Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий на основании технико-экономических расчетов (стр. 2 из 17)
На первых ступенях распределения энергии для питания больших предприятий применяют напряжения 110, 220 и 330 кВ.
Напряжение 35 кВ применяют для частичного внутризаводского распределения энергии при:
– наличии крупных электроприемников на напряжении 35 кВ;
– наличии удаленных нагрузок и других условий требующих для питания потребителей повышенного напряжения;
– схеме глубокого ввода для питания группы подстанций 35/0.4…0.66 кВ малой и средней мощности.
Так как на холодильной установке цеха №2510 имеются электроприемники напряжением 6 кВ и электроприемники напряжением 0,4 кВ, а к ГПП – 2 подходит ВЛ – 110 кВ, то принимаем напряжение питающей сети 110/6/0,4 кВ.
4. Определение электрических нагрузок по группам приемников электроэнергии
При разработке проекта электроснабжения промышленного предприятия необходимо определить максимальную электрическую мощность, передачу которой требуется обеспечить для нормальной работы объекта. В зависимости от этого значения, называемого расчетной нагрузкой, выбираются источник электроснабжения и все оборудование электрической сети, обеспечивающее передачу требуемой мощности: линии, трансформаторы распределительные устройства. Неточность определения расчетной нагрузки влечет за собой или перерасход проводникового материала во всей электросети, или ненадежность электроснабжения.
Метод коэффициента максимума – это основной метод расчета электрических нагрузок, который сводится к определению максимальных (Рм, Qм, Sм) расчетных нагрузок группы электроприемников. Максимальная нагрузка заданной продолжительности представляет собой наибольшее ее значение из всех значений за заданный промежуток времени.
Рм = Км ·Рсм; Qм = К¹м ·Qсм;
,где Рм – максимальная активная нагрузка, кВт;
Qм – максимальная реактивная нагрузка, кВар;
Sм – максимальная полная нагрузка, кВА;
Км – коэффициент максимума активной нагрузки;
К¹м – коэффициент максимума реактивной нагрузки.
Так как холодильная установка цеха №2510 является потребителем
I категории электроснабжения, то трансформаторная подстанция (ТП) – двухтрансформаторная, а между секциями шин устанавливаются устройства АВР (автоматическое включение резерва).
Так как трансформаторы должны быть одинаковые, нагрузка распределяется по секциям примерно одинаково, все электроприемники заносим в «Сводную ведомость нагрузок» и начинаем расчет.
– мощности 3-фазных электроприемников приводится к длительному режиму:
– для электроприемников ПКР; (4.1) 
– для электроприемников ДР (4.2) 
– для сварочных трансформаторов ПКР (4.3) 
– для трансформаторов ДР (4.4)где
приведенная и паспортная активная мощность, кВт; 
– полная паспортная мощность, кВА;ПВ – продолжительность включения, отн. ед.
Например, для мостового крана:
кВт– определяем среднюю активную мощность за наиболее загруженную смену:
Рсм = Ки · Рн (4.5)
где Ки – коэффициент использования электроприемников, определяется на основании опыта эксплуатации по [15.25];
Рн – номинальная активная групповая мощность, приведенная к длительному режиму, без учета резервных электроприемников, кВт.
Qсм = Рсм ·tgφ(4.6)
где Qсм – средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену, кВар;
tgφ – коэффициент реактивной мощности.
(4.7)где
– полная мощность за смену, кВАРезультаты расчетов заносим в таблицу «Сводная ведомость нагрузок».
Приближенным методом расчета осветительной нагрузки является расчет по удельным мощностям. Удельная мощность определяется в зависимости от нормы освещенности, типа источника света, коэффициента запаса, площади помещения, расчета высоты подвеса светильников, коэффициента отражения стен и потолка и т.д.
– определяем методом удельной мощности нагрузку осветительных устройств
по формуле:
(4.8)где
– удельная нагрузка осветительных приемников, Вт/м²; находим по таблице [7.140], принимаем равный 17; 
– коэффициент спроса осветительной нагрузки, согласно методическим указаниям по проектированию принимается равным 0,85 [6.122]F – площадь освещаемого помещения, м².
Так как холодильная установка цеха 2510 состоит из компрессорной, наружной установки, операторной, то будет выбрано 9 щитков освещения и 5 щитков аварийного освещения машинного зала, лестничных переходов и запасных выходов.
кВт 
кВт 
кВт 
кВтРасчетную мощность увеличим на 10 – 30%, так как учитываем аварийное освещение, тогда:
(4.9) 
кВтРаспределяем нагрузку по секциям.
– определяем средней коэффициент использования группы электроприемников
Ки.ср = РсмΣ / РнΣ (4.10)
где РсмΣ,РнΣ – суммы активных мощностей за смену и номинальных в группе электроприемников, кВт.
Ки.ср = 13198 / 16497 = 0,7
tgφ = Qсм /Рсм (4.11)
где tgφ – коэффициент реактивной мощности;
tgφ = 9898,7 / 13198 = 0,75
– определяем эффективное число электроприемников
– может быть определено по упрощенным вариантам [15.25], n – фактическое число электроприемников в группе;m – показатель силовой сборки в группе.
– определяем Км = F (Ки, n э) по таблицам (графикам) [15.26].
Км = F(0,7; 13)
– определяем максимальную активную, реактивную и полную нагрузки:
Рм = Км ·Рсм; Qм = К¹м ·Qсм;
(4.12)Рм = 1,14 · 13198 = 15045,7 кВт
Qм = 1 · 9898,7 = 9898,7 кВар
кВА– определяем ток на РУ, результат заносится в таблицу:
(4.13) 
А – по 0,4 кВ 
А – по 6 кВ– определяем потери в трансформаторе, результат заносится в таблицу:
ΔРт = 0,02 · Sм = 0,02 · 18009 = 360,18 кВт – по ВН
ΔQт = 0,1 · Sм =0,1·18009 = 1800,9 кВар
кВА;ΔРт = 0,02 · Sм = 0,02 · 1225,4 = 24,5 кВт – по НН
ΔQт = 0,1 · Sм =0,1· 1225,4 = 122,5 кВар
кВАВсе расчетные данные заносим в таблицу 4.1
5. Построение картограммы определения центра электрических нагрузок и места расположения питающих подстанций
Предъявляемые к системе электроснабжения требования и ее параметры зависят от мощности и категории надежности потребителей.
Картограмма нагрузок – это изображение распределения нагрузок по территории предприятия кругами, площади которых в выбранном масштабе m равны расчетным нагрузкам цехов.
Места расположения подстанций для питания приемников выбирают в центре их нагрузок. Преобладающим типом являются комплектные трансформаторные подстанции.
Разукрупнение ТП обеспечивает значительную экономию цветных металлов затрачиваемых на кабельные и воздушные линии вторичного напряжения и снижает потери электроэнергии за время их эксплуатации.
Определяем площадь круга по расчетной нагрузки цеха:
(5.1)где
радиус окружности 
цеха, км; 
мощность этого цеха (кВт); 
масштаб нагрузки, 
;Отсюда находим радиус круга:
(5.2)При построении картограммы нужны реактивные, полные активные и осветительные нагрузки цехов которые берем из «Сводной ведомости нагрузок»
Для определения места ТП – 31 и РП – 3 находим центр электрических нагрузок (ЦЕН) реактивной мощности. Координаты (ЦЭН) холодильной установки определяем по формуле: