Насосная. Эффективность объединения энергосистем обусловлена экономией суммарной установленной мощности генераторов за счёт совмещения максимумов нагрузки энергосистем, сдвинутых во времени в различных географических поясах

• Название: Эффективность объединения энергосистем обусловлена экономией суммарной установленной мощности генераторов за счёт совмещения максимумов нагрузки энергосистем, сдвинутых во времени в различных географических поясах
• Дата: 14.12.2021
• Размер: 1.77 Mb.
• Имя файла: Насосная.doc
• Тип: Документы; #303791
• страница: 2 из 5

2.1 Электроснабжение цехового электрического оборудования

2.1.1 Выбор типа схемы электроснабжения и величины питающих напряжений

Для снабжения цеха электроэнергией выбираем радиальный тип схемы электроснабжения, так как она имеет ряд преимуществ. Радиальные линии питают отдельные потребители. В силовых сетях эти линии применяются, когда электроприемники потребляют большие мощности. В этом случае электроприемники в зависимости от их территориального расположения группами присоединяют к силовым распределительным устройствам, далее к центральному распределительному устройству, а последние, в свою очередь – к силовой подстанции. На вводе каждого силового пункта устанавливают аппарат управления (рубильник или автомат), отключающий его при аварии или ремонте без нарушения работы остальных пунктов.

Конструктивно радиальные линии и распределительные сети выполняют кабелем или проводом.

Для электроснабжения цеха принять трехфазный переменный ток промышленной частоты 50 Гц. Электроснабжение производится от РУ напряжением 0,4 кВ, так как силовое оборудование питается напряжением 380 В, а осветительные сети от напряжения 220 В.

2.1.2 Определение расчётных нагрузок

Расчёт электрических нагрузок цеха выполним методом коэффициента максимума (упорядоченных диаграмм), который сводится к определению (Рм, Qм, Sм) расчётных нагрузок группы электроприёмников.

Рм =КмРсм; Qм = Qсм; Sм =  + , ( 1 )

где Рм – максимальная активная нагрузка, кВт;

Qм – максимальная реактивная нагрузка, кВАр;

Sм – максимальная полная мощность, кВА;

Км – коэффициент максимума активной нагрузки;

- коэффициент максимума реактивной нагрузки;

Рсм – средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт; Qcм – средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену, кВар.

Рсм = КиРн; Qсм = Рсм tg , ( 2 )

где

Ки – коэффициент использования электроприёмников, определяется на основании опыта эксплуатации по таблицам [ 4 ] ;

Рн – номинальная активная групповая мощность, приведённая к длительному режиму трёхфазных электроприёмников;

tg  - коэффициент реактивной мощности;

Определяем суммарную номинальную мощность на РП

= ∑ ( 3 )

где - суммарная номинальная мощность на РП, кВт;

- номинальная мощность одной электроустановки, кВт;

- количество приёмников в группе. Разобьём электрические приёмники по распределительным пунктам и выполним расчёт нагрузки по каждому щиту и по всему цеху. Результаты расчётов приведём в сводной ведомости нагрузок по цеху.

Рассмотрим расчёт на примере распределительного пункта РП – 1, в состав которого входят следующие установки:

1. Вентиляторы - 2

2. Токарно-револьверный станок - 1

3. Фрезерный станок - 1

4. Круглошлифовальный станок - 1

5. Резьбонарезной станок - 1

5. Электронагреватели отопительные - 3

Всего в группе, шт. - 9

= 10 × 2 + 25 × 1 + 8,5 × 1 + 7,8 × 1 + 7 × 1 + 17,5 × 3 = 120,8 кВт

Ки, cos , tg  находим по [ 2 ]

Определяем сменную активную и реактивную мощность по формулам ( 2 )

Для вентилятора:

Рсм = 20 × 0,7 = 14 кВт, Qсм = 14 × 0,75 = 10,5 кВАр

Полную сменную мощность Sсм находим по формуле

Sсм =  Σ + Σ ( 4 )

ΣР_см = 14 + 3,5 + 1,19 + 1,1 + 42 + 0,98 = 62,8 кВт

ΣQ_см = 10,5 + 6,055 + 2,06 + 1,9 + 13,86 + 1,69 = 33,4 кВАр

Для РП 1:

Sсм =  62,8² + 33,4² = 71,1 кВА

Находим модуль сборки m для РП – 1 по формуле

m = Pн max/Pн min , ( 5 )

где

Рн max – номинальная мощность наиболее мощного приёмника, кВт;

Рн min – номинальная мощность наименее мощного приёмника, кВт.

m = 25 / 7 = 3,57 > 3

Определим средний коэффициент использования Ки ср для РП 1

Ки ср = Рсм/Рном ( 6 )

Ки ср = 62,6/120,8 = 0,49

Определяем эффективное число однородных электроприёмников , шт.

= _{ } ( 7 )

= _{ } = 7,57

Км – можно определить по справочнику, либо по формуле

Км = 1 + _{ } ×_{ } ( 8 )

Км = 1 + _{ } ×_{ } = 1,55

В соответствии с практикой проектирования принимается = 1,1 при  10; = 1 при  10.

Рм = 1,55 × 62,8 = 97,3 кВт ; Qм = 33,4 × 1,1 = 36,7 кВАр; Sм = 91,9²+36,7² = 104 кВА.

Максимальный ток Iм находим по формуле

Iм = _{ } ( 9 )

Iм = _{ } = 160 А

Полный расчёт силовой нагрузки приведён далее в табличной форме. Полученные результаты расчёта приведены в сводной таблице 3.

Нагрузки повторно-кратковременного режима приводим к длительному режиму по формулам:

Р_н = Р_пасп.√ ПВ, ( 10 )

где Р_пасп. – паспортное значение мощности, кВт;

ПВ – коэффициент повторного включения.

Для определения установленной мощности Р_у однофазных нагрузок воспользуемся соотношением:

Р⁽³⁾_у = 3 Р⁽¹⁾_м.ф, ( 11 )

где Р⁽³⁾_у – условная 3 – фазная мощность ( приведённая ), кВт;

Р⁽¹⁾_м.ф – мощность наиболее загруженной фазы, кВт.

2.1.3 Расчёт, выбор и планирование силовых сетей цеха

Электропитание насосной станции предполагается обеспечить от расположенной вне цеха трансформаторной подстанции, в качестве которой используется комплектная трансформаторная подстанция внутренней установки (КТП ). КТП состоит из двух трёхфазных понижающих трансформаторов высшего 10 кВ и низшего 0,4 кВ напряжения и шкафов распределительных устройств

(РУ). Шкафы РУ изготавливают вводными, секционными и линейными. Они состоят из шинной и коммутационной частей, разделённых металлическими перегородками.

В шкафах РУ напряжением до 1 кВ размещены коммутационная и защитная аппаратура: выдвижные универсальные и установочные автоматические выключатели, релейная аппаратура, измерительные приборы, а также измерительные трансформаторы тока. Схемы управления, защиты и сигнализации оборудования КТП выполняют на оперативном переменном токе. В соответствии с расчётом на подстанции предполагается установить два трёхфазных силовых трансформатора ТМ 250 – 10 / 0,4 кВ.

Выбор сечения проводов и кабелей выполняют по длительно допустимому току ( ), определяемый из справочников 2 для данной марки кабеля. Выбранное сечение проводника проверяем по условию нагрева:

 Iрасч. ( 12 )

Для магистральных линий в качестве расчётного значения тока Iрасч. принимаем полученное максимальное значения тока Iм, которое приведено в таблице 3.

При выборе сечения вводим коэффициент, учитывающий условия прокладки. Для трёхжильных кабелей, проложенных в воздухе он составляет 0,92.

Выбранная марка и сечения кабеля приведены в таблице 4

Площадь сечения проводника, выбранного по нагреву, проверяется по условию допустимой нагрузки в послеаварийном режиме после отключения одной из двух параллельных цепей:

1,3I_дд > I_р.ав, ( 13 )

где I_р.ав – сила тока в цепи в послеаварийном режиме.

Таблица 4 - Марка и сечение проводов и кабелей к РП

Наименование РП.	Iм, А	Марка кабеля	S,	Iдд. А
1	2	3	4	5
РП 1	160	ВВГ – 4 ×95	95	198
РП 2	56,8	ВВГ – 4 × 16	16	72

2.1.4 Выбор и размещение силовых распределительных устройств

По току в магистрали выберем по 3 распределительные пункты. В качестве РП 1, РП 2, РП 3 и РП5 выберем распределительные пункты ПР 85 навесного исполнения, с автоматическими выключателями серии ВА, а также шинопровод распределительный ШРА 4. Выбранные распределительные пункты приведены в таблице 5

Таблица 5 - Технические параметры распределительных пунктов.

Наимено- вание РП	Тип	Iр, А	Iн, А
1	2	3	4
РП 1	ПР 85- 3-073-21-У3	160	250
РП 2	ПР 85- 3-055-21-У3	56,8	160
РП 3	ПР 85- 3-055-21-У3	49	160
ШРА	ШРА 4-400-21-У3	248	400
РП5	ПР 85- 3-055-21-У3	20,8	160

2.1.5 Расчет заземляющего устройства

Заземление – это преднамеренное соединение корпуса электроустановки с землёй с помощью заземляющего устройства (ЗУ).

Согласно ПУЭ в установках напряжением до 1000 В сопротивление заземляющего устройства Rзу £ 4 Ом.

Определяем вид заземления – выносной контур, состоящий из вертикальных заземлителей диаметром 12 мм, длиной 3 м и заземляющей полосы 40´4 мм, заложенной на глубине 0,7 м. Площадь контура А ´ В = 7 ´ 7 . Длина периметра = 28 м. Грунт в районе заземления глина, удельное сопротивление грунта r = 40 Ом м.

Найдём расчётное удельное сопротивление грунта ρ_р

ρ_р = Ксез · r = 1,5 · 40 = 60 Ом м ( 14 )

где Ксез – коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта. Для третьей климатической зоны Ксез = 1,5

Расчётное сопротивление одного вертикального электрода

= 0,3 ρ_р= 0,3 · 60 = 18 Oм ( 15 )

Так как r = 40 Ом м < 100 Ом · м, то для расчёта принимается

£ 4 Ом ( 16 )

Определяется количество вертикальных электродов без учёта экранирования (расчётное)

N_в.р.^¹ = _{ }= _{ }= 4,5 ( 17 )

Принимается N_в.р.^¹ = 5

С учётом экранирования

= _{ }= _{ } = 10,6 ( 18 )

где - коэффициент экранирования определяется по таблицам [ 1 ]

Принимается = 11. Для того, чтобы обеспечить симметрию конструкции, положим количество электродов равно 12, тогда - расстояние между электродами по ширине объекта, м; - расстояние между электродами по длине объекта.

= 2,3 м, = 2,3 м Среднее значение а = _{ } = 2,3

Отношение а/ = 2,3 / 2,3 = 1,0

Уточняются коэффициенты использования

= 0,47

= 0,27

Определяются уточнённые значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов.

=   ∙    =   ∙4    = =14,7 Oм

( 19 )

где - длина периметра,

Ксез.г – коэффициент сезонности горизонтальный Ксез.г = 2,3;

b – ширина полосы, м;

t – глубина заложения, м;

= _{ } = _{ } = 3,19 Ом ( 20 )

Определяется фактическое сопротивление ЗУ

= _{ } = _{ } = 2,62 Ом ( 21 )

Таким образом, так как 2,62 < 4 Ом , следовательно, выбранная конструкция, элементы заземляющего устройства (ЗУ) и их количество, позволяют получить значение сопротивления заземления соответствующее требованиям ПУЭ, т.е. ЗУ - эффективно.