Проектирование системы электроснабжения завода (стр. 2 из 8)

Суммарные расчетные активная и реактивная мощности цехов равны:

Р_рΣ=27,52 МВт, Q_рΣ=12,19 МВ·Ар.

1.3 Выбор однолинейной схемы пункта приема электроэнергии и места его расположения

Схему ГПП выбирают с учетом установленной мощности потребителей электроэнергии и категории их надежности, характера электрических нагрузок и размещения их на генеральном плане предприятия, а также производственных, архитектурно-строительных и эксплуатационных требований. В общем случае схема ГПП включает в себя один или несколько понизительных трансформаторов и РУ высшего, среднего и низшего напряжений. Наиболее простыми и экономичными являются схемы подстанций без сборных шин на высшем напряжении. Такие схемы основаны на блочном принципе и рекомендуются к применению на все напряжения. Схемы с одной системой шин на первичном напряжении 110-220 кВ ГПП применяют при невозможности использовать блочные схемы без выключателей и без сборных шин.

Схемы с двумя системами сборных шин на высшем напряжении применяют в редких случаях на очень мощных ответственных подстанциях, имеющих большое число присоединений, включая транзитные линии. Распределительные устройства с двумя системами шин дороги, сложны в эксплуатации и требуют сложных блокировок.

Когда требуется гибкость оперативных переключений, а также частая ревизия выключателей по условиям их работы, применяют схемы с обходной системой шин. Схемы такого типа не являются характерными для промышленных предприятий, и их применяют на крупных узловых подстанциях районного назначения с большим числом присоединений.

Для разработки экономически целесообразной системы электроснабжения необходимо ГПП установить в центре электрической нагрузки.

Таблица 2 - Исходные данные для расчета ЦЭН

Номер на плане	Рр, кВт	Qр, кВ·Ар	Координата х	Координата у
1	480	422	30	13
2	4032	2500	30	14
3	3740	1234	62	52
4	2550	1224	141	12
5	4800	2304	126	53
6	216	287	47	82
7	270	359	47	82
8	600	288	135	85
9	85	28	95	107
10	34	11,22	30	105

Координаты ЦЭН определяются по следующим формулам:

, (8)

. (9)

По формулам найдем координаты ЦЭН, ЦЭН изображен на рисунке.

Рисунок 1 - Определение ЦЭН

Электроснабжение завода осуществляется с шин районной подстанции, линия связи ГПП с подстанцией равны десяти км.

1.4 Выбор числа и мощности трансформаторов КТП

При выборе числа и мощности цеховых трансформаторов одновременно решается вопрос об экономически целесообразной величине реактивной мощности, передаваемой через трансформаторы в сеть 0,4 кВ.

Число трансформаторов на КТП явно меньше или равно трем, следовательно, мощность трансформаторов определяется по формуле:

(10)

где Р_р - активная расчетная нагрузка, полученная по методу коэффициента расчетной нагрузки (первый этап) МВт;

N - число трансформаторов,

К_з - коэффициент загрузки трансформаторов, 0,75.

Определяется наибольшая реактивная мощность, которую выгодно передать через трансформаторы с сеть 0,4 кВ:

. (11)

Определяется суммарная мощность низковольтных компенсирующих устройств по первому этапу:

, (12)

где Q_р - реактивная нагрузка полученная по методу коэффициента расчетной нагрузки (первый этап).

Если Q_нку1<0, то первому этапу установка компенсирующих устройств не требуется, тогда Q_нку1=0.

Выбор суммарной мощности НКУ по второму этапу (т. е по этапу снижения потерь электроэнергии в трансформаторе или распределительных сетях)

, (13)

где γ - расчетный коэффициент определяется в зависимости от схемы питания КТП и дополнительных показателей К₁ и К₂. Коэффициент отвечает за оптимальное значение потерь в распределительной сети. К_{1 -} коэффициент зависящий от удельных приведенных затрат на КУ напряжением до 1 кВ и выше 1 кВ. К₂ - коэффициент определенный схемой сети.

Если Q_нку1<0, то Q_нку1=0.

Определение суммарной мощности НКУ и выбор фактических мощностей компенсирующих устройств.

. (14)

Произведем выбор числа и мощности трансформаторов КТП на примере котельного цеха.

кВ·А.

Итак, число трансформаторов мощностью 400 кВ·А на КТП равно двум.

Определяем наибольшую реактивную мощность, которую выгодно передать через трансформаторы с сеть 0,4 кВ:

кВ·Ар.

Определяем суммарную мощность низковольтных компенсирующих устройств по первому этапу:

кВ·Ар.

Выбираем суммарную мощность НКУ по второму этапу (т. е по этапу снижения потерь электроэнергии в трансформаторе или распределительных сетях):

кВ·Ар,

Суммарная мощность НКУ равна:

Q_нкуΣ=62+88=150 кВ·Ар.

Для компенсации реактивной мощности комплектные конденсаторные установки типа УК-0,38-50 У3.

Результаты расчета приведены в таблице.

Таблица 3 - Выбор числа и мощности трансформаторов КТП

Номер на плане	Рр, кВт	Qр, кВ·Ар	Sт, кВ·А	Nт	К2/К1	γ	QнкуΣ, кВ·Ар	Qнкуфакт, кВ·Ар
1	2	3	4	5	6	7	8	9
2	2016	1250	1600	2	10/9	0,28	354	1×324
3	3740	1234	2500	2	16/9	0,23	960	2×450
4	2550	1224	2500	2	16/9	0,23	74	1×75
5	960	460	1000	2	7/9	0,35	0	0
6	216	287	250	2	4/9	0,37	102	2×50
7	270	359	250	2	4/9	0,37	244	1×216
8	600	288	630	2	7/9	0,35	0	0
9 (9 и 10)	119	39	250	1	4/9	0,37	0	0

1.5 Выбор двух вариантов схемы внутреннего электроснабжения

На предприятиях применяются радиальные магистральные и смешанные схемы электроснабжения. Радиальной называется такая схема, в которой к одной линии подключена одна подстанция или один высоковольтный ЭП. Радиальные схемы применяются на предприятиях малой мощности, предприятиях, где нагрузка территориально разбросана и неупорядочена по своему расположению, на предприятиях на которых предъявляются высокие требования к надежности электроснабжения. В радиальных схемах на предприятиях используется глухое присоединение трансформаторов к кабельным линиям. Преимущество радиальных схем - высокая надежность, недостаток - большое количество коммутаций.

Магистральная схема - когда к одной линии подключено несколько понизительных подстанций. Магистральные схемы применяются в тех случаях, когда радиальные схемы являются не целесообразными или на предприятиях средней и крупной мощностей, или при упорядочном расположении электрических нагрузок.

В нашем случае целесообразно применить смешанную схему электроснабжения. В одну магистраль будем подключать не больше трех подстанций. Мартеновский цех и насосную станцию подключаем радиально. Высоковольтная нагрузка запитывается через распределительный пункт.

Два варианта схемы внутреннего электроснабжения завода представлены на рисунках.