Определение категории приемников и потребителей электроэнергии по бесперебойности электроснабжения

 

 

 

1.4.2. Определение  условного центра электрических  нагрузок

 

В настоящее время существует ряд математических методов, позволяющих аналитическим путём определить центр электрических нагрузок (ЦЭН) как отдельных цехов, так и всего промышленного предприятия. Среди них можно выделить три основных метода.

Первый метод, использующий некоторые положения из курса теоретической механики, позволяет определить ЦЭН цеха (предприятия) с большей или меньшей точностью (приближённо) в зависимости от конкретных требований. Так, если считать нагрузки цеха равномерно распределёнными по площади цеха, то центр нагрузок цеха можно принять совпадающим с центром тяжести фигуры, изображающей цех в плане. Если учитывать действительное распределение нагрузок в цехе, то центр нагрузок уже не будет совпадать с центром тяжести фигуры цеха в плане, и нахождение центра нагрузок сведётся к определению центра тяжести масс.

Таким образом, мы определили ЦЭН для установки ЦРП, но установить их точно в центре электрических нагрузок не всегда технически возможно.

Координаты центра электрических нагрузок всего предприятия: определим по формуле:

 

 

ЦЭН указан на картограмме нагрузок.

 

1.5. Количество и мощность трансформаторов

с учетом компенсирующих устройств (КУ)

Предварительный выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций производится на основании требуемой степени надежности электроснабжения и распределения между ТП потребителей электроэнергии до 1кВ. На комплексе имеется оборудование, относящееся к потребителям II категории, и требует высокой надежности питания, поэтому цеховые подстанции выполняются с двумя рабочими трансформаторами. Нормальный режим работы – раздельная работа трансформаторов, это предусматривается в целях уменьшения токов короткого замыкания и позволяет применить более легкую и дешевую аппаратуру на стороне низшего напряжения трансформаторов. Номинальная мощность цеховых (Sнт) выбирается по расчетной мощности, исходя из условия экономичной работы трансформаторов (60-80%) в нормальном режиме и допустимой перегрузки (на 30-40%) от Sнт в послеаварийном режиме.  В соответствии с ГОСТ 14209-85 и 11677-75 цеховые трансформаторы имеют следующие номинальные мощности: 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500кВА. В настоящее время цеховые ТП выполняются комплектными (КТП) и во всех случаях, когда этому не препятствуют условия окружающей среды и обслуживания, устанавливаются открыто.

Ориентировочный выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций производится по удельной плотности нагрузок ( ):

,

где Sр  – расчетная нагрузка цеха (кВа); F – площадь цеха (м2).

Сделаем ориентировочный выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций для доильного отделения (с учетом питания дополнительной нагрузки):

Если плотность нагрузок s < 0,2, то рекомендуется принимать трансформаторы до 1000 кВа, если 0,2< s <0,3 то трансформаторы должны быть 1600кВА, если   s > 0,3 кВА/м2, то трансформаторы рекомендуется принимать 1600-2500 кВа.

Выбираем две трансформаторные подстанции мощностью 100 кВа.

Расчетная мощность компенсирующих устройств:

По справочнику выбираем стандартное значение мощности КУ и определяем нескомпенсированную мощность:

Затем находим полную мощность и, если необходимо, изменяем номинал трансформаторов и (или) их количество.

После выбора мощности трансформаторов проверяем по коэффициентам загрузки в нормальном и аварийном режимах с учетом КУ:

Трансформаторы проходят по коэффициентам загрузки в нормальном и аварийном режимах.

Все данные выбора и расчёта сведены в табл. 1.4. 

Выбор количества и мощности трансформаторов с учетом компенсирующих устройств

№ п/п	ТП	Цех	Расчетная нагрузка.		Qку, кВар	Кол-во и мощн. КУ		Полная нагрузка		Кол-во тр-ров	Sном.тр.	Кз н.	Кз ав.
			Рр, кВт	Qр, кВар		N	Qку.ст	Q'р, кВар	Sр, кВа
1	ТП-1	10	2245	1049,34	66,49	1	100	6,68	138,5	1	1600	0,43	0,86
2	ТП-2	5	1242	1270,26	43,708	2	200	70,27	244,44	2	1000	0,61	0,61
3	ТП-3	19	1278	944,62	41,325	2	12,5	7,02	143,8	2	600	0,43	0,43
4	ТП-4	22	1097	1226	35,45	1	50	56	152	1	1600	0,55	0,43

 

 

1.6. Составление схемы электроснабжения

 

Характерной особенностью схем внутризаводского распределения электроэнергии является большая разветвленность сети и наличие большого количества коммутационно-защитной аппаратуры, что оказывает значительное влияние на технико-экономическое показатели и на надежность системы электроснабжения. С целью создания рациональной схемы распределения электроэнергии требуется всесторонний учёт многих факторов, например таких как конструктивное исполнение сетевых узлов схемы, способ канализации электроэнергии, токи КЗ при разных вариантах и т.д.

При проектировании схемы важное значение приобретает правильное решение вопросов питания силовых и осветительных нагрузок в ночное время, в выходные и праздничные дни. Для взаимного резервирования рекомендуется использовать шинные и кабельные перемычки между ближайшими подстанциями, а также между концами сетей низшего напряжения, питаемых от разных трансформаторов.

В общем случае схемы внутризаводского распределения электроэнергии имеют ступенчатое построение. Считается не целесообразным применение схем с числом ступеней болеет двух-трёх, так как в этом случае усложняется коммутация и защита цепи. На небольших по мощности предприятиях рекомендуется применять одноступенчатые схемы.

Схема распределения электроэнергии должна быть связано с технологической схемой объекта. Питания приёмников электроэнергии разных параллельных технологических потоков должна осуществятся от разных источников: подстанций, РП, разных секций шин одной подстанции. Это необходимо для того, чтобы при аварии не останавливались оба технологических потока. В тоже время взаимосвязанные технологические агрегаты должны присоединятся к одному источнику питания, чтобы при исчезновении питания все приёмники электроэнергии были одновременно обесточены.

При построении общей схемы внутризаводского электроснабжения необходимо принимать варианты, обеспечивающие рациональное использование ячеек распределительных устройств, минимальную длину распределительной сети, максимум экономии коммутационно-защитной аппаратуры.

1.6.1. Выбор схем распределительной сети предприятия

 

Внутризаводское распределение электроэнергии выполняют по магистральной, радиальной или смешанной схеме. Выбор схемы определяется категорией надёжности потребителей электроэнергии, их территориальным размещении, особенностями режимов работы.

Радиальными схемами являются такие, в которых электроэнергия от источника питания передаётся непосредственно к приёмному пункту. Чаще всего радиальную схему применяют с числом ступеней не более двух.

Одноступенчатые радиальные схемы применяют на небольших по мощностям предприятиях для питания сосредоточенных потребителей (насосные станции, печи, преобразовательные установки, цеховые подстанции), расположенных в различных направлениях от центра питания. Радиальные схемы обеспечивают глубокое секционирование всей системы электроснабжения, начиная от источников питания и кончая сборными шинами до 1 кВ цеховых подстанций.

Питание крупных подстанций и подстанций или РП с преобладанием потребителей I категории осуществляется не менее чем двумя радиальными линиями, отходящими от разных секций источника питания.

Отдельно расположенные одно трансформаторные подстанции мощностью 400-630 кВА получают питание по одиночным радиальным линиям без резервирования, если отсутствуют потребители первой и второй категорий и по условиям прокладки линии возможен её быстрый ремонт. Если обособленные подстанции имеют потребителей II категории, то их питание должно осуществляться двух кабельной линией.

Магистральные схемы распределения электроэнергии применяют в том случае, когда потребителей много и радиальные схемы не целесообразны. Основное преимущество магистральной схемы заключается в сокращении звеньев коммутации. Их целесообразно применять при расположении подстанций на территории предприятия, близко к линейному, что способствует прямому прохождению магистрали от источника питания к потребителю и тем самым сокращают длину магистрали.

Недостатки магистральной схемы является более низкая надёжность т.к. исключается возможность резервирования на низшем напряжении одно трансформаторных подстанций при питании их по одной магистрали. Рекомендуется питать от одной магистрали не более двух-трёх трансформаторов мощностью 2500-1000 кВа и не более четырех-пяти мощностью 400-630кВА.

Существует много разновидностей и модификаций магистральных схем, которые с учетом степени надёжности делятся на одиночные и двойные сквозные.

На практике редко применяют только радиальные или магистральные, так как при таких схемах не соответствуют наилучшим технико-экономическим показателям. Поэтому чаще всего используют смешанные схемы. Сочетание преимущественно радиальных и магистральных схем позволяет добиться создание систем электроснабжения с наилучшими технико-экономическими показателями.

1.6.2. Распределение нагрузки по пунктам питания

Распределение потребления электроэнергии напряжением до 1 кВ между цеховыми трансформаторами подстанции и распределительными устройствами выполнено в табл. 1.5 на основании картограммы электрических нагрузок по принципу разукрупнения предприятия. Размещение ТП показано на генплане завода.

Таблица 5

Распределение нагрузок по пунктам питания

№ п/п	Наименование пункта питания	Потребители   электроэнергии	Место расположения пункта питания   по генплану	Примечание
1	ТП-1	Цех № 1,8,9,11,12	Цех№10	ТМ 1600-10/0,4
2	ТП-2	Цех № 1,2,3,4,5,6,7	Цех№5	2´ТМ 1000-10/0,4
3	ТП-3	Цех№16,17,18,19,20,21	Цех№19	2´ТМ 1000-10/0,4
4	ТП-4	Цех № 13,14,15,22	Цех№22	ТМ 1600-10/0,4
5	РП-1	Цех №1	Цех №1	От ТП-1
6	РП-2	Цех №2	Цех №2	От ТП-2
7	РП-3	Цех№3	Цех№3	От ТП-2
8	РП-4	Цех №4	Цех №4	От ТП-2
9	РП-5	Цех №5	Цех №5	От ТП-2
10	РП-6	Цех №6	Цех №6	От ТП-2
11	РП-7	Цех №7	Цех №7	От ТП-2
12	РП-8	Цех №8	Цех №8	От ТП-1
13	РП-9	Цех №9	Цех №9	От ТП-1
14	РП-10	Цех №10	Цех №10	От ТП-1
15	РП-11	Цех №11	Цех №11	От ТП-1
16	РП-12	Цех №12	Цех №12	От ТП-1
17	РП-13	Цех №13	Цех №13	От ТП-4
18	РП-14	Цех №14	Цех №14	От ТП-4
19	РП-15	Цех №15	Цех №15	От ТП-4
20	РП-16	Цех №16	Цех №16	От ТП-3
21	РП-17	Цех №17	Цех №17	От ТП-3
22	РП-18	Цех №18	Цех №18	От ТП-3
23	РП-19	Цех №19	Цех №19	От ТП-3
24	РП-20	Цех №20	Цех №20	От ТП-3
25	РП-21	Цех №21	Цех №21	От ТП-3
26	РП-22	Цех №22	Цех №22	От ТП-3