Реактивная нагрузка на освещение
территории :
Расчет для остальных
цехов аналогичен и представлен в таблице
4.
Таблица 4 – Расчет
мощности освещения
№ цеха |
Наименование цеха |
Руд, кВт/м2 |
F, м2 |
Ксо |
cosφ |
tgφ |
Рро, кВт |
Qро, квар |
1 |
Прокатный цех |
0,0086 |
360 |
0,9 |
0,95 |
0,33 |
2,79 |
0,92 |
2 |
Механический цех |
0,0086 |
3504 |
0,9 |
0,95 |
0,33 |
27,12 |
8,95 |
3 |
Литейная цветного литья |
0,0086 |
4992 |
0,9 |
0,95 |
0,33 |
38,64 |
12,75 |
4 |
Склад готовой продукции |
0,0096 |
2800 |
0,9 |
0,95 |
0,33 |
24,7 |
8,15 |
5 |
Заводоуправление |
0,0096 |
5280 |
0,9 |
0,95 |
0,33 |
46,57 |
15,37 |
6 |
Сборочный цех |
0,0086 |
2240 |
0,9 |
0,95 |
0,33 |
17,34 |
5,72 |
7 |
ЦЗЛ и КБ |
0,0096 |
1344 |
0,9 |
0,95 |
0,33 |
11,85 |
3,9 |
8 |
Ремонтно-механический цех |
0,0086 |
2240 |
0,9 |
0,95 |
0,33 |
17,34 |
5,72 |
9 |
Гараж |
0,0096 |
2400 |
0,9 |
0,95 |
0,33 |
21,168 |
6,99 |
10 |
Литейная черного литья |
0,0086 |
2880 |
0,9 |
0,95 |
0,33 |
22,29 |
7,36 |
11 |
Цех термической обработки |
0,0086 |
3816 |
0,9 |
0,95 |
0,33 |
29,54 |
9,75 |
12 |
Компрессорная |
0,0086 |
4880 |
0,9 |
0,95 |
0,33 |
37,77 |
12,46 |
| |
Освещаемая территория |
1 |
107744 |
0,8 |
0,5 |
1,73 |
17,24 |
29,8 |
| |
Итого |
|
|
|
|
|
314,36 |
128,11 |
2.4 Определение мощности
источника питания
где: – суммарная
активная нагрузка низкого напряжения
предприятия; – суммарная активная
расчетная нагрузка освещения цехов;
- суммарная активная расчетная нагрузка
освещения территории; суммарная активная
нагрузка высокого напряжения предприятия.
где: – суммарная реактивная
нагрузка низкого напряжения предприятия;
– суммарная реактивная расчетная нагрузка
освещения цехов; - суммарная реактивная
расчетная нагрузка освещения территории; суммарная реактивная
нагрузка высокого напряжения предприятия.
Поскольку на данном
этапе проектирования источники питания
цехов и проводниковые электрические
связи еще не выбраны, суммарные потери
в ЛЭП и цеховых трансформаторах
можно определять по приближенным выражениям:
Суммируя выражения получаем
нагрузку предприятия без учета компенсации:
Определяют суммарную нагрузку
предприятия с учетом компенсации реактивной
мощности:
где: - для электрических
сетей 6-10кВ и 35 кВ.
Рассчитываем нагрузку центра
питания:
3. Выбор и обоснование
схемы внешнего электроснабжения
Правильный выбор
места, где располагается источник питания
(ИП) для проектируемого объекта, его мощность
и оснащение элементами защиты и управления
имеют огромное значение для нормального
функционирования системы электроснабжения
в целом.
Число трансформаторов
на ГПП определяется по формуле:
,
где - суммарная расчетная нагрузка; - число трансформаторов на
ГПП; - коэффициент загрузки трансформаторов
( = 0,6-0,7 при питании от ГПП потребителей
1 и 2 категории, = 0,75-0,85 при питании от ГПП
потребителей 2 и 3 категории).
3.1.
Расчет затрат при использовании номинального
напряжения 110кВ.
Выбираем трансформатор:
Выбираем трансформаторы ТДН-16000/110
Определение расчетного тока
в линии:
Определение сечения провода:
Экономическая плотность тока для алюминиевых
неизолированных проводов и шин, при числе
часов использования максимум нагрузки
Тмакс от 3000
до 5000 ч/год, согласно ПУЭ принимается = 1,1 А/мм2.
Выбираем 2-хцепный провод
марки АС 70(минимальное допустимое сечение
при
Потери электроэнергии в трансформаторах рассчитываются
по формуле:
где: ST – мощность
наибольшей нагрузки в данный период,
кВА (принимается равной расчетной нагрузке
предприятия Sр; STном – номинальная
мощность трансформаторов; - время потерь при максимальной
нагрузке.
Технические характеристики
для трансформаторов ТДН-16000/110:
РХХ = 26 кВт;
РКЗ = 85 кВт;
= 16000 кВА;
= 3000 ч/ год;
=633667,63 кВт∙ч.
Потери электрической энергии
в ЛЭП определяются исходя из закона Джоуля-Ленца:
,
где Iрасч –
расчетный ток в линии электропередачи; - время максимальных потерь,
которое равно 3100 ч/год; l – длина ЛЭП
заданная по условиям проектирования
и равна 8 км; - удельное активное
сопротивление ЛЭП, для провода марки АС-70 =0,46 Ом/км.
Зная стоимость электроэнергии
1,79 руб./кВтч., определим суммарные потери:
3.1.
Расчет затрат при использовании номинального
напряжения 35 кВ.
Выбираем трансформатор:
Выбираем трансформаторы ТДНС-16000/36,75
Определение расчетного тока
в линии:
Определение сечения провода:
Экономическая плотность тока для алюминиевых
неизолированных проводов и шин, при числе
часов использования максимум нагрузки
Тмакс от 3000
до 5000 ч/год, согласно ПУЭ принимается = 1,1 А/мм2.
Выбираем 2-хцепный провод
марки АС 150,
Проверяем
провод по условию нагрева.
;
450А 311,98А;
По допустимой потере напряжения:
где:- расчетный ток в кабельной линии в нормальном
режиме,А;
- активное и реактивное сопротивление
кабельной линии, Ом; доп – допустимая
потеря напряжения для линии данного сечения
(для линий 20-35 кВ значение можно принимать равным 1-3%).
доп
3%
Потери электроэнергии в трансформаторах рассчитываются
по формуле:
Технические характеристики
для трансформаторов ТДНС-16000/36,75:
РХХ = 17 кВт;
РКЗ = 85 кВт;
= 16000 кВА;
= 2000 ч/ год;
=416605,09 кВт∙ч.
Потери электрической энергии
в ЛЭП определяются исходя из закона Джоуля-Ленца:
,
Зная стоимость электроэнергии
1,79 руб./кВтч., определим суммарные потери:
Из проведенного технико–экономического
сравнения, видно, что наиболее оптимальным
и экономичным является использование
линии с напряжением 35 кВ, т.к затраты на
потерю электрической энергии в трансформаторах
и в линиях меньше, чем на напряжении 110
кВ.
4. Проектирование
системы внутреннего электроснабжения
При выборе оптимального варианта
схемы распределения электрической энергии
внутри объекта проектирования необходимо
руководствоваться основными требованиями
к системам электроснабжения, а также
принципами формирования структуры электрических
сетей и насыщенности их необходимыми
элементами.
При выборе источников питания
следует учитывать требования к надежности
электроснабжения. Приемники электрической
энергии в отношении обеспечения надежности
электроснабжения разделяются на несколько
категорий.
Первая категория – электроприемники,
перерыв электроснабжение которых может
повлечь за собой опасность для жизни
людей, значительный экономический ущерб,
повреждение дорогостоящего оборудования,
расстройство сложного технологического
процесса, массовый брак продукции. Допустимый
интервал продолжительности нарушения
электроснабжения не более времени, затрачиваемого
автоматический ввод резервного источника
питания.
Вторая категория - электроприемники,
перерыв электроснабжение которых приводит
к массовым недоотпуску продукции, массовым
простоям рабочих, механизмов. Допустимый
интервал продолжительности нарушения
электроснабжения не более 30 мин.
Третья категория – все остальные
электроприемники, не подходящие под определение
первой и второй категорий.
ЭП первой категории должны
обеспечиваться электроэнергией от двух
независимых источников питания, при отключении
одного из них переключение на резервный
источник должно осуществляться автоматически.
Электроприемники второй категории
рекомендуется обеспечивать от двух независимых
источников питания, переключения можно
осуществлять не автоматически.
Электроснабжение ЭП третьей
категории может выполняться от одного
источника при условии, что перерывы электроснабжения,
необходимые для ремонта и замены поврежденного
оборудования, не превышают одних суток.
Число и тип приемных пунктов
электроэнергии зависят от мощности, потребляемой
объектом электроснабжения, и характера
размещения электропотребителей на территории
объекта.
Выбор схемы внутреннего электроснабжения
включает в себя решение следующих вопросов:
- выбор напряжения внутреннего
электроснабжения;
- выбор режима работы
нейтралей в сетях всех классов напряжений;
- выбор числа, мощности, расположения
РП, ТП, НКУ.
- выбор схемы электроснабжения
на напряжениях 10 (6) кВ и 0,4 кВ;
- выбор схемы и компоновки
РП, ТП, НКУ.
Таблица 7 - Категория надежности
потребителей.
№ по плану |
Наименование цеха |
Категория надежности |
1 |
2 |
3 |
1 |
Прокатный цех |
I |
2 |
Механический цех |
I |
3 |
Литейная цветного литья |
II |
4 |
Склад готовой продукции |
III |
5 |
Заводоуправление |
III |
Продолжение таблицы 7
1 |
2 |
3 |
6 |
Сборочный цех |
II |
7 |
ЦЗЛ и КБ |
III |
8 |
Ремонтно-механический цех |
II |
9 |
Гараж |
III |
10 |
Литейная черного литья |
I |
| |
Литейная черного литья (10 кВ) |
I |
11 |
Цех термической обработки |
II |
12 |
Компрессорная |
I |
| |
Компрессорная (10 кВ) |
I |
4.1.
Выбор схемы внутреннего электроснабжения
предприятия
В зависимости от общей нагрузки
предприятия, а также мощности отдельных
цехов и их территориального расположения
для определения количества трансформаторов
можно идти несколькими путями.
Один из подходов для решения
поставленной задачи применяется в том
случае, когда цеха предприятия имеют
различную установленную мощность, различный
характер работы, одинаковый или различный
уровень надежности электроснабжения.
В этом случае отдельные цеха, группы цехов,
корпусов и т. п. объединяются в соответствующие
группы по сходным режимным показателям
и близкому уровню надежности электроснабжении.
Определение
числа и мощности трансформаторных подстанций
выполняем с учетом следующих факторов:
- категории надежности
электроснабжения потребителей;
- компенсации реактивной
мощности на напряжение до 1 кВ;
- перегрузочной способности
трансформаторов в нормальном
и послеаварийном режимах;
Коэффициент загрузки рекомендуется
принимать в следующих пределах:
=0,6-0,7 для двух трансформаторных
подстанций при наличии электроприемников
первой и второй категории;
=0,75-0,85 для двух трансформаторных
подстанций при наличии электроприемников
второй и третьей категории;
=0,9-0,95 для одно трансформаторных
подстанций.
Рисунок 3 – Схема внутреннего
электроснабжения
ТП 10
Определяем общую расчетную
нагрузку на низком напряжении без учета
потерь в элементах сети на ТП с учетом
компенсации реактивной мощности:
Так как
схема распределение электрической энергии
внутри цеха не известна, потери в кабельных
линиях внутри цехов будем считать по
приближённой формуле. Суммарные потери в линиях (по приближенным
выражениям):
где: - для электрических
сетей 0,4 кВ.
Принимаем 2хКРМ-0,4-750-75-У3.
Определяем мощность и количество
цеховых трансформаторов:
Выбираем трансформаторы ТМГ-2500/10/0,4
Находим потери в трансформаторе:
;
Находим суммарную мощность
на стороне высокого напряжения:
.
ТП 8
Определяем общую расчетную
нагрузку на низком напряжении без учета
потерь в элементах сети на ТП с учетом
компенсации реактивной мощности:
Принимаем 2хКРМ-0,4-300-30-У3.
Выбираем трансформатор:
Выбираем трансформаторы ТМГ-630/10/0,4.
Находим потери в трансформаторе:
;
.
ТП 3
Определяем общую расчетную
нагрузку на низком напряжении без учета
потерь в элементах сети на ТП с учетом
компенсации реактивной мощности: