ.

 

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ  ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК.

 

Первым этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют потери мощности и электроэнергии. От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты на систему электроснабжения, эксплуатационные расходы, надежность работы электрооборудования.

Определение электрических нагрузок производятся в связи с необходимостью выбора количества и мощности трансформаторов, проверки токоведущих элементов  по нагреву и потере напряжения, правильного выбора защитных устройств и компенсирующих установок.

Результаты расчетов нагрузок являются исходными для всего последующего проектирования. Для определения  расчетных нагрузок групп приемников необходимо знать установленную  мощность (сумма номинальных мощностей) всех электроприемников группы и характер технологического процесса.

Расчетная нагрузка определяется для  смены с наибольшим потреблением энергии данной группы электроприемников, цехом или предприятием в целом  для характерных суток. Обычно наиболее загруженной сменой является смена, в которой используется наибольшее количество агрегатов (дневная).

4.1 Расчетные нагрузки для цеха.

Расчет производится по коэффициенту спроса к_с.

Определение расчетных нагрузок на низшем (0,38 кВ) напряжении.

Пример расчета для первого цеха – цех рафинации.

Р_уст = 3800 кВт

Коэффициент спроса и cosφ зависят от технологии производства и приводятся в отраслевых инструкциях и справочниках [7].

к_с=0,6; cosφ=0,65; tgφ =1,17;

Р_{расч.нн.}=Р_уст к_с, (кВт)                                                                                     (4.1)

Р_{расч.нн}=

Q_{расч.нн}=Р_уст∙к_с∙tgφ, (кВар)                                                                                (4.2)

Q_{расч..нн}=

где Р_{расч.нн} и Q_{расч.нн} - расчетная активная и реактивная мощность 1-го цеха.

Результаты расчета сведены в таблице 4.1

Таблица 4.1

№ цеха	Название цеха	Руст,  кВт	кс	соsφ	Ррасч , кВт	Qрасч, кВАр
1	2	3	4	5	6	7
1	Цех рафинации	3800	0,6	0,65	2880	2667,5
2	Цех по выварке и выпарке сахарной свеклы	3570	0,6	0,65	2202	2576,34
3	Цех для резки свеклы	4920	0,6	0,65	2952	3453,8
4	Гидромеханизированный цех	525	0,5	0,7	262,5	267,8
5	Сырьевая лаборатория	237	0,7	0,5	165,9	287,3
5	Химический цех	2800	0,7	0,75	1960	1728,6
7	Ремонтно-механический цех	700	0,7	0,65	490	573,3
8	Центральная котельная	1110	0,5	0,7	555	566,2
9	Упаковочное отделение	250	,68	0,73	170	159,15
10	Отстойник	500	0,5	0,65	250	292,5
11	Цех силосования	720	0,5	0,7	360	367,2
12	Склад	165	0,4	0,7	66	67,32
13	Продуктовое отделение	2450	0,2	0,8	490	367,5
14	Элеваторная	1550	0,6	0,65	930	1088,1
15	Цех кристаллизации сахара	3490	0,6	0,8	2094	1570,5

 

 

Продолжение таблицы 4.1

1	2	3	4	5	6	7
16	Автоматизированное производство прессованного рафинада	4320	0,7	0,75	3024	2667
17	Выпарная установка	2750	0,5	0,8	1375	1031,3
18	Склад хранения готовой  продукции	340	0,5	0,8	170	127,5
19	Проходная	30	0,5	0,65	15	17,53
20	Административное здание	90	0,4	0,7	36	36,7
Итого		34317			20447,4	19913,2

4.2 Определение расчетной нагрузки электрического освещения

В качестве источника электрического света на промышленном предприятии используются газоразрядные лампы и лампы накаливания.

Пример расчета для цеха рафинации:

Коэффициент спроса осветительной  нагрузки: к_со = 0,6 [7]

Удельная нагрузка осветительных  приемников: Р_уд = 17 Вт/м²

Площадь первого цеха: F₁ = 12069,7 м²

Р_{расч.он1} =Р_уд1∙к_со1 , (кВат)                                                                       (4.3)

Р_{расч.он1} =

Q_{расч.он1} =1,17∙Р_{расч.он1}∙0,33 (кВар)                                                                    (4.4)

Q_{расч.он1} = 1,17∙123,11∙0,33=47,5 кВар

где Р_{расч.он} и Q_{расч.он} – расчетная активная и расчетная реактивная нагрузка.

Для остальных цехов расчет аналогичен и результаты расчетов сведены в таблицу 4.2

Таблица 4.2