курсовая. 2 расчетнотехническая часть
 Скачать 0.54 Mb.
|
 2 РАСЧЕТНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 2.1 Определение расчетной электрической нагрузки от силовых электроприемников на шинах 0,4 кВ цеховой ТП Передача значительного нагрева реакторов мощности из энергосистемы к потребителям нерациональна по следующим причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, оборудованные загрузкой их реактивной мощностью и дополнительные потери напряжения в питающих сетях. Ввод источника реактивной мощности приводит к снижению потерь в период максимума нагрузки в среднем на 0,081 кВар/кВт. В настоящее время степень компенсации в период максимума нагрузка составляет 0,25 кВар/кВт, что значительно меньше экономически целесообразной компенсации, равной 0,6 кВар/кВт. При выборе средств компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий необходимо различать по функциональным признакам две группы промышленных сетей в зависимости от состава их нагрузок: -первая группа сети общего назначения (сети с режимом прямой последовательности основной частоты 50 Гц). -вторая группа сети со специфическими, нелинейными, несимметричными, и резко переменными нагрузками. -По входной реактивной мощности QЭ1 определяют суммарную мощность КУ предприятия, а по назначению QЭ2 регулируемая часть КУ. Для промышленных предприятий с присоединением суммарной мощностью трансформаторов менее 750 кВ·А , значение мощности КУ QЭ1 задается энергосистемой и является обязательной при выполнении проекта электроснабжения предприятия. По согласованию с энергосистемой, выдавшей технические условия на присоединение потребителей, допускается принимать большую по сравнению с QЭ1 суммарную мощность КУ, если это снижает приведенные затраты на систему электроснабжения предприятия в целом. Составляем таблицу исходных данных: Таблица 2.1 - Исходные данные
Находим активную мощность:  (2.1)Сварочные аппараты:  Краны консольные поворотные:  Находим среднесменную активную мощность по цеху:  (2.2) Определяем средний коэффициент использования:  (2.3) Определяем коэффициент силовой сборки:  (2.4) т.к. т >3 и kи.ср. >0,2, то эффективное число электроприемников определим по формуле:  (2.5) Находим коэффициент максимума по учебнику: kmax=1,19 [1, с.54, табл.2.13] Определяем максимальную активную мощность:  (2.6) Определяем среднесменную реактивную мощность:  (2.7) т.к. nэ >10, то Qмакс = Qсм = 111,3 кВар. Определяем полную максимальную мощность:  (2.8) 2.2 Расчет и выбор компенсирующего устройства Одним из основных вопросов, решаемых при протекании и эксплуатации электроснабжения промышленных предприятий, является вопрос о компенсации реактивной мощности. Передача значительного количества реактивной мощности из энергосистемы к потребителям нерациональна по следующим причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и дополнительные потери напряжения в питающих сетях. Компенсация реактивной мощности с одновременным улучшением качества электроэнергии непосредственно в сетях промышленных предприятий является одним из основных направлений сокращения эффективности электроустановок предприятий. Ввод источника реактивной мощности приводит к снижению потерь в период максимума нагрузки в среднем на 0,081 кВт/квар. В настоящее время степень компенсации в период максимума нагрузки составляет 0,25 квар/кВт, что значительно меньше экономически целесообразной компенсации равной 0,6 квар/кВт. При выборе средств компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий необходимо различать по функциональным признакам две группы промышленных сетей в зависимости от состава их нагрузок: 1-ая группа сети общего назначения; 2-ая группа сети со специфическим линейными, несимметричными и резко переменными нагрузками. Конденсаторные батареи составляют из маслянобумажных конденсаторов, выпускаемый на различные напряжения: 0,22; 0,38; 0,66; 1,05; 6,3; 10,5 кВ. конденсаторы с напряжением до 1000 В изготавливают трехфазными; выше 1000 В однофазными. Трехфазные конденсаторы в отличие от однофазных имеют индивидуальную защиту каждой фазы от токов короткого замыкания плавкими предохранителями вмонтированными внутрь их корпуса. При составлении конденсаторных батарей из однофазных конденсаторов их разделяют на три группы одинаковой мощности. Внутри группы включен параллельно, а группы между собой - треугольником. Достоинства статических конденсаторов: - простота монтажа и эксплуатации; - отсутствие специального фундамента, т.к. нет вращающихся частей; - возможность мягкого изменения мощности конденсаторной установки, вследствие увеличения или уменьшения количества конденсаторов; - возможность легкой замены поврежденного конденсатора на новый. Недостатки: - неустойчивость к динамическим усилиям, возникающим при коротком замыкании; - большие пусковые токи при включении конденсаторной установки; - возможность появления остаточного заряда после отключения конденсаторов от питания сети; - чувствительность повышения напряжения (недопустимо больше 10%); - невозможность ремонта конденсатора после пробоя. Размещение конденсаторов в сетях напряжением до 1000В и выше должно удовлетворять условию наибольшего снижения потерь активной мощности от реактивных нагрузок. Определяем фактический коэффициент мощности:  (2.9) Определяем оптимальный тангенс угла tg φэ. Считается, что 0,9 - 0,95 - эффективное значении коэффициента мощности., при котором tg φэ= 0,33 Определяем мощность компенсирующего устройства:  (2.10) Предполагаем к установке комплектную конденсаторную установку типа КРМ-0,4-60, с мощностью 60 квар. [http://www.matic.ru/] Тогда полная мощность составит:  (2.11) Коэффициент мощности после компенсации реактивной нагрузки:   Рисунок 2.1 - Схема подключения компенсирующего устройства. 2.3 Расчет и выбор числа и мощности цеховых трансформаторов Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях промышленных предприятий является одним из основных вопросов рационального построения СЭС. В нормальных условиях силовые трансформаторы должны обеспечивать питание всех электроприемников. Как правило, трансформаторов на подстанциях должно быть не более двух. Наиболее экономичны однотрансформаторные подстанции, которые при наличии централизованного резерва или связей по вторичному напряжению могут обеспечить надежное питание потребителей 2 и 3 категории. При проектировании СЭС установка однотрансформаторных подстанций рекомендуется при полном резервировании электроприемников 1 и 2 категории по сетям низкого напряжения и для питания электроприемников 3 категории, когда по условиям подъездных дорог, а также по мощности и массе возможна замена поврежденного трансформатора в течение не более одних - двух суток и при наличии централизованного резерва. Двухтрансформаторные подстанции применяются при значительном числе потребителей 1 и 2 категории, при сосредоточенных нагрузках на данном участке с высокой удельной плотностью. На крупных трансформаторных подстанциях (ГПП и ПГВ), как правило, число трансформаторов не более двух. Это обеспечивает надежное питание потребителей всех категорий. Выборы мощности трансформаторов производятся исходя из расчетной нагрузки объекта электроснабжения, числа часов использования максимума нагрузки, темпа роста нагрузок, допустимой перегрузки трансформаторов и их экономической нагрузки. Для выбора мощности цеховых ТП необходимо знать среднюю расчетную мощность за максимально нагруженную смену. Если к моменту проектирования указанные факторы еще не известны в полном объеме, то мощности трансформаторов выбираются, чтобы в нормальных условиях окружающей среды при подключении всех расчетных нагрузок предприятия их коэффициент загрузки не превышал 0,7 - 0,75. Так как в ЦОКД имеются потребители 2 и 3 категории электроснабжения, то предлагаем к установке один трансформатора n = 1, с коэффициентом загрузки kз = 0,7…0,8, при наличии взаимного резервирования по перемычкам с другими подстанциями на вторичном напряжении. Рассчитываем мощность необходимую для выбора трансформатора:  (2.12) Предполагаем к установке трансформатор марки ТСЗ-400/10. [2, с. 120, табл.3.3] Проверяем выбранный трансформатор по коэффициенту загрузки:  (2.13) Так как kз = 0,52, что удовлетворяет условию, для потребителей 2-й категории. Следовательно, силовой трансформатор марки ТСЗ-400/10 выбран верно. Таблица 2.2 - Технические характеристики выбранного трансформатора ТСЗ-160/10
2.4 Выбор напряжения и схемы питания силовых и осветительных нагрузок цеха Номинальным напряжением электроприёмника называют напряжение, обеспечивающее его нормальную работу. У повышающих силовых трансформаторов электростанций номинальное напряжение первичной обмотки совпадает с номинальным напряжением трехфазных генераторов. У понижающих трансформаторов первичная обмотка является приёмником электроэнергии и её номинальное напряжение равно напряжению сети. Номи- нальное напряжение вторичных обмоток трансформаторов, питающих электрические сети, также как и номинальные напряжения генераторов, на 5-10 % выше номинальных напряжений сети, что дает возможность компенсировать потери напряжения в линиях и трансформаторах. Выбор того или иного стандартного напряжения определяет построение всей СЭС промышленного предприятия. Для внутрицеховых электрических сетей наибольшее распространение имеет напряжение 380/220 кВ, основным преимуществом которого является возможность совместного питания силовых и осветительных электроприемников. Наибольшая единичная мощность трехфазных электроприемников, получающих питание от системы напряжения 380/220кВ, как правило, не должна превышать 200-250 кВт, допускающих применение компенсирующей аппаратуры на ток 630 А. Выбираем на низкой стороне напряжение 0,38 кВ, его основное преимущество - возможность совместного питания силовых и осветительных нагрузок. На высокой стороне выбираем напряжение 10 кВ. Его необходимо использовать для внутризаводского распределения энергии: а) на предприятиях с мощными двигателями, допускающих присоединение к сети 10 кВ.; б) на предприятиях большой и средней мощности при отсутствии или незначительном числе двигателей на 6 кВ; в) на предприятиях, имеющих соответственно электростанцию с напряжением генераторов 10 кВ. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||