Характеристика предприятия и его электроприемников

При расчете освещения  учитывается и наружное освещение  предприятия.

Р_н.о. = Р_уд ·(S_n -∑S_ц,) ∙ К_с,                                                           (1.12) где F_п = 185409 м² – площадь завода;

Р_н.о. = 190,9 кВт.

Расчет осветительной нагрузки по цехам сводим в таблицу 1.4.

 

Расчет нагрузок по цеху и в целом  по заводу отличается тем, что при  отсутствии полного перечня мощностей  ЭП, эффективное число ЭП определяю  по упрощенному выражению:

,                                                                                                     (1.13)

где   - суммарная активная нагрузка ЭП, установленных в цехе, кВт;

- номинальная активная мощность ЭП, установленного в цехе, кВт.

Определяем эффективное число  электроприемников для Заготовительно- сварочный цех

Найденное значение n_эф округляется до ближайшего меньшего числа. В случае если n_эф>n, то n_эф принимается равным n.

Принимаем эффективное число электроприемников равным 21.

Для остальных цехов расчет аналогичен.

Расчетные мощности по цеху определяется по формуле:

;                                                                                      (1.14)

,                                                                                 (1.15)

где    - расчетный коэффициент;

 - коэффициент реактивной мощности;

  - средняя активная мощность, кВт.

Нагрузки от высоковольтных ЭП в цехах определяются по формулам:

- при количестве высоковольтных  ЭП n≥2 расчетные мощности равны средним, и для них nэф равно n , а =1.

;                                                               (1.16)

.                                                                      (1.17)

К полученным активным и реактивным мощностям силовых ЭП до 1кВ прибавляются расчетные мощности осветительной  нагрузки P_р.о и Q_р.о.

Нагрузка на шинах низшего напряжения головной понизительной подстанции (ГПП) находится следующим образом: суммируются значения ΣР_н, ΣР_ср, ΣQ_ср и определяется групповой коэффициент использования по формуле:

,                                                        (1.18)

                                                                                   (1.19)

По найденному значению и предполагаемому числу высоковольтных присоединений N на ГПП и заводу в целом находим значения коэффициента одновременности .

Расчетные мощности и определяются по выражениям:

;                                                                                                                      (1.20)

;                                                                                   (1.21)

.

Результирующая нагрузка на стороне  ВН по заводу определяется с учетом средств компенсации реактивной мощности и потерь мощности в цеховых  трансформаторах.

Потери в цеховых трансформаторах  определяем по формулам:

;                                                                     (1.22)

_,                                                            (1.23)

где -  расчетная мощность нагрузки предприятия, кВ·А.

;                               (1.24)

;                                                                                       (1.25)

,                                                                         (1.26)

где    - коэффициент одновременности;

- суммарная активная нагрузка  синхронных двигателей, кВт.

При предполагаемом числе высоковольтных присоединений в диапазоне 9-25 и  =0,6 по таблице 3[5] находим значение =0,9.

 кВт;    

 квар;

 кВ·А;

 кВт;

квар.

Расчет электрических нагрузок предприятия сводим в таблицу 1.5. 

Картограмма нагрузок предприятия  представляет собой размещенные  по генеральному плану окружности, причем площади, ограниченные этими  окружностями, в выбранном масштабе равны расчетным нагрузкам цехов. Для каждого цеха наносится своя окружность, центр которой совпадает  с центром нагрузок цеха.

Радиус окружности определяется по формуле:

,                                                            (1.27)

где    - расчетная активная мощность цеха, кВт;

т - масштаб, кВт/мм²; т = 0,2 кВт/мм²;

Для наглядности представления  структуры нагрузок, окружности делятся  на сектора, площади которых соответствуют  силовой, осветительной и высоковольтной нагрузкам.

Угол сектора, изображающего определенную нагрузку можно найти по формуле (на примере осветительной нагрузки):

,                                              (1.28)

где    - расчетная активная нагрузка цеха, кВт;

 - мощность осветительной нагрузки, кВт.

Произведем расчет для цеха сборки:

Результаты расчетов и исходные данные для построения картограммы  сводим в таблицу 1.6.

После построения картограммы нагрузок определяем центр активных нагрузок, на основании известной расчетной активной мощности.

Центр активной и реактивной нагрузки определяется по формулам:

                                                                                        (1.29)

                                                                       (1.30)

где    - расчетная активная нагрузка i-го цеха, кВт;

x_i и y_i - координаты центра электрических нагрузок i-го цеха, см.

Главную понизительную подстанцию следует располагать как можно  ближе к центру нагрузок. Это позволяет  приблизить высокое напряжение к  центру потребления электрической  энергии и значительно сократить  протяженность распределительных  сетей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Выбор напряжения электроснабжения

Выбор напряжения питающей и распределительной  сетей зависит от мощности,

потребляемой  предприятием, его удаленности от источника питания, напряжения, имеющегося на источнике питания, количества и  единичной мощности электроприемников.

На предприятии выбор напряжения внутрицехового электроснабжения в  большинстве случаев зависит  от типа электроприемников установленных в цехах и сетями освещения. В основном все электроприемники в цехах рассчитаны на питание от трехфазной сети напряжением 380 В, а сети освещения - на 220 В, следовательно напряжение 380/220 В наиболее целесообразно для внутрицехового электроснабжения.

Выбор внутризаводского электроснабжения в большей степени обусловлен наличием высоковольтных электроприемников. Так как на предприятии имеется высоковольтная нагрузка (синхронные двигатели на напряжение 10 кВ), то принимаем напряжение 10 кВ.

При выборе напряжения внешнего электроснабжения учитывается: расчетная мощность предприятия, длина питающей линии.

Приближенно рациональное напряжение внешнего электроснабжения можно определить по эмпирической формуле Стилла:

                                                                                 (1.31)

где    Р - активная расчетная мощность предприятия, МВт;

L - расстояние до источника питания, км.

Учитывая мощность завода (Р =15 МВт ) предполагаем Uпит=110 кВ или Uпит=220 кВ, длина питающих линий 22 и 38 км соответственно.

Принимаем напряжение внешнего электроснабжения 110 кВ, расстояние до источника питания  L=22 км.

 

 

1.4 Выбор количества  и мощности трансформаторов цеховых  подстанций 

Выбор места расположения, числа  и мощности цеховых трансформаторов  ведется с учетом категории надежности потребителей, расчетной нагрузки, удельной плотности нагрузок, использования  перегрузочной способности трансформатора, условий окружающей среды.

Количество трансформаторов на подстанции выбирается в зависимости  от того, к какой категории электроснабжения относится нагрузка.

Однотрансформаторные подстанции рекомендуется применять для питания потребителей III категории и для питания потребителей II категории при наличии взаимного резервирования между подстанциями на низшем напряжении.

Двухтрансформаторные подстанции применяются при преобладании потребителей I и II категории, сосредоточенной нагрузки, отдельно стоящих объектов общезаводского назначения, для цехов с высокой удельной плотностью нагрузки (более 0,4 кВ·А./м²).

Выбор места размещения трансформаторных подстанций (ТП) зависит от окружающей среды в цехе, то есть пожаро - или взрывоопасности, требований технологии, расположения ЭП в цехе. В зависимости от этого для производств с нормальной средой применяются внутри цеховые, для производств с пыльной, влажной и пожароопасной средой - встроенные и пристроенные, для взрывоопасных - отдельно стоящие трансформаторные подстанции.

Цеха с небольшой мощностью (до 200 кВ·А) рекомендуется присоединять к ТП близлежащего цеха. Оценить  целесообразность присоединения указанных  нагрузок с учетом расстояния L между ТП и присоединяемой нагрузкой можно по формуле:

 кВ·А·м                                                                                                (1.32)

Номинальная мощность трансформаторов  определяется по формуле:

                                                                                                        (1.33)

где   - суммарная расчетная нагрузка цеха (корпуса) или группы цехов, кВ·А;

- коэффициент загрузки трансформатора;

NТ - число трансформаторов на подстанции.

Проверку выбранной мощности трансформаторов  с учетом требований взаимного резервирования и допустимой аварийной перегрузки производим по формуле:

                                                                      (1.34)

где    =0,85-0,9 - доля электроприемников I и II категорий в расчетной нагрузке;

=1,3 - допустимый коэффициент загрузки трансформаторов в аварийном режиме.

Коэффициент загрузки принимается: для двухтрансформаторных подстанций при преобладании нагрузок I категории – 0,65-0,75, при преобладании нагрузок II категории - 0,7-0,8;

для однотрансформаторных подстанций с учетом взаимного резервирования нагрузок II категории - 0,7-0,85, а при нагрузках III категории - 0,85-0,95.

Удельная плотность нагрузки цеха определяется:

                                                                                                                    (1.35)

где    S_ц - площадь цеха, м².

Для цеха сборки

Если  0,1< S_y < 0,2 кВ·А/м²

s_t = 630-1000 кВ·А;

0,2< S_y < 0,3 кВ·А/м²

s_t = 1600 кВ·А;

0,3< S_y кВ·А/м² 

s_t = 2500 кВ·А.

Для примера определим мощность трансформатора на ТП1

кВА.

 кВА.

Принимаем трансформатора 2500 кВА.

Результаты выбора трансформаторов цеховых ТП сводим в таблицу 1.7. 

1.5 Компенсация  реактивной мощности

Определим экономическую  величину реактивной мощности, разрешенной  потребителю в часы максимальных нагрузок в энергосистеме.

Эта величина задается через нормативное значение tgφ_э=0,5 для 110 кВ:

, (1.36)

где      Р_р - расчетная мощность завода