Электроснабжение Сокольского деревообрабатывающего комбината

1.КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА  ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

 

 

 

В качестве объекта проектирования предлагается деревообрабатывающий предприятие на Сокольском ДОКе.

К первой категории надежности по электроснабжению на Сокольском ДОКе относятся: компрессорная; котельная. Ко второй категории надежности по электроснабжению относятся: производственные линии лесопильного цеха; цех по производству оконных блоков; технологические установки цехов домостроения и брусового домостроения; агрегаты и станки механического цеха; столярный цех.

При проектировании электроснабжения комбината учитываем в расчетах и выборе электрооборудования следующие климатические параметры: район климатических условий по гололеду – II, по ветру – I; расчетная температура воздуха максимальная – плюс 35^o C, минимальная – минус 40^o C, среднегодовая - 0^o C; число грозовых часов в году – 40-60; нормативная глубина промерзания грунта – 176 см для суспеси пластичной.

В состав предприятия  входят шесть основных цехов, выпускающих  продукцию (лесопильный, цех брускового домостроения, погонажных изделий, цементно - стружечных плит, цех по производству оконных блоков, столярный цех) и шесть обслуживающих цехов (механический, паросилостное хозяйство и инженерные сети, автобаза, цех по сушке пиломатериалов, погрузке готовой продукции).

Исходные данные потребителей предприятия представлены в табл. 1.1.

 

 

 

 

Таблица 1.1

Исходные данные потребителей предприятия

 

Цеха и крупные  электроприемники предприятия	Категория надежности	Рном, кВт	Кс
Цех №4 цементно-стружечных плит	II	2118	0,66
Цех №2 брусового  домостроения	II	1320	0,5
Компрессорная	I	1270	0,75
Котельная	I	1972	0,7
Цех №10 полистирол	III	1430	0,5
Цех №3 лесопильный	II	1888	0,5
Цех №6 домостроение	III	2400	0,45
Цех №8 столярный	III	1350	0,65
Цех №4 линия  по окраске ЦСП	III	1989	0,8
Ширпотреб	III	876	0,62
Цех №3 лесопильный	II	1376	0,5
Цех №5 производство оконных блоков	II	5240	0,43
Итого по предприятию		23339

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ  НАГРУЗОК КОМБИНАТА

 

 

 

Согласно рекомендациям изложенным в [5] для определения расчетных нагрузок цехов применим метод расчета по установленной мощности и коэффициенту спроса. Расчетную нагрузку отдельных цехов предприятия определяют по формулам:

 

,                                                  (2.1)

,                                                   (2.2)

                                                 (2.3)

 

где Pном - установленная  мощность, кВт (см. табл. 1.1);

      Kc - коэффициент  спроса;

      tgj - коэффициент мощности.

      Расчетную  нагрузку главной понизительной  подстанции (ГПП),

      содержащей  группы приемников электроэнергии  с различными режимами 

      работы, определяем с учетом разновременности  максимумов нагрузки 

      отдельных групп по формуле:

 

                                                                        (2.4)

где - сумма расчетных активных нагрузок отдельных групп

      электроприемников,кВт;

      - сумма расчетных реактивных нагрузок отдельных групп

      электроприемников,квар;

      - коэффициент разновременности максимумов ( для расчетов

      принимаем K_Р,М= 0.85 ).

 

Исходные данные для  расчета нагрузок даны в таблице 2.1.

Пример расчета по формулам 2.1¸2.3 произведем для цеха №2 цементно-стружечных плит.

 

P_Р = 2118*0,66 = 1398 (кВт);

Q_Р = 1398*0,73 = 1309 (квар);

(кВ·А).

 

Аналогичным образом, по формулам 2.1 - 2.3, определяем расчетную нагрузку других цехов. Результаты расчета приведены в таблице 2.1.

 

Таблица 2.1.

Расчетные нагрузки цехов комбината

 

Цеха и крупные электроприемники предприятия	Номер ТП	Рном, кВт	Кс	cosj	Рр, кВт	Qр, квар	Sр, кВ*А
Цех №4 цементно-стружечных плит	ТП-1	2118	0,66	0,73	1398	1309	1915
Цех №2 брусового  домостроения	ТП-2	1320	0,5	0,6	660	880	1100
Компрессорная	ТП-3	1270	0,75	0,85	953	590	1113
Котельная	ТП-4	1972	0,7	0,8	1380	1035	1726
Цех №10 полистирол	ТП-11	1430	0,5	0,7	715	729	1021
Цех №3 лесопильный	ТП-12	1888	0,5	0,75	944	833	1259
Цех №6 домостроение	ТП-13	2400	0,45	0,55	1080	1640	1964
Цех №8 столярный	ТП-14	1350	0,65	0,8	878	658	1097
Цех №4 линия по окраске  ЦСП	ТП-15	1989	0,8	0,8	1591	1193	1989
Ширпотреб	ТП-16	876	0,62	0,85	543	337	639
Цех №3 лесопильный	ТП-20	1376	0,5	0,75	688	607	917
Цех №5 производство оконных блоков	ТП-22	5240	0,43	0,66	2253	2565	3414
Итого по предприятию	-	-	-	-	13083	12375	18153

 

 

3.ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ  СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

КОМБИНАТА

 

 

Электроснабжение комбината  осуществляется от собственной ГПП. Учитывая категорию надежности электроснабжения как отдельных производственных линий, так и цехов и предприятия в целом, питание от энергосистемы ПС «Сокол» для ГПП подаем на напряжении 110 кВ по двум независимым ЛЭП. С целью повышения надежности элетроснабжения ДОКа, схему РУ-110 кВ выбираем с резервной перемычкой на выключателях.

Непосредственно от ГПП  получают питание ЦРП-1 и ЦРП-2 по кабельным линиям 10 кВ, проложенным в земле, которые составляют 1,5 и 1,35 км. Потребители ЦРП-1 и ЦРП-2 имеют 1, 2 и 3 категории надежности по электроснабжению. ТП поселка, автобазы, теплицы запитаны от ГПП, остальные ТП предприятия от двухсекционных ЦРП-1 и ЦРП-2. Вся распределительная сеть 10 кВ строится на кабельных линиях прокладываемых в земле. Длины линий составляют от 50 до 1500 м. ТП цехов запроектированы комплектными в двух трансформаторном исполнении  мощностью 1600/1000/630 кВ*А напряжением 10/0,4 УЗ в соответствии с результатами расчетов по пункту 2.

Нагрузка собственных  нужд ГПП составляет 114,89 кВА (см. п.9). Для питания собственных нужд и оперативных цепей предусматривается установка двух трансформаторов мощностью 160 кВА.

В связи с применением  микропроцессорных устройств релейной защиты на подстанции организуется постоянный оперативный ток. Для этого проектом предусматривается установка источника бесперебойного питания типа ШУОТ в металлическом ОПУ.

Выбираем радиальную схему электроснабжения комбината. Такая схема является высоко надежной и удобной в автоматизации. Радиальную схему применяют для питания сосредоточенных нагрузок большой мощности, при неравномерном размещении потребителей электроэнергии [5].

 

4.ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ  ТРАНСФОРМАТОРОВ ГПП

 

 

 

Определим расчетную  нагрузку главной понизительной  подстанции 110/10 кВ как сумму расчетных мощностей всех цехов Сокольского ДОКа, собственных нужд ГПП (см. раздел 9), питаемого от ГПП поселка с установленной мощностью 6930кВт, состоящего из 1390 жилых домов а также достаточно мощных предприятий: автобаза и тепличный комбинат «Майский» с расчетной мощностью 680 и 450 кВт, соответственно. Метод определения расчетной нагрузки по графикам нагрузки [4] не используем из-за непостоянности суточных и годовых графиков нагрузки цехов предприятия.

Расчетную мощность нагрузки поселка определим по формулам

(2.1 – 2.3), учитывая то, что Kc =0,4 и tgj =0,67 согласно [5].

 

P_{р, пос} = 6930*0,4 = 2772 кВт;

Q_{р, пос} = 2772*0,67 = 1857 квар;

S_{р, пос} = Ö 2772² + 1857² = 3337 кВ*А.

 

Таким образом расчетная  нагрузка ГПП составит по формуле (2.4):

 

P_{р, ГПП} = 13083 + 2772 + 114,68 + 1130 = 17099,68 кВт;

Q_{р, ГПП} = 12375 + 1857 + 7 + 791 = 15030 квар;

S_р,ГПП = Ö 17099,68² + 15030² * 0,85= 21347 кВ*А.

 

Наиболее часто ГПП  промышленных предприятий выполняют  двух трансформаторными. Однотрансформаторные ГПП допустимы только при наличии централизованного резерва трансформаторов и при поэтапном строительстве ГПП. Установка более двух трансформаторов возможна в исключительных случаях: когда требуется выделить резко переменные нагрузки и питать их от отдельного трансформатора, при реконструкции ГПП, если установка третьего трансформатора экономически целесообразна.

Выбор мощности трансформаторов  ГПП производим на основании расчетной  нагрузки предприятия в нормальном режиме работы. В послеаварийном режиме (при отключении одного трансформатора) для надежного электроснабжения потребителей предусматривается их питание от оставшегося в работе трансформатора. При этом часть неответственных потребителей с целью снижения нагрузки трансформатора может быть отключена [4].

Номинальная мощность трансформатора определяется по формуле:

 

                                     S_{ном, тр} = S_{р, ГПП} / n_тр * К_з,                                       (4.1)

 

где n_тр – число трансформаторов, шт (на ГПП устанавливаем два

      трансформатора);

      К_з – коэффициент загрузки, согласно [5].

 

S_{ном, тр} ³ 21347 / 2 * 0,7 = 15248 кВ*А

 

 

Проведя технико - экономическое  сравнение (см. п.12), на ГПП устанавливаем  силовые трансформаторы типа ТДН 16000/110/10 – трехфазные, в которых система  охлаждения масляная с дутьем и естественной циркуляцией масла, а регулирование коэффициента трансформации осуществляется под нагрузкой [2].

ГПП является важнейшим  стратегическим объектом, от которого получают питание электроприемники, относящиеся ко всем трем категориям по надежности электроснабжения. Исходя из этого питание трансформаторов ГПП осуществляется от 2 – х независимых секции шин ПС - Сокол.

Реальный коэффициент  загрузки каждого трансформатора определяется по формуле:

 

                                              К_з = S_{р, ГПП} / S_н,тр * N_тр,                                           (4.2)

 

К_з = 21347 / 2 * 16000 = 0,66

 

Коэффициент загрузки при выходе из стоя одного из трансформаторов:

 

                                       К_з,ав = S_р / S_н,тр * (N_тр – 1),                                             (4.3)

 

К_з,ав = 21347 / 1 * 16000 = 1,33

 

К_з,ав = 1,33<1,4 условие выполняется.

Результаты выбора силовых  трансформаторов ГПП сведены  в табл. 4.1.

 

Таблица 4.1.

Технические характеристики трансформаторов ГПП

 

Тип трасформатора	Кол-во	Sном, кВ*А	Uном, кВ		Ик %	DРк, кВт	DРх, кВт	Iх %	Габариты, м
			ВН	НН					длина	ширина	высота
ТДН-16000/110	2	16000	115	11	10,5	85	16	0,7	6	3,5	5,5
ТРДН-25000/110	2	25000	115	11	10,5	120	27	0,7	6,58	4,5	5,8

 

 

 

 

 

5.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛЭП 110 кВ СВЯЗИ С ЭНЕРГОСИСТЕМОЙ

 

 

 

5.1.Выбор сечений воздушных  линий и типов опор

 

 

 

Проектируемая ГПП 110/10 кВ присоединяется к энергосистеме по ВЛ-110 кВ.

Исходя из результатов расчета  и требований обеспечения надежности электроснабжения потребителей, на проектируемой  подстанции предусматривается установка 2-х трансформаторов мощностью 16000 кВ*А каждый (см. п.4).

 

Определим наибольший рабочий ток  ВЛ-110 кВ.

 

                                                     I_нб = ,                                              (5.1)