Электроснабжение механического завода местной промышленности
Проект системы электроснабжения цеховых сетей механического завода. Определение электрических нагрузок и выбор мощности цеховых трансформаторных подстанций. Выбор и размещение компенсирующих устройств. Определение потерь мощности в кабельных линиях.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.05.2017 |
| Размер файла | 681,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.Allbest.ru/
Размещено на http://www.Allbest.ru/
Департамент образования и молодежной политики
Ханты-Мансийского автономного округа - Югры
Автономное учреждение профессионального образования
Ханты-Мансийского автономного округа - Югры
Ханты-Мансийский технолого-педагогический колледж
Специальность 140448 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
На тему:
Электроснабжение механического завода местной промышленности
Выполнил: Глушков Виталий
Студент 143 группы 4 курса
Руководитель: Коблов А.С.
Ханты-Мансийск, 2017
ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Тема: Электроснабжение механического завода местной промышленности
Исходные данные на проектирование
1. Генеральный план завода представлен на рис. 1.
2. Мощность энергосистемы 1600МВ·А.
5. Сопротивление системы Хс=0,31 о.е.
6. Расстояние от подстанции энергосистемы до завода 5,4 км.
7. Сведения об электрических нагрузках завода представлены в табл. 1.
Таблица 1
Ведомость электрических нагрузок завода
|
№ |
Наименование цеха |
Руст, кВт |
|
|
1 |
Главный корпус |
10800 |
|
|
2 |
Склад сульфата |
850 |
|
|
3 |
Углеподготовка №1 |
5200 |
|
|
4 |
Материальный склад |
400 |
|
|
5 |
Коксосортировка |
600 |
|
|
Освещение цехов и территории завода |
По площади |
Рис. 1. Генеральный план механического завода местной промышленности
ОГЛАВЛЕНИЕ
- ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
- ВВЕДЕНИЕ
- 1. Описание технологического процесса
- 1.1 Главный корпус
- 1.2 Склад сульфата
- 1.3 Углеподготовка №1
- 1.4 Материальный склад
- 1.5 Коксосортировка
- 2. Расчёт электрических нагрузок цехов предприятия
- 2.1 Определение расчетных нагрузок цехов8
- 3. Картограмма и центр электрических нагрузок
- 4. Выбор и расчёт системы распределения
- 4.1 Выбор напряжения распределения
- 4.2 Общие принципы формирования системы распределения
- 4.3 Определение расчётных нагрузок цеховых трансформаторных подстанций
- 4.4 Выбор и размещение компенсирующих устройств
- 4.5 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций
- 4.7 Выбор кабельных линий
- 4.8 Определение потерь мощности в кабельных линиях
- 5. Графики электрических нагрузок завода
- ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Темой данного курсового проекта является проектирование системы электроснабжения механического завода местной промышленности.
Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с развитием строительства электрических станций.
Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий велось в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования возникло типовое решение.
В настоящее время созданы методы расчета и проектирования цеховых сетей, выбора мощности цеховых трансформаторов и трансформаторных подстанций, методика определения электрических нагрузок и т.п. Нынешние промышленные предприятия, помимо различий технологического порядка отличаются друг от друга также размером занимаемой территории и установленной электрической мощностью. Различны и схемы электроснабжения промышленных предприятий.
Главной задачей проектирования является наиболее рациональное построение системы электроснабжения и выполнения всех основных принципов проектирования на должном техническом уровне принимаемых решений. Так же должна предусматриваться гибкость системы, обеспечивающая возможность расширения при развитии предприятия без существенного усложнения и удорожания первоначального варианта при этом должны, по возможности, приниматься решения, требующие минимальных расходов цветных металлов и электроэнергии.
Выполнение поставленных перед проектированием задач позволяет обеспечить в результате высокий уровень энергосбережения на предприятии.
1. Описание технологического процесса
Коксование позволяет утилизировать остатки прямогонного производства, асфальты и экстракты масляного производства.
На современных предприятиях применяют установки непрерывного действия. Коксование происходит в колоннах термического крекинга, а затем в трубчатых печах до температуры 500-510°С. Для получения товарного кокса продукт дополнительно прокаливают в прокалочных печах при температуре 1200-1300оС. Кокс необходим для производства анодной массы и электродов.
1.1 Главный корпус
В главном корпусе располагается основное оборудование для осуществления технологического процесса
Условия среды - нормальная
Категория цеха по надежности электроснабжения - 2
Категория по пожароопасности П-II
1.2 Склад сульфата
На складах сульфата предусматривается установка барабанных сушилок с подогревом воздуха в топках; установка высокопроизводительных машин для механизации погрузочно-разгрузочных работ
Условия среды - нормальная
Категория цеха по надежности электроснабжения - 3
Категория по пожароопасности П-II
1.3 Углеподготовка №1
Назначение цеха - приготовление угольной шихты (смеси коксующихся углей), заданного состава, обеспечивающей получение кокса соответствующего качества и максимальную производительность коксовых печей и обогащение рядовой шихты для производства низкозольного угольного концентрата.
Условия среды - технологическая пыль
Категория цеха по надежности электроснабжения - 2
Категория по пожароопасности П-III
1.4 Материальный склад
Основное оборудование цеха - установки сортировки, сушильные камеры, вытяжная и приточная вентиляция.
Категория электроснабжения - 2.
Условия среды - химически-агрессивная среда.
Категория размещения электрооборудования - 3.
Степень защиты электрооборудования - IP41
1.5 Коксосортировка
Коксосортировка обслуживает четыре коксовых батареи и оборудуется валковыми и ситовыми виброинерционными грохотами, бункерами для кокса, конвейерами и желобами для перемещения кокса. Оборудование коксосортировки состоит из валковых и виброинерционных ситовых грохотов
Условия среды - технологическая пыль
Категория электроснабжения - 2
Категория по пожароопасности П-IIa
Таблица 1.1
Характеристика электрических нагрузок цехов предприятия
|
№ Цеха |
Наименование цеха |
Характеристика производственной среды |
Степень защиты электро-оборудования |
Категория ЭП по надежности питания |
Установленная мощность, Рн, Квт |
|
|
1 |
Главный корпус |
Нормальная |
П-II |
1 |
10800 |
|
|
2 |
Склад сульфата |
Нормальная |
П- II |
2 |
850 |
|
|
3 |
Углеподготовка №1 |
Технол. пыль |
П-III |
2 |
5200 |
|
|
4 |
Материальный склад |
Хим-агрес. среда |
IP41 |
2 |
400 |
|
|
5 |
Коксосортировка |
Технол. пыль |
П-IIa |
2 |
600 |
2. Расчёт электрических нагрузок цехов предприятия
Электрические нагрузки систем электроснабжения определяются с целью выбора числа и мощности силовых трансформаторов, мощности и места подключения компенсирующих устройств, выбора и проверки токоведущих элементов по условию допустимого нагрева, расчета потерь мощности, электроэнергии, напряжения и выбора релейной защиты.
Расчет электрических нагрузок цехов является главным этапом при проектировании промышленной электрической сети.
2.1 Определение расчетных нагрузок цехов
В данном проекте практически для всех цехов использован метод коэффициента спроса. Нагрузка цеха складывается из нагрузки электрического освещения и силовой нагрузки.
Расчётная осветительная нагрузка цеха:
PР ОСВ = уОСВkС ОСВFЦkПП; QР ОСВ = PР ОСВ tgцОСВ,
где PР ОСВ - активная мощность освещения цехов, кВт;
FЦ - площадь цеха, м2;
PУД - плотность осветительной нагрузки, Вт?м2;
kПП - коэффициент потерь в пускорегулирующей аппаратуре разрядных ламп, для КЛЛ - 1,2; для ДРИ и натриевых ламп - 1,1;
kС ОСВ - коэффициент спроса освещения цехов, принимается равным 1 для мелких производственных зданий; 0,95 - для производственных зданий из крупных пролетов, 0,85 - для производственных зданий из многих отдельных помещений; для административно-бытовых зданий и лабораторий; 0,6 - для складов;
QОСВ - реактивная мощность освещения цехов, квар;
tgцОСВ = 0,485 ? тангенс ц, соответствующий коэффициенту мощности равному 0,9, установленному ПУЭ для разрядных источников света.
При определении осветительных нагрузок предполагается, что в цехах установлены разрядные лампы (люминесцентные, металлогалогенные типа ДРИ), территория освещается разрядными натриевыми лампами.
Расчётная активная и реактивная силовая нагрузка цехов на напряжении 0,4 кВ:
PРС = kСРН; QРС = PРСtgцН,
где РН - установленная мощность цеха, кВт;
kС - коэффициент спроса рассматриваемого цеха;
tgцН - соответствует средневзвешенному коэффициенту мощности электроприемников цеха.
В итоге расчётные значения нагрузок цеха определяются по следующим выражениям:
- расчётная активная мощность:
PРЦ = PРС + PР ОСВ,
где РРЦ - расчётное значение активной мощности цеха, кВт;
- расчётная реактивная мощность:
QРЦ = QРС + QР ОСВ,
где ??РЦ - расчётное значение реактивной мощности цеха, квар;
- расчётная полная мощность:
??РЦ = ,
где ??РЦ - расчётное значение полной мощности цеха, кВ•А;
- расчётный ток узла нагрузки:
IРЦ = ,
где ??РЦ - расчётное значение тока узла нагрузки, А;
n - количество питающих линий;
Uн - номинальное напряжение в узле нагрузки, А;
Расчётные электрические нагрузки цеха в дальнейшем используются при выборе мощности трансформаторов цеховых ТП, линий и коммутационно-защитной аппаратуры.
Исходные данные для цеха 0,4 кВ.
??Н = 5200 кВт; КС = 0,4; ??os?? = 0,75; ?? = 29956 м2;
??уд = 9 Вт?м2 , ??os??ОСВ = 0,75; КС ОСВ = 0,76, КПРА = 1,1.
Расчётная нагрузка:
РРС = КСРН = 0,4 • 5200 = 2080 кВт;
??РС = РРСtgцН = 2080 • 0,88 = 1834,8 кВар;
Нагрузка искусственного освещения:
PР ОСВ = КС ОСВКПРА??УДFЦ = 0,76• 1,1•9•10?3 • 29956=226,69кВт;
QР ОСВ = PР ОСВ tgцОСВ = 226,69 • 0,485 = 109,94 кВар.
Суммарная активная, реактивная и полная нагрузки по 0,4 кВ (точка 1):
PРЦ = PРС + PР ОСВ = 2080 + 109,94 = 2306,69 кВт;
??РЦ = QРС + QР ОСВ = 1834,39 + 109,94 = 1944,33 кВар;
??РЦ = = = 3016,83 кВ • А;
Потери в трансформаторах ТП будут определены после выбора их мощности.
Таблица 2.1
Расчётные нагрузки цехов предприятия
|
№ цеха |
РУСТ, кВт |
КС |
Cosц |
tgц |
PРС, kBт |
QРС. кВар |
KСО |
РУД, Вт/мІ |
|
|
1 |
10800 |
0,5 |
0,6 |
1,33 |
5400 |
7200 |
0,35 |
22 |
|
|
2 |
850 |
0,5 |
0,8 |
0,75 |
425 |
318,75 |
0,98 |
6 |
|
|
3 |
5200 |
0,4 |
0,75 |
0,88 |
2080 |
1834,4 |
0,76 |
9 |
|
|
4 |
400 |
0,27 |
0,65 |
1,17 |
108 |
126,27 |
0,97 |
5 |
|
|
5 |
600 |
0,75 |
0,6 |
1,33 |
450 |
600 |
0,96 |
11 |
|
№ цеха |
FЦ, мІ |
КПРА |
РРО, кВт |
QРО, кВар |
РРЦ, кВт |
QРЦ, кВар |
SРЦ, кВ•А |
|
|
1 |
30675 |
1,2 |
283,15 |
137,33 |
5683,15 |
7337,33 |
9280,87 |
|
|
2 |
3882 |
1,1 |
25,20 |
12,22 |
450,20 |
330,97 |
558,76 |
|
|
3 |
29956 |
1,1 |
226,69 |
109,94 |
2306,69 |
1944,33 |
3016,83 |
|
|
4 |
8100 |
1,1 |
43,13 |
20,92 |
151,13 |
147,18 |
210,95 |
|
|
5 |
4601 |
1,1 |
53,39 |
25,90 |
503,39 |
625,90 |
803,21 |
3. Картограмма и центр электрических нагрузок
Так как взаимное расположение трансформаторной подстанции и электроприёмников играет значительную роль в экономической эффективности системы электроснабжения, то необходимо найти оптимальное расположение пункта приёма электрической энергии (ППЭ) предприятия. Расположение ППЭ будет оптимальным, если он будет находиться в центре электрических нагрузок (ЦЭН) возможно использование нескольких методов. Для учебного проектирования принимается, что ЦЭН цеха находится в центре тяжести фигуры плана цеха. Поэтому теоретически находят ЦЭН завода, что необходимо для определения ориентировочного места расположения ППЭ.
Для построения картограммы нагрузок цехов находится радиус окружности по формуле:
ri =
где m = 2 кВт?мм2 - выбранный масштаб.
Угол сектора, характеризующего долю осветительной нагрузки в общей нагрузке до 1000 В, определяется по формуле:
б??O = 360о
где РРО i - осветительная нагрузка i - го цеха;
PРЦ i - суммарная нагрузка i - го цеха.
Для определения места расположения ПГВ находится ЦЭН завода с помощью аналитического метода сложения параллельных нагрузок.
На плане завода (рис. 3.1) условно наносятся оси координат (начало координат совпадает с левым нижним углом границы территории завода) и находятся координаты ???? и ???? для каждого цеха (табл. 3.1).
По суммарным расчётным мощностям 0,4 (силовая и осветительная) и 10 кВ находятся координаты цента электрических нагрузок завода по формулам:
X0 = = = 83,85 мм;
Y0 = = = 89,43 мм
Таблица 3.1
Исходные данные для построения картограммы электрических нагрузок
|
№ цеха |
Ррц, кВт |
Рро, кВт |
Х, мм |
У, мм |
ri, мм |
бio, град |
|
|
1 |
5683,15 |
283,15 |
49,87 |
108,16 |
30,07 |
17,94 |
|
|
2 |
450,20 |
25,20 |
144,87 |
106,16 |
8,46 |
20,15 |
|
|
3 |
2306,69 |
226,69 |
159,87 |
57,16 |
19,16 |
35,38 |
|
|
4 |
151,13 |
43,13 |
42,87 |
51,37 |
4,90 |
102,73 |
|
|
5 |
503,39 |
53,39 |
76,87 |
22,16 |
8,95 |
38,18 |
Рис. 3.1 Картограмма электрических нагрузок механического завода местной промышленности
ЦЭН расположен на территории завода, ПГВ выполняется отдельно стоящей и располагается с небольшим смещением от ЦЭН в сторону источника питания так, чтобы не занимать проезжую часть территории. Место для коридора двухцепной воздушной ЛЭП 110 кВ, ширина которого составляет 50 м, имеется.
4. Выбор и расчёт системы распределения
В систему распределения СЭС предприятия входят:
- РУ низкого напряжения ППЭ;
- Цеховые комплектные трансформаторные подстанции (КПП);
- РП 10 кВ и ЛЭП (кабельные ЛЭП и токопроводы).
Схемы электрических сетей должны обеспечивать надежность питания потребителей электрической энергии, быть удобными в эксплуатации. При этом затраты на сооружение линий должны быть минимальными, расход проводникового материала и потери электроэнергии - по возможности минимизированы.
Внутризаводское распределение электрической энергии выполняются по радиальным или магистральным схемам в зависимости от территориального размещения нагрузки, их значений, требуемой степени надежности питания и других особенностей объекта. Радиальные схемы целесообразны для питания мощных РП и наиболее ответственных электроприёмников. Магистральные схемы целесообразны при упорядоченном (близком к линейному) расположении КТП на территории завода, благоприятствующем возможно более прямому прохождению магистралей от источника питания до КТП без обратных перетоков энергии и длинных обходов.
4.1 Выбор напряжения распределения
Рациональное напряжение распределения электроэнергии в основном зависит от наличия электроприёмников 6 и 10 кВ и их мощности, наличия собственной ТЭЦ и её генераторного напряжения. Для определения рационального напряжения необходимо произвести технико-экономический расчёт.
Технико-экономический расчёт не проводится в случаях, если:
· суммарная мощность электроприёмников 6 кВ равна или превышает 40% общей мощности предприятия, тогда напряжение распределения принимается 6 кВ;
· суммарная мощность электроприёмников 6 кВ не превышает 15% общей мощности предприятия, тогда напряжение распределения принимается 10 кВ.
Так как нету высокого напряжения, то мы берем 10кВт.
4.2 Общие принципы формирования системы распределения
Для обозначения линий, трансформаторных подстанций, силовых и распределительных пунктов используется простой принцип нумерации - все эти элементы системы имеют номер того цеха, в котором (или около которого) располагаются или подводятся (для линий).
В системе распределения предприятия для электроснабжения электроприёмников могут использоваться:
- распределительные пункты 10 кВ;
- цеховые трансформаторные подстанции 10/0,4 кВ;
- силовые пункты 0,4 кВ.
Распределение электроприёмников между пунктами питания зависит от их номинального напряжения, мощности, категории по надёжности, расстояния от центров питания.
На первом этапе решается вопрос питания нагрузок 10 кВ. На предприятии такие нагрузки не имеется.
На втором этапе определяются цеха и прочие здания предприятия, в которых из-за малости расчётной нагрузки установка цеховых ТП нецелесообразна. В данном проекте таких нет.
На третьем этапе определяются цеха, в которых устанавливаются цеховые ТП, количество таких ТП, количество установленных в них трансформаторов и их мощность.
Цеховые ТП располагаются в центрах нагрузок цеха или группы цехов, запитанных от этой ТП. При составлении схемы распределения преимущественно отдаётся магистральным схемам, так как они позволяют приблизить сечение, выбираемое по длительно допустимым токам и экономической плотности тока, к сечению, выбираемому по термической стойкости к действию токов КЗ.
Трансформаторы мощностью 2500 кВ•А подключаются по радиальным схемам, остальные могут подключаться по магистральным схемам. При определении трасс прокладки кабеле необходимо избегать перетоков энергии (петель) в сетях одного напряжения.
4.3 Определение расчётных нагрузок цеховых трансформаторных подстанций
Расчётные нагрузки цеховых ТП определяются в зависимости от мощности и количества подключенных электроприёмников. При этом возможны следующие варианты:
1. Расчётная нагрузка ТП равна расчётной нагрузке цеха. Это возможно, когда в цехе расположена одна ТП, к которой подключены все электроприёмники цеха:
Подобным образом в настоящем проекте определяется нагрузка большинства ТП.
2. Расчётная нагрузка ТП равна части расчетной нагрузки цеха. Это возможно, когда в цехе расположено несколько цеховых ТП. Тогда расчетная нагрузка цеха распределяется между отдельными ТП, пропорционально их мощностям.
,
??д - доля нагрузки цеха, подключенной к ТП, относительно единице. Такими цехами в настоящем проекте является цех №1,3.
3. Расчётная нагрузка ТП формируется из расчётных нагрузок нескольких цехов. Это возможно, когда одна цеховая ТП, служит для электроснабжения электроприёмников нескольких мелких цехов, в которых установлены СП 0,4 кВ.
В этом случае расчётная нагрузка цеховой ТП на стороне 0,4 кВ определится по формуле:
Таблица 4.1
Расчетная мощность цеховых трансформаторных подстанций с учетом установленных компенсирующий устройств
|
№ ТП |
№ Цеха |
КД |
КС |
РРЦ, кВт |
QРЦ, кВар |
SРЦ, кВ•А |
РТЕР, кВт |
QТЕР, кВар |
РРТП0,4 кВт |
|
|
ТП 1/1 |
1 |
0,25 |
0,34 |
1420,8 |
1834,3 |
9280,9 |
0 |
0 |
1420,8 |
|
|
ТП 1/2 |
1 |
0,25 |
0,34 |
1420,8 |
1834,3 |
9280,9 |
0 |
0 |
1420,8 |
|
|
ТП 1/3 |
1 |
0,25 |
0,34 |
1420,8 |
1834,3 |
9280,9 |
0 |
0 |
1420,8 |
|
|
ТП 1/4 |
1 |
0,25 |
0,34 |
1420,8 |
1834,3 |
9280,9 |
0 |
0 |
1420,8 |
|
|
ТП 2 |
2 |
1 |
0,98 |
450,2 |
331,0 |
558,8 |
272,3 |
132,1 |
722,5 |
|
|
ТП 3/1 |
3 |
0,5 |
0,76 |
1153,3 |
972,2 |
3016,8 |
0 |
0 |
1153,3 |
|
|
ТП 3/2 |
3 |
0,5 |
0,76 |
1153,3 |
972,2 |
3016,8 |
0 |
0 |
1153,3 |
|
|
ТП 4 |
4 |
1 |
0,96 |
151,1 |
147,2 |
211,0 |
0 |
0 |
151,1 |
|
|
ТП 5 |
5 |
1 |
0,95 |
503,4 |
625,9 |
803,2 |
0 |
0 |
503,4 |
|
|
Итог |
9366,9 |
Продолжение таблицы 4.1
|
№ ТП |
QТЕР, кВар |
РРТП0,4, кВт |
QРТП0,4, кВар |
Число и мощность КУ |
||||
|
ТП 1/1 |
0 |
1420,8 |
1834,3 |
4 |
400 |
2 |
100 |
|
|
ТП 1/2 |
0 |
1420,8 |
1834,3 |
4 |
400 |
2 |
100 |
|
|
ТП 1/3 |
0 |
1420,8 |
1834,3 |
4 |
400 |
2 |
100 |
|
|
ТП 1/4 |
0 |
1420,8 |
1834,3 |
4 |
400 |
2 |
100 |
|
|
ТП 2 |
132,1 |
722,5 |
463,0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
ТП 3/1 |
0 |
1153,3 |
972,2 |
2 |
175 |
0 |
0 |
|
|
ТП 3/2 |
0 |
1153,3 |
972,2 |
2 |
175 |
0 |
0 |
|
|
ТП 4 |
0 |
151,1 |
147,2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
ТП 5 |
0 |
503,4 |
625,9 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Итог |
9366,9 |
Продолжение таблицы 4.1
|
№ ТП |
Марка КУ |
QКУ, кВар |
QРТПКУ, кВар |
SРТПКУ, кВ•А |
|
|
ТП 1/1 |
АКУ 0,4-400-25 У3; АКУ 0,4-100-25 У3 |
1800 |
34,3 |
1421,2 |
|
|
ТП 1/2 |
АКУ 0,4-400-25 У3; АКУ 0,4-100-25 У4 |
1800 |
34,3 |
1421,2 |
|
|
ТП 1/3 |
АКУ 0,4-400-25 У3; АКУ 0,4-100-25 У5 |
1800 |
34,3 |
1421,2 |
|
|
ТП 1/4 |
АКУ 0,4-400-25 У3; АКУ 0,4-100-25 У6 |
1800 |
34,3 |
1421,2 |
|
|
ТП 2 |
0 |
463,0 |
858,2 |
||
|
ТП 3/1 |
АКУ 0,4-175-25 У3 |
350 |
622,2 |
1310,5 |
|
|
ТП 3/2 |
АКУ 0,4-175-25 У4 |
0 |
622,2 |
1310,5 |
|
|
ТП 4 |
0 |
147,2 |
211,0 |
||
|
ТП 5 |
0 |
625,9 |
803,2 |
||
|
Итог |
7550 |
2617,8 |
4.4 Выбор и размещение компенсирующих устройств
Для электрических сетей следует предусматривать технические мероприятия по обеспечению качества напряжения электрической энергии в соответствии с требованиями ГОСТ 13109-87 «Электрическая энергия. Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения».
В области электроэнергетики всегда существует задача снижения потерь электроэнергии в сетях и повышения её качества в точках потребления. Наиболее эффективным способом снижения потерь является установка в сетях компенсирующих устройств. Все параметры режима работы сети зависят от активной и реактивной мощности. Однако если для изменения активной мощности требуется изменить технологический режим работы потребителей электроэнергии, то изменение реактивной мощности достигается более просто с помощью установки компенсирующих устройств (КУ), наиболее распространенными являются батареи конденсаторов (БК). Мощность КУ, устанавливаемых в цехе, определяется исходя из стремления достичь наибольшего экономического эффекта от компенсации реактивной мощности. Применение КУ приводит к уменьшению потерь мощности и электроэнергии во всех элементах сети вплоть до генераторов электростанций, а также к снижению, в ряде случаев, установленной мощности трансформаторов цеховых подстанций и ПГВ предприятия и площади сечения кабелей распределительной сети и проводов воздушной линий системы питания предприятия. В тоже время установка БК требует дополнительных капиталовложений и последующих эксплуатационных расходов.
Принимая во внимание, что для напряжения системы питания 110 кВ в настоящее время достаточно по требованиям энергосистемы обеспечить ?????? равным 0,5, полную компенсацию реактивной мощности на цеховых ТП проводить не всегда целесообразно.
Мощность устанавливаемых БК выбирается так, чтобы их применение сопровождалось снижение устанавливаемой мощности цеховых ТП и обеспечением близкой к оптимальной степени загрузки цеховых трансформаторов, а также приводило к снижению площади сечения кабелей. Именно это обеспечивает наибольший экономический эффект от применения КУ. Эффект от снижения потерь электроэнергии в заводских сетях относительно невелик, так как потери в кабельных линиях составляют около 0,1…0,05% в сетях 6…10 кВ, от 1 до 10% в сетях 0,4 кВ. В трансформаторах цеховых подстанций потери составляют около 10%.
При выборе мощности КУ перекомпенсация реактивной мощности не целесообразна. В тоже время, если реактивная нагрузка цеховой ТП невелика (обычно до 100 квар), установка КУ может оказаться нецелесообразной из-за превышения капиталовложений и издержек над возможным экономическим эффектом от использования КУ.
При решении вопроса об установке БСК на шинах 0,4 кВ цеховых ТП принимается во внимание не только снижение потерь электроэнергии, но и наличие следующих положительных последствий такой установки:
- снижение номинальной мощности выбираемых цеховых трансформаторов.
- уменьшение сечения кабелей в сети 10 кВ;
- достижение оптимальных коэффициентов загрузки цеховых трансформаторов.
Окончательное решение о целесообразности установки БСК может дать только ТЭР, который в данном проекте не предусмотрен.
Поэтому при решении вопроса о целесообразности установки БСК принималось во внимание в 1-ю очередь снижение установленной мощности цеховых трансформаторов и уменьшение сечения кабелей 10 кВ. Если при установке БСК такое не наблюдалось, мощность БСК выбиралась из условия приближения загрузки трансформаторов двухтрансформаторных ТП до 0,65…0,7, а однофазных - до 0,9…1,0.
Результаты выбора КУ представлены в табл. 4.1. Суммарная мощность выбранных КУ в сети 0,4 кВ составляет 11500 квар.
Полная мощность цеховых ТП на стороне 0,4 кВ после установки компенсирующих устройств определится из выражения:
4.5 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций
Определяя число трансформаторов цеховых ТП, необходимо учесть условие, предъявляемое к электроснабжению электроприемников первой и второй категории, которое указывает, что для их питания должно быть два независимых источника питания, т.е. цеховые ТП в этом случае принимаются двухтрансформаторными.
При выборе числа ТП в цехе рекомендуется руководствоваться следующим:
если удельная нагрузка цеха менее 0,2 кВ•А/м2то устанавливаются трансформаторы мощностью не более 1000 кВ•А;
если удельная нагрузка цеха составляет 0,2...0,3 кВ•А/м2, то целесообразна установка трансформаторов мощностью 1000 или 1600 кВ•А;
если удельная нагрузка цеха более 0,3 кВ•А/м2, то целесообразна установка трансформаторов мощностью 2500 кВ•А.
По условиям окружающей среды (технологическая пыль, химически-агрессивная среды) в цехах 3, 4, 5, (трансформаторные подстанции пристроенные, в остальных цехах - встроенные.
Цеховые ТП выполняются с трансформаторами мощностью до 2500 кВА. Включительно без сборных шин на стороне высокого напряжения, как при радиальной, так и при магистральной схемах подключения.
Для электроприёмников I и II категорий надёжности число трансформаторов цеховой ТП не должно быть менее двух. Поэтому однотрансформаторные подстанции на заводе не предусмотрены.
Мощность трансформаторов выбирается по полной расчетной мощности с учетом компенсации реактивной мощности ??ТП КУ.
Выбранные трансформаторы (таблица 4.1) проверяются по коэффициенту загрузки в нормальном и послеаварийном режимах. В соответствии с [1] коэффициенты загрузки трансформаторов на двухтрансформаторных подстанциях:
в нормальном режиме - от 0,65 до 0,7;
в послеаварийном режиме - не более 1,4.
Для однотрансформаторных подстанций коэффициент загрузки трансформаторов целесообразен в пределах 0,9-1,0.
Выбранные трансформаторы (табл. 4.2) входят в состав комплектных трансформаторных подстанций для промышленности (КТПП) внутренней установки с однорядным расположением. На КТП используются масляные герметичные трансформаторы с фланцами на крышке для бокового присоединения шин без расширителя типа ТМГФ мощностью от 160 до 2500 кВ*А. Трансформаторы снабжены клапаном сброса давления, обеспечивающим аварийный выхлоп газов, и не требуют замены масла в течение всего срока использования. Регулирование напряжения осуществляется переключателем без возбуждения (ПБВ) на стороне высокого напряжения в пределах ±2 х 2,5% от номинального напряжения.
Трансформаторы исполнения 02 имеют уменьшенные потери мощности. Климатическое исполнение и категория размещения - У1 (для умеренного климата и эксплуатации как на открытом воздухе, так и в закрытых производственных помещениях).
Таблица 4.2
Выбор цеховых трансформаторных подстанций
|
№ ТП |
№ Цеха |
площадь цеха, м2 |
удельная плотность, кВт/м2 |
реком. мощ. транс., кВ•А |
SТПКУ, кВ•А |
|
|
ТП 1/1 |
1 |
30674,6 |
0,19 |
до 1000 |
1421,2 |
|
|
ТП 1/2 |
1 |
30674,6 |
0,19 |
до 1000 |
1421,2 |
|
|
ТП 1/3 |
1 |
30674,6 |
0,19 |
до 1000 |
1421,2 |
|
|
ТП 1/4 |
1 |
30674,6 |
0,19 |
до 1000 |
1421,2 |
|
|
ТП 2 |
2 |
3882,2 |
0,19 |
до 1000 |
858,2 |
|
|
ТП 3/1 |
3 |
29955,6 |
0,04 |
до 1000 |
1310,5 |
|
|
ТП 3/2 |
3 |
29955,6 |
0,04 |
до 1000 |
1310,5 |
|
|
ТП 4 |
4 |
8100,0 |
0,02 |
до 1000 |
211,0 |
|
|
ТП 5 |
5 |
4601,2 |
0,11 |
до 1000 |
803,2 |
Таблица 4.3
Каталожные данные трансформатора цеховых ТП
|
№ ТП |
Тип трансформатора |
Sн, кВ•А |
Напр обмоток |
Рхх кВт |
Рк кВт |
Uk |
Iхх |
||
|
ВН |
НН |
||||||||
|
4 |
ТМГФ-160/10-01 У1 |
160 |
10 |
0,4 |
0,41 |
2,65 |
4,5 |
2 |
|
|
2, 5 |
ТМГФ-630/10-01 У1 |
630 |
10 |
0,4 |
0,94 |
7,6 |
5,5 |
1,6 |
|
|
1, 3 |
ТМГФ-1000/10-02 У1 |
1000 |
10 |
0,4 |
1,25 |
10,8 |
5,5 |
1 |
4.6 Определение потерь в трансформаторах и нагрузки цеховых ТП на стороне 10 кВ
При определении мощности, передаваемой по кабельным линиям предприятия, необходимо учитывать потери мощности в цеховых трансформаторах.
Потери полной мощности в трансформаторах цеховых подстанций Д??Т складываются из активной ДРТи реактивной Д??Т составляющих:
Активная составляющая потерь:
где n - количество трансформаторов на подстанции;
- отношение суммарной мощности, протекающей по всем трансформаторам группы, к номинальной мощности одного трансформатора;
??З - коэффициент загрузки каждого трансформатора группы в нормальном режиме.
Реактивная составляющая потерь:
Потери холостого хода:
Потери короткого замыкания:
Ток холостого хода ??ХХ и напряжение короткого замыкания UK трансформаторов получены из их паспортных данных (табл. 4.3).
Мощность цеховой ТП на стороне 10 кВ (табл. 4.4) определяется по формуле:
В качестве примера рассмотрим расчёт потерь мощности и нахождение мощности для цеховой ТП-1:
;
Результаты расчётов потерь в трансформаторах и мощности ТП на стороне 10 кВ приведены в таблице 4.4.
Суммарные активные потери мощности составляют 1,03%, реактивные - 5,13% от мощности ТП.
электрический цеховой трансформаторный кабельный
Таблица 4.4
Расчёт потерь мощности в трансформаторах цеховых подстанций
|
№ ТП |
Тип трансформатора |
число трансф. |
Sн, кВ•А |
КЗ |
?РТ, кВт |
?QТ, кВар |
|
|
ТП 1/1 |
ТМГФ-1000/10-02 У1 |
2 |
1000 |
0,7 |
13,4 |
75,5 |
|
|
ТП 1/2 |
ТМГФ-1000/10-02 У1 |
2 |
1000 |
0,7 |
13,4 |
75,5 |
|
|
ТП 1/3 |
ТМГФ-1000/10-02 У1 |
2 |
1000 |
0,7 |
13,4 |
75,5 |
|
|
ТП 1/4 |
ТМГФ-1000/10-02 У1 |
2 |
1000 |
0,7 |
13,4 |
75,5 |
|
|
ТП 2 |
ТМГФ-630/10-01 У1 |
2 |
630 |
0,7 |
8,9 |
52,3 |
|
|
ТП 3/1 |
ТМГФ-1000/10-02 У1 |
2 |
1000 |
0,7 |
11,8 |
67,2 |
|
|
ТП 3/2 |
ТМГФ-1000/10-02 У1 |
2 |
1000 |
0,7 |
11,8 |
67,2 |
|
|
ТП 4 |
ТМГФ-160/10-01 У1 |
2 |
160 |
0,7 |
3,1 |
12,7 |
|
|
ТП 5 |
ТМГФ-630/10-01 У1 |
2 |
630 |
0,6 |
8,1 |
48,3 |
|
|
Итого |
97,3 |
549,9 |
|||||
|
0,01% |
0,05% |
Продолжение таблицы 4.4
|
№ ТП |
Подобные документы
 |