емельянов. "Электроснабжение завода ювелирных изделий."
 Скачать 0.73 Mb.
|
|
5. Выбор единичных мощностей и количество тр-ров цеховых ТП предприятия. Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях определяется величиной и характером электрических нагрузок (требуемой надёжностью электроснабжения и характером, потребления электроэнергии), территориальным размещением нагрузок, их перспективным изменением и при необходимости обосновывается технико-экономическими расчетами. Как правило, в системах электроснабжения применяются однотрансформаторные и двухтрансформаторные подстанции. Однотрансформаторные подстанции согласно применяются, при питании нагрузок, допускающих перерыв электроснабжения на время не более одних суток, необходимых для ремонта или замены повреждённого элемента (питание электроприёмников III категории), а также для питания, электроприёмников II категории, при условии резервирования мощности по перемычкам на вторичном напряжении или при наличии складского резерва трансформаторов. Двухтрансформаторные подстанции применяются при преобладании электроприёмников I и II категорий. При этом мощность трансформаторов выбирается, такой, чтобы при выходе из работы одного другой трансформатор с учетом допустимой перегрузки принял бы на себя нагрузку всех потребителей (в этом случае можно временно отключить электроприёмники III категории). Такие подстанции желательны и независимо от категории потребителей, но при наличии неравномерного суточного или годового графика нагрузки. Выбор мощности трансформаторов осуществляется исходя из полной расчётной нагрузки объекта, удельной, плотности нагрузки, а также других факторов. При рассредоточенной нагрузке единичная мощность цехового трансформатора ориентировочно может быть принята по величине плотности нагрузки, определяемой по выражению
где Sp– расчётная полная мощность нагрузки объекта, МВА; F– производственная площадь объекта, м2. Согласно [6], при открытой установке КТП в цехе рекомендуется устанавливать трансформаторы с единичной мощностью: 1000 и 1600 кВА - при Sy< 0,2 кВА/м2; 1600 кВА - при Sy= 0,2-0,5 кВА/м2; 2500 кВА - при Sy> 0,2 кВА/м2. При установке КТП в отдельных помещениях принимаются следующие значения Sном: 1000 и 1600 кВА - при Sy< 0,15 кВА/м2; 1600 кВА - при Sy= 0,15-0,35 кВА/м2; 2500 кВА - при Sy> 0,35 кВА/м2, При Sy > 0,35 кВ·А/м2 также допускается применение трансформаторов мощностью 1600 кВ·А. Трансформаторы мощностью до 630 кВА применяются яри малой плотности нагрузок, в частности на мелких и средних, объектах, на периферийных участках крупных предприятий, для административных зданий, клубов и т.п. В качестве примера рассмотрим цех №1 Компрессорный. Sр=1055,75. кВА, имеется производственную площадь F=6650.м2. КТП устанавливается непосредственно в здании т.е. закрыто.  При Sу=0,61 кВА/м2 рекомендуется принимать от Sтр=1000 кВА. Число трансформаторов для каждого цеха опредляем по формуле
где Р – расчётная активная нагрузка цеха, кВт; β– коэффициент загрузки трансформаторов, определяемый по (4.9); Sт – номинальная мощность применяемых в цеху трансформаторов, кВА. Например, расчет для цеха №1. Так как цех относится ко второй категории надежности электроснабжения, то количество трансформаторов необходимо установить не менее двух.   Аналогично ведем расчет для остальных цехов. Результаты приведены в таблице 5.2.Для удобства в эксплуатации и матриально-технического снабжения необходимо, чтобы при разработке электроснабжения было несколько типоразмеров трансформаторов. Так как питание ВРУ некоторых цехов осуществляется от ТП то мощности данных цехов необходимо суммировать, результаты расчета сведем в таблицу 5.1. Таблица 5.1.
Таблица 5.2.
Выбирая место расположения трансформаторной подстанции в цеху необходимо учитывать требования максимального приближения к центру нагрузок цеха и располагать ее со стороны питания. Цеховые трансформаторные подстанции запитаны от РП кабельными линиями.  6. Компенсация реактивных нагрузок в электрических сетях предприятия.Расчетным при выборе средств компенсации реактивной мощности является режим наибольшей активной нагрузки энергосистемы. Наибольшая суммарная реактивная нагрузка предприятия равна  Обобщающим показателем компенсации реактивной мощности для потребителя является суммарная мощность компенсирующих устройств, которая определяется балансом реактивной мощности на границе раздела предприятия и энергосистемы в период ее наибольшей активной нагрузки:
где Qэ – экономически целесообразная реактивная мощность, выдаваемая энергосистемой предприятию, квар: Экономически целесообразная реактивная мощность, выдаваемая энергосистемой предприятию, определяется по формуле
где tgφэк – нормативное значение реактивной мощности.
где a – основная ставка тарифа на активную мощность, руб/кВт·год, a = 12·22482,80 руб/кВт·год; b – дополнительная ставка тарифа на активную энергию, руб/кВт·ч; b = 208,9 руб/кВт·ч; tgφб – базовый коэффициент реактивной мощности, принимаемый равным 0,4 при присоединении к подстанции с высшим напряжением 220 кВ; К1 – коэфф. увеличения ставки двухставочного тарифа по сравнению со значениями, указанными в прейскуранте №09-01:
где Кw1, Кw2 – коэффициенты увеличения соответственно основной и дополнительной ставок тарифа на электроэнергию,      В данном курсовом проекте принимаем: tgφэ.н=0,61.  Определим суммарную мощность компенсирующих устройств:   Расчёт мощности компенсирующих устройств будем вести в два этапа:1. определение мощности компенсирующих устройств на напряжении до 1000 В; 2. определение мощности компенсирующих устройств на напряжении выше 1000 В. Определение мощности конденсаторных установок на напряжении до 1 кВ. По принятому числу трансформаторов определяем наибольшую реактивную мощность, которую рационально передавать через трансформаторы в сеть напряжением до 1000 В.
где Kпер – коэффициент, учитывающий допустимую систематическую перегрузку трансформаторов в течении одной смены (принимаем Kпер=1,05 для сухих тр-ров). β – коэффициент загрузки трансформаторов; N – число трансформаторов рассматриваемого цеха, шт; Sном – единичная номинальная мощность трансформатора, кВА; Рр – расчетная активная мощность цеха, кВт. Определяется мощность компенсирующих устройств для рассматриваемого цеха:
где Qр – расчетная реактивная мощность цеха, кВт. Выбор конденсаторных установок для КТП1 цех огранки. Расчет ведем по условию минимума приведенных затрат на ЦТП. Минимальное количество трансформаторов необходимое для питания активной нагрузки этой группы берем из таблицы 5.2, оптимальное количество трансформаторов N=2. По принятому числу трансформаторов определяем наибольшую реактивную мощность, которую рационально передавать через трансформаторы в сеть:  Определяется мощность компенсирующих устройств данной группы трансформаторов.  Знак «минус» говорит о том что наши трансформаторы имеют запас мощности и компенсация реактивной энергии по стороне до 1000В экономически не целесообразна, аналогично определяем потребность и мощность компенсирующих устройств для других цехов, результаты расчетов сводим в таблицу 6.1. Таблица 6.1.
 Определение мощности конденсаторных установок на напряжении выше 1000 В.Мощность конденсаторных установок на стороне высокого напряжения определяется по формуле:
где Qрс – расчетная реактивная мощность завода в целом, квар. ∆Qт – потери мощности в цеховых ТП, квар; Qэ – экономически целесообразная реактивная мощность, выдаваемая энергосистемой предприятию, квар; Qку.нн – мощность конденсаторных установок на стороне напряжения до 1000 В; Потери мощности в цеховых ТП, данные взяты из [2] ∆Qт.400=12.квар; ∆Qт.1000=26.квар; При расчетах данные потери необходимо суммировать согласно количеству установленных цеховых трансформаторов по всему заводу в целом.  Для компенсации на высоком напряжении принимаем конденсаторную установку типа УКЛ-6,5-1400 У3, устанавливаем её в РП. Определим расчетную мощность завода с учетом компенсирующих устройств
Расчетная мощность завода с учетом компенсирующих устройств равна   7. Разработка схемы электроснабжения завода.Внутризаводское электроснабжение выполняется с применением радиальных и магистральных схем электрических сетей, выбор которых определяется, территориальным размещением и величиной нагрузок, требуемой степенью надёжности электроснабжения, числом источников питания, а также конкретными особенностями проектируемого предприятия, в том числе наличием потребителей с резкопеременным графиком нагрузки, необходимостью отделения силовой нагрузки от осветительной и т, д. Электрическая сеть, выполненная по радиальной схеме, обеспечивает передачу электроэнергии от источников питания к электроприёмникам (потребителям) без ответвлений по пути для питания других потребителей. Такая схема обуславливает использование большого количества аппаратов м линий электропередачи (чаще кабельных) и применяется для питания, ответственных и крупных потребителей. Радиальное питание двухтрансформаторных цеховых подстанций выполняется от разных секций шин источника питания, как правило, отдельными линиями для каждого трансформатора. Электрическая сеть, выполненная по магистральной схеме, представляет линию электропередачи, поочерёдно зачитывающую подстанции (ТП, PIT) при кабельной канализации электроэнергии или линию электропередачи с ответвлениями к отдельным подстанциям при воздушной, канализации, электроэнергии. Схемы магистрального питания применяются при упорядоченном расположении подстанций на территории, предприятия, при необходимости резервирования подстанций от другого источника, а также во всех случаях., когда магистральные схемы имеют технико-экономические преимущества перед другими схемами. Учитывая расположения цехов предприятия, а также категории их надёжности электроснабжения, распределительную сеть предприятия выполняем по смешанной схеме, т. е. с применением как радиальных так и магистральных участков. Предлагается цеха 3 и 10 запитать по схеме двойной сквозной магистрали, так все они имеют вторую категорию надёжности и расположены рядом по ходу передачи электроэнергии, цеха 1, 5, 4 и 2, 9 также запитываем по схеме двойной сквозной магистрали. В цехах 6, 7 и 8 устанавливаем ВРУ, в связи с их незначительной нагрузкой, причём ВРУ запитываем от цеховых ТП других цехов. Таким образом, внутризаводская схема электроснабжения получается смешанная. Распределительная сеть предприятия приведена на листе 1 графической части.  8. Расчет ТКЗ и выбор основного электрооборудования и электроаппаратуры.8.1. Расчет токов короткого замыкания. Для расчета токов короткого замыкания составляют расчетную схему системы электроснабжения, на основании которой составляется схема замещения, используемая при расчете токов короткого замыкания. Расчетная схема представляет собой упрощенную однолинейную схему, на которой указываются все элементы системы электроснабжения и их параметры, влияющие на. ток короткого замыкания, а также указываются точки, в которых, необходимо определить ток короткого замыкания. Схема замещения представляет собой электрическую схему, соответствующую расчетной схеме, в которой все магнитные связи заменены электрическими и все элементы системы электроснабжения представлены сопротивлениями. Расчет токов короткого замыкания будем выполнять в относительных единицах. При расчете токов короткого замыкания в относительных единицах необходимо принять базисные условия, то есть базисную мощность Sб и базисное напряжение Uб. За базисную мощность принимают мощность одного трансформатора ГПП или условную единицу мощности КЗ. В качестве базисного напряжения принимают среднее напряжение той ступени, на которой имеет место короткое замыкание. Сопротивление элементов системы электроснабжения приводят к базисным условиям. Расчетная схема приведена на рис. 8.1 а, схема замещения приведена на рис. 8.1 б.  Рис. 8.1. а - расчётная схема б – схема замещения. При расчёте токов КЗ принимается раздельная работа шин трансформаторов.  Точка К1: Sб = 980 МВА, Uб = 110 кВ.Базисный ток;  Сопротивление системы;  Ток короткого замыкания в точке К1;  Точка К2: Sб = 980 МВА, Uб = 6,5 кВ. Базисный ток;  Сопротивление системы; Сопротивление линии 110 кВ;  Сопротивление трансформатора, установленного на подстанции завода;  Ток короткого замыкания на стороне 6,5 кВ подстанции завода;  8.2. Выбор основного электрооборудования и электроаппаратуры. Принимаем на заводе распределительное устройство на 6 кВ закрытого исполнения выполненное комплектным распрелелительным устройством типа К-Ин-97-6-630. Данное КРУ состоит из вводных, секционных и линейных ячеек ШВВ. В качестве коммутационных аппаратов в РУ-6 кВ применяются вакуумные выключатели BB/TEL-6-12,5/630 У2 (TavridaElektrik) на токи отключения до 20 кА и номинальный ток 630 А (без радиаторов охлаждения). Таблица 8.2.1.
В РУ-6 кВ выбираем вакуумные выключатели BB/TEL-6-12,5/630 У2 на токи отключения до 20 кА и номинальный ток 630 А.  В качестве коммутационной аппаратуры и защиты ЦТП применяются выключатели нагрузки с предохранителями для трансформаторов мощностью до 1000 кВА, для трансформаторов 1600 кВА и выше применяем только автоматические выключатели. Результат выбора выключателей нагрузки приведен в таблице 8.2.2.Таблица 8.2.2.
|
