Электроснабжение промышленных предприятий (стр. 4 из 7)
Нагрузочная способность трансформаторов рассчитывается по следующему алгоритму:
1. Исходя из заданного графика нагрузки определяется среднеквадратичное значение полной мощности
кВА,где S1, S2,…, Sn – нагрузка трансформаторов по полной мощности на различных ступенях графика нагрузки длительностью соответственно t1, t2,…, tn.
2. На ППЭ устанавливаются два трансформатора мощностью
кВА.К выбору принимаем трансформатор ТДН-16000/110.
3. Определяем коэффициенты недогрузки и перегрузки.
Так как полная мощность двух трансформаторов больше максимальной суточной нагрузки предприятия, то проверка на перегрузочную способность не требуется.
Коэффициент аварийной перегрузки
.Коэффициент загрузки:
4. Проверка на перегрузочную способность в ПАР:
Коэффициент начальной загрузки
Коэффициент перегрузки
Значение 0.9КМАХ равно 1.512. Так как оно больше 1.5, то трансформатор не проходит по перегрузочной способности в ПАР.
Выбираем трансформатор большей мощности ТРДН-25000/110. (трансформатор трехфазный, двухобмоточный с расщепленной обмоткой низкого напряжения, охлаждение масляное с дутьём, регулирование под нагрузкой).
Выбор схемы ППЭ высокого напряжения.
Схемы электроснабжения выбираются из соображений надежности, экономичности и безопасности.
При выборе схемы учитывается класс напряжения, место расположения ППЭ, расстояния от системы (ИП) до завода.
Так как на предприятии имеются потребители второй категории, перерыв электроснабжения которых допускается на время ручного ввода резерва, то присутствует необходимость установки двух силовых трансформаторов. Выбираем следующую схему электроснабжения:
Выбор ВЛЭП проводится по экономической плотности тока.
Экономически целесообразное сечение провода определяется из соотношения:
Где JЭК определяем по ПУЭ [2].
где
jЭК – экономическая плотность тока, равная 1.0 А/мм2.
Выбираем провод марки АС-70 с IДОП=265 А.
Проверяем выбранный провод на нагрев по длительно допустимому току:
в нормальном режиме IP<IДОП (72.1 А < 265 А).
в послеаварийном режиме 2Ip<IДОП (144.2 А < 265 А)
Проверка по потерям напряжения (ΔUнр<5%, ΔUпар<10%)
Потери напряжения в нормальном режиме:
Потери напряжения в после аварийном режиме:
Принимаем сечение 70 мм2.
Выбор рационального напряжения производится на основании ТЭР.
Для рассмотрения предварительных вариантов напряжения питания используется эмпирическая формула:
кВ.В нашем случае выбор рационального напряжения питания проводить не нужно, так как в задании дано напряжения питания, равное 110 кВ.
Мощность электроприемников на 6 кВ составляет 58% от суммарной мощности предприятия, поэтому принимаем без технико-экономического обоснования Uрац = 6 кВ:
Суммарная мощность по заводу в целом:
Суммарная мощность шестикиловольтной нагрузки:
Процент шестикиловольтной нагрузки 58%
Выбор числа РП, ТП и мест их расположения.
Прежде чем определить место расположения и число РП и ТП, приведем расчетные мощности цехов.
Таблица 7
| Наименование цеха | Pр | Qр | kc | Sр | |
| 1 | Заводоуправление и ЦЗЛ | 81.94 | 54.98 | 0.6 | 98.67 |
| 2 | Главный корпус, 0.4 кВ | 330.9 | 205.85 | 0.65 | 389.7 |
| 3 | Компрессорная, 0.4 кВ | 1092.1 | 927 | 0.75 | 1432.48 |
| 4 | РМЦ | 1353.7 | 677.4 | - | 1513.73 |
| 5 | Лесосушилка | 3533.4 | 2542.3 | 0.6 | 4352.95 |
| 6 | Станция осветления воды | 82.45 | 64.85 | 0.8 | 104.89 |
| 7 | Модельный цех | 509.535 | 912.07 | 0.4 | 1044.75 |
| 8 | Насосная, 0.4 кВ | 1102.59 | 932.4 | 0.75 | 1443.98 |
| 9 | РСЦ | 3751.97 | 3695.7 | 0.7 | 5266.4 |
| 10 | Главный корпус, 6 кВ | 2275 | -1101 | 0.65 | 2527.4 |
| 11 | Компрессорная, 6 кВ | 9652.5 | -4671.8 | 0.75 | 10723.6 |
| 12 | Насосная, 6 кВ | 4500 | 2178 | 0.75 | 4999.37 |
Если нагрузка цеха (Sр) на напряжение до 1000 В на превышает (250) кВА то в данном цехе ТП можно не предусматривать, а электроприемники цеха запитываются с шин ближайшей ТП кабельными линиями (0,4 – 0,66) кВ.
РП (6–10) кВ для питания ЭП выше 1000 В в цехе предусматриваются в том случае, если от РУ (6–10) кВ этого ЭП отходит не менее 7–8 ЛЭП (включая трансформаторы ближайших ТП), в противном случаи ЭП выше 1000 В запитываются от РУ (6–10) кВ ближайших РП или ППЭ. Это же правило следует применять при использовании двух напряжений в распределительной сети 6 и 10 кВ. Если число электроприемников невелико или они рассредоточены, то схему распределения следует выбирать по схеме: ЛЭП – трансформатор 10/6 кВ – ЭП 6 кВ.
Учитывая все это, предусматриваю установку ТП во всех цехах кроме: заводоуправления, РМЦ, станции осветления воды.
Так как в данном проекте расчетная реактивная мощность меньше экономически целесообразной, рекомендуемой АО-энерго, то установка компенсационных устройств не требуется.
Теория расчета компенсационных устройств.
Для рационального выбора мощности трансформаторов комплектных трансформаторных подстанций необходимо учесть скомпенсированную реактивную мощность т.е. с учетом размещения БСК по узлам нагрузки электрической сети.
Выбор мощности компенсирующих устройств (Qкм) по заводу в целом производится в разделе 5 исходя из баланса реактивных нагрузок на шинах 6 – 10 кВ ППЭ т.е.
Распределение реактивной мощности по узлам нагрузки производится одним из упрощенных аналитических методов, методом пропорционально реактивными нагрузками узлов. В этом случае величина мощности БСК (QКi) в каждом i-м узле нагрузки будет равна
Qнагр i – реактивная нагрузка в i – м узле
Qнагр S – сумма реактивных нагрузок всех узлов, кВар.
Число КТП и мощность их трансформаторов определяется полной мощностью (Sр) цеха (цехов), удельной плотностью нагрузки и требованиями надежности электроснабжения.
В качестве примера рассмотрим модельный цех:
Мощность цеха с учетом компенсации реактивной мощности
где Qd - мощность компенсационных устройств в данном узле.
Удельная мощность по площади цеха:
где F – площадь цеха.
Так это потребитель II категории выбираем к установки 1 КТП – 2х1000 кВА с трансформаторами ТМ-1000 (трансформатор трехфазный, двухобмоточный, масляный).
Необходимо также учесть мощность станции осветления, получающую питание от КТП модельного цеха.
Коэффициент загрузки в нормальном режиме:
, что для потребителей II категории вполне приемлемо.Коэффициент загрузки в после аварийном режиме:
, что для потребителей II категории вполне приемлемо.Таблица 8
| Наименование цеха | Pр | Qр | Qki | Qd | Sр | Sуд | Кат. | Число КТП, число и мощность трансформаторов | kзаг | kза пар |
| Заводоуправление и ЦЗЛ | 81.94 | 54.98 | 0 | 0 | 98,67 | 0,011 | III | – | – | – |
| Главный корпус, 0.4 кВ | 330.9 | 205.85 | 0 | 0 | 389,7 | 0,006 | II | 1 КТП 2 Х 400 | 0.61 | 1.221 |
| Компрессорная, 0.4 кВ | 1092.1 | 927 | 0 | 0 | 1432,48 | 0,211 | II | 1 КТП 2 Х 1600 | 0.503 | 1.07 |
| РМЦ | 142.57 | 108.9 | 0 | 0 | 179,4 | 0,018 | III | – | – | – |
| Лесосушилка | 3533.4 | 2542.3 | 0 | 0 | 4352,95 | 0,489 | II | 1 КТП 2 Х 2500 1 КТП 2 Х 400 | 0.75 | 1.32 |
| Станция осветления воды | 82.45 | 64.85 | 0 | 0 | 104,89 | 0,012 | II | – | – | – |
| Модельный цех | 509.535 | 912.07 | 0 | 0 | 1044,75 | 0,080 | II | 1 КТП 2 Х 1000 | 0.575 | 1.15 |
| Насосная, 0.4 кВ | 1102.59 | 932.4 | 0 | 0 | 1443,98 | 0,127 | II | 1 КТП 2 Х 1000 | 0.722 | 1.44 |
| РСЦ | 3751.97 | 3695.7 | 0 | 0 | 5266,4 | 0,813 | III | 1 КТП 1 Х 2500 1 КТП 1 Х 2500 1 КТП 1 Х 1600 | 0.8 | – |
Потери активной и реактивной мощности в трансформаторах определяется по формулам: