Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций. 3.1 Общие требования к цеховым трансформаторным подстанциям.

ПРИМЕР

выполнения домашнего задания

По дисциплине «Основы электроснабжения»

Разработал:

Студент группы ЭН-340005

Проверила:

Шалина Е.П.

Екатеринбург 2016

Электроснабжение группы цехов промышленного предприятия

Содержание:

Не нужно

Введение

В системах электроснабжения промышленных предприятий и установок энерго- и ресурсосбережение достигается главным образом уменьшением потерь электроэнергии при её передаче и преобразовании, а также применением менее материалоёмких и более надёжных конструкций всех элементов этой системы. Одним из испробованных путей минимизации потерь электроэнергии является компенсация реактивной мощности потребителей при помощи местных источников реактивной мощности, причём важное значение имеет правильный выбор их типа, мощности, местоположения и способа автоматизации.

Главной задачей проектирования предприятий является разработка рационального электроснабжения с учётом новейших достижений науки и техники на основе технико-экономического обоснования решений, при которых обеспечивается оптимальная надёжность снабжения потребителей электроэнергией в необходимых размерах, требуемого качества с наименьшими затратами. Реализация данной задачи связана с рассмотрением ряда вопросов, возникающих на различных этапах проектирования. При технико-экономических сравнениях вариантов электроснабжения основными критериями выбора технического решения является его экономическая целесообразность, т.е. решающими факторами должны быть: стоимостные показатели, а именно приведённые затраты, учитывающие единовременные капитальные вложения и расчётные ежегодные издержки производства. Надёжность системы электроснабжения в первую очередь определяется схемными и конструктивными построениями системы, разумным объёмом заложенных в неё резервов, а также надёжностью входящего электрооборудования. При проектировании систем электроснабжения необходимо учитывать, что в настоящее время всё более широкое распространение находит ввод, позволяющий по возможности максимально приблизить высшее напряжение (35-330 кВ) к электроустройствам потребителей с минимальным количеством ступеней промежуточной трансформации. Основополагающим принципом при проектировании схем электроснабжения является также отказ от “холодного” резерва. Рациональные схемы решения должны обеспечивать ограничение токов короткого замыкания. В необходимых случаях при проектировании систем электроснабжения должна быть предусмотрена компенсация реактивной мощности. Мероприятия по обеспечению качества электроэнергии должны решаться комплексно и базироваться на рациональной технологии и режиме производства, а также на экономических критериях. При выборе оборудования необходимо стремится к унификации и ориентироваться на применение комплексных устройств (КРУ, КСО и др.) различных напряжений, мощности и назначения, что повышает качество электроустановки, надёжность, удобство и безопасность её обслуживания.

1. Расчёт электрических нагрузок низшего напряжения цехов предприятия

Расчётные нагрузки цехов определяются по средней мощности с учётом корректирующего коэффициента l. Расчётные нагрузки на напряжение ниже 1000 В определяются по следующим выражениям:

Силовые нагрузки на напряжение 0,4 кВ:

,

где Р_уст – установленная мощность силового оборудования цеха, кВт;

К_и – коэффициент использования;

l - корректирующий коэффициент;

tgj - соответствует характерному для данного цеха коэффициенту мощности нагрузки.

Расчётная активная и реактивная осветительные нагрузки:

где Р_уд.о – удельная осветительная нагрузка Вт/м²;

F – площадь, м²×10^-3;

К_с.о. – коэффициент спроса для осветительной нагрузки.

Результирующие активная и реактивная расчётные нагрузки цеха с учётом потерь в цеховых трансформаторах:

Р_р.н.=Р_р+Р_р.о.+DР_т, кВт

Q_р.н.=Q_р+Q_р.о.+DQ_т, кВАр

DР_т=0,02×S_p, кВт

DQ_т=0,1×S_P, кВАр

где DР_т – активные потери в цеховых трансформаторах, кВт;

DQ_т – реактивные потери в цеховых трансформаторах, кВАр.

Высоковольтная нагрузка предприятия Р_рв рассчитывается отдельно от низковольтной, поскольку она не питается от ЦТП. Величина корректирующего коэффициента уменьшается при увеличении числа электроприёмников. Значение коэффициента для силовой нагрузки напряжением ниже 1000 В приведены в нормах технологического проектирования. Так как на напряжение 6-10 кВ число приёмников, как правило, не велико, то для высоковольтной нагрузки корректирующий коэффициент принимается равным единице, расчётная мощность равна средней мощности, причём коэффициенты мощности для синхронных двигателей принимается равным 0,9 и опережающим (со знаком минус). В курсовом проекте высоковольтных нагрузок немного, их графики хорошо заполнены (К_и=0,6) и подобны, известен режим работы (определено число рабочих и резервных электроприёмников).

Расчётная активная и реактивная мощность высоковольтного оборудования:

где n_p – число рабочих потребителей;

К_И – коэффициент использования высоковольтной нагрузки.

Полная расчётная высоковольтная нагрузка:

Результаты расчёта заносятся в таблицу 2.4.

Расчёт низковольтной и осветительной нагрузок для цеха 1:

Результаты расчёта нагрузок цехов приведены в таблице 1.

Таблица 1.: Определение расчётных нагрузок цехов предприятия.

Продолжение таблицы 1: Определение расчётных нагрузок цехов предприятия.

Продолжение таблицы 1: Определение расчётных нагрузок цехов предприятия:

2. Выбор центра электрических нагрузок предприятия.

Главная понизительная подстанция (ГПП) является одним из основных звеньев системы электроснабжения. Поэтому её оптимальное размещение на территории предприятия имеет важное значение при построении рациональных систем электроснабжения.

Выбор рационального расположения ГПП позволяет снизить потери электроэнергии, сократить протяжённость электросетей напряжения 6-10 кВ, и тем самым, уменьшить расход проводникового материала. Для этого следует определить центр электрических нагрузок предприятия.

Центр электрических нагрузок предприятия определяется по расчётным нагрузкам Р_pj и Q_pj и их координатам X_j и Y_j: при этом, на данном этапе расчёта предполагается, что центры электрических нагрузок цехов совпадают с их геометрическими центрами тяжести, т.е. предполагается, что нагрузка в цехах распределена равномерно.

Центр электрических нагрузок (X_ц, Y_ц) предприятия определяется по формуле:

(2.1.)

где Р_pj – расчётная нагрузка j-го цеха;

X_j, Y_j – координаты расположения j-го цеха на плане предприятия;

m – число цехов предприятия.

Определение центра реактивных электрических нагрузок выполняется по соотношениям аналогичным (2.1.).

В курсовом проекте на генеральном плане промышленного предприятия
наносятся картограммы активных нагрузок, питание которых обеспечивается от
подстанций энергосистемы или собственных электростанций (ТЭЦ).

Интенсивность распределения электрических нагрузок наиболее просто можно выполнить в виде кругов. В качестве центра круга выбирают центр электрической нагрузки цеха, а радиус круга связывают с расчетной мощностью цеха; значение его находят из условия равенства расчетной мощности площади круга, откуда:

, (2.2)

где R - радиус круга;

М - масштаб для определения площади круга;
P_pj - мощность j-го цеха.

Качественно состав нагрузок цеха можно представить секторами круга,
площади которых пропорционально соответствуют высоковольтной (ВВ),
низковольтной (ВН) и осветительной (осв.) нагрузкам. В этом случае картограмма
дает представление не только о величине нагрузки, но и о её структуре.

Результаты расчета заносятся в табл.1.

Центр нагрузок цеха и предприятия является символическим центром
потребления электроэнергии цеха (предприятия). Главную понизительную и
цеховую подстанции следует располагать в центре или как можно ближе к центру нагрузок, так как это позволяет приблизить высокое напряжение к центру потребления электроэнергии.

Питание реактивных нагрузок осуществляется от конденсаторных батарей,
расположенных в местах потребления реактивной мощности (индуктивного
характера), перевозбуждённых синхронных двигателей или синхронных
компенсаторов, которые, как правило, располагаются вблизи мест потребления
реактивной мощности. Неправильный выбор места установки синхронных
компенсаторов вызывает перемещение потоков реактивной мощности по элементам
системы электроснабжения промышленного предприятия и создает значительные
потери электроэнергии.

Пример расчета для цеха №1:

Радиус нагрузки:

, где .

Определение углов сектора нагрузки:

;

;

.

Центр электрических нагрузок (на генплане):

.

С учетом проходов и переходов ГПП установим в новом месте с координатами на генплане:

Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций. 3.1 Общие требования к цеховым трансформаторным подстанциям.

Для питания цеховых потребителей служит главным образом комплектные
трансформаторные подстанции напряжением 6-10 кВ внутренней (КТП) и наружной
(КТПН) установки, их электрооборудование и токоведущие части находятся в
закрытых оболочках. Подстанции состоят из трех блоков: вводного устройства
напряжением 6...10кВ (шкафы ВВ-1, ВВ-2, ВВ-3 и ШВВ-З), силового трансформатора
(марки ТМ, ТСЗ,), распределительного устройства напряжением 0,4 кВ (шкафы КБ-1
... КБ4, КН-1... КН6, КН-17, КН-20, ШНЛ, ШНВ, ШНС). Из этих блоков, поставляемых
заводом, собирают подстанцию. Их выполняют как внутрицеховые подстанции,
встраиваемые в здание цеха или в пристроенное к нему помещение. Отдельно, стоящие подстанции целесообразно при питании от одной подстанции нескольких
цехов, во взрывоопасных помещениях, при невозможности размещения их в цехе по
технологическим условиям, они наиболее экономичны по капитальным затратам и
эксплуатационным расходам.

Наиболее экономичным типом с точки зрения расхода проводникового
материала (цветного металла) и потерь электроэнергии в питающих сетях является
внутрицеховая трансформаторная подстанция. Располагаются такие подстанции
между опорными колоннами, либо около внутренних или наружных стен здания
внутри цеха. К недостаткам применяемых внутрицеховых подстанций относится то,
что они занимают дефицитную площадь цеха.

Выбор числа и мощности трансформаторной ЦТП обусловлен величиной и
характером электрической нагрузки. При выборе числа и мощности
трансформаторов следует добиваться экономически целесообразного режима их
работы, обеспечения резервирования питания электроприемников при отключении
одного из трансформаторов, стремиться к однотипности трансформаторов; кроме
того должен решаться вопрос об экономически целесообразной величине
реактивной нагрузки, передаваемой в сеть напряжения до 1 кВ.

Количество цеховых ТП влияет на затраты распределительных устройств
6-20 кВ, внутризаводские и цеховые электрические сети.

Однотрансформаторные подстанции применяются при наличии
централизованного сервера и при взаимном резервировании трансформатора по
линиям низшего напряжения соседних ТП для потребителей 2 категории, при
наличии в сети 380-660 В небольшого количества (20%) потребителей 1 категории
при соответствующем построении схемы, а также для потребителей 3 категории при
наличии централизованного резерва.

Двухтрансформаторные подстанции рекомендуется применять:

- при преобладании потребителей 1 категории;

- для сосредоточенной цеховой нагрузки и отдельно стоящих объектов
общезаводского назначения (насосные и компрессорные станции);

- для цехов с высокой удельной плотностью нагрузки (выше 0,5 - 0,7 кВА/м).

Цеховые ТП с числом трансформатора более 2 экономически
нецелесообразны и применяются в виде исключения при надлежащем обосновании:
если имеются мощные электроприемники, сосредоточенные в одном месте, если
нельзя рассредоточить подстанции по условиям технологии или окружающей среды.

Загрузка цеховых трансформаторов зависит от категории надежности
электроснабжения электроприемников, от числа трансформаторов и способа
резервирования.

Рекомендуется применять следующие коэффициенты загрузки (К_з)по
таблице 3.1.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: