Проектирование системы электроснабжения автомобильного завода

ΔU% — расчётные потери напряжения, %.

Таким образом, выбранные  провода ВЛЭП-110 сечением 70 мм² с допустимым током 
1_ДОП=265 А удовлетворяют и условиям нижней границы отклонений напряжения на ГБП в ре 
жиме наибольших (послеаварийных) нагрузок.

 

 

                                       6.  ВЫБОР СИСТЕМЫ    РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

В систему распределения  СЭС предприятий входят РУНН пунктов приём электроэнергии (ПГВ), комплектные трансформаторные (цеховые) подстанции (КТП), распределительные пункты (РП) напряжением 6-10 кВ и линии электропередачи (кабели, токопроводы), связывающие их с ПГВ [2].

6.1. Выбор рационального напряжения системы распределения

Согласно  методических указаний [5] для дипломного (учебного) лраектирования, если нагрузка ЭП напряжением 6 кВ составляет от суммарной мощности предприятия менее 15%, то можно принять без технико-экономического расчёта (ТЭР) рациональное напряжение системы распределения 10 кВ. Когда нагрузка 6 кВ составляет 40% и более от суммарной мощности, можно без ТЭР принять U_рац=6 кВ. В интервале 15-40% технико-экономическое сравнение вариантов системы с 6 или 10 кВ обязательно.

Процентное содержание нагрузки 6 кВ в общей нагрузке предприятия:

                                                                      (6.1.1)

где       S_M — полная мощность предприятия согласно пункту 2.1, кВА;

— полная нагрузка напряжением  выше 1000 В, кВА. С использованием данных пункта 2.1 получим, что

         5642 кВА  

Тогда = 40%

Таким образом, окончательно без ТЭР принимаем U_pau=6 кВ.

6.2. Выбор числа РП, ТП и мест  их расположения

Прежде чем  определять место расположения и  число РП и ТП, произведём расчёт средних нагрузок цехов за наиболее загруженную смену на напряжении до 1000 В по формулам:

                                                                                      (6.2.1)

                                                                                      (6.2.2)

                                                                                      (6.2.3)

                                                                         (6.2.4)

Пример расчёта  для цеха №1:

коэффициент максимума: К_м =

средняя активная нагрузка за наиболее загруженную смену: кВт;

средняя реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену: 989 кВт;

средняя полная нагрузка этого цеха: 1735 кВА

Расчёт для  остальных цехов сведён в таблицу 7,

Таблица 7 средние  нагрузки цехов за наиболее загруженную  смену

 

1	2	3	4	5	6	7	8	9
№ цеха	РН,кВт	QН,квар	КС	КИ	КМ	РСР,кВт	QCР,квар	SСР,кВА
1	1724,8	1196,8	0,85	0,7	1,21	1425,5	989	1735
6 кВ	1071	-514,08	0,85	0,7	1,21	885	-424,9	981,7
2	1365,8	1299,2	0,7	0,7	1	1365,8	1299,2	1885
3	861,4	881,6	0,4	0,3	1,33	647,7	662,9	922,8
6 кВ	400	248	0,4	0,3	1,33	300,8	186,5	353,9
4	560,4	633,6	0,5	0,4	1,25	448,3	506,9	676,7
5	405,6	375	0,7	0,7	1	405,6	375	552,4
6	148,6	189,1	0,5	0,4	1,25	118,9	151,3	552,4
продолжение таблицы№7
1	2	3	4	5	6	7	8	9
7	52,1	38	0,4	0,3	1,33	39,2	28,6	48,5
8	121,8	92,4	0,5	0,4	1,25	97,4	73,9	122,3
9	176,5	158,3	0,5	0,4	1,25	141,2	126,6	189,7
10	785	947,7	0,6	0,5	1,2	654	789,8	1025,4
6 кВ	780	374,4	0,65	0,6	1,08	722,2	346,7	801
11	817,7	1004,2	0,6	0,5	1,2	654	789,6	1025,4
6кВ	780	374,4	0,65	0,6	1,08	722,2	346,7	801
12	307,2	389	0,5	0,4	1,25	245,8	311,2	396,6
13	538	568,8	0,6	0,5	1,2	448,3	473,8	652,3
14	34,8	25,3	0,4	0,3	1,33	26,2	19	32,4
15	62,9	46,4	0,4	0,3	1,33	47,3	34,8	58,7
16	74	51,7	0,5	0,4	1,25	59,2	41,46	72,2
17	9,8	5,9	0,4	0,3	1,33	7,4	4,4	8,6
18	99	59,4	0,5	0,4	1,25	79,2	47,5	92,4
19	313,9	275,2	0,5	0,4	1,25	251,1	220,2	334
20	336,9	352,8	0,6	0,5	1,2	280,8	294	406,6
21	50,5	50,3	0,3	0,2	1,5	33,7	33,5	47,5
22	2560	-1240	0,8	0,7	1,14	2245,6	-1087,7	2495,2

 

б.З. Размещение БСК в электрической  сети предприятия

Согласно [5] для  компенсации реактивной мощность используются только низковольтные БСК (напряжением до 1000 В) при выполнении следующего условия:

                      ;

 

где     Q_Э— реактивная мощность, предаваемая из энергосистемы в сеть

                      потребителя, квар;

Qсд — реактивная мощность, выдаваемая в электрическую сеть                                                      синхронными двигателями, квар;

Q_a — мощность потребителей реактивной мощности на шинах 6 кВ, квар.

Q_Э+Q_СД=4259,8+1754,08=6049,88квар>Q_А=2750,88квар.

Следовательно, будем использовать БСК только на 0,4 кВ. Размещение БСК будем производить пропорционально реактивной мощности узлов нагрузки. БСК не следует устанавливать на силовых пунктах, на подстанциях, где мощность нагрузки менее 150 квар (это экономически нецелесообразно). Веилчина мощности БСК в i-том узле нагрузки определяется по выражению:

                                    ;                            (6.3.2)

 где    Q_MI–мощность реактивной нагрузки итого узла, квар;    

           Q_MΣ–сумма реактивных нагрузок всех узлов, квар.                                                       

Q_КУ=4893,7 квар; Q_MΣ=8285,92 квар.

Затем полученные расчётным путём qh округляются до ближайших стандартных значений БСК Qe; станд, взятых :из [З]. Результаты представлены в таблице 8. Типы используемых стандартных БСК приведены в таблицу 9. В заключении делаем следующую проверку:

                                                                                                 (6.3.3)

 Условие (6.3.3) выполняется.

6.4. Выбор числа и мощности трансформаторов  цеховых ТП

 Выбор проводится в следующей последовательности;

1.   Определяется  тип КТП. Для цехов I и II категории применяются двухтрансформаторные КТП. Если в цехе имеются ЭП только ΙΙΙ категории и общая мощность цеха не превышает 1000 кВА, то применяются однотрансформаторные КТП.

2.   Определяются  средние .нагрузки цехов за  наиболее нагруженную смену с  учётом БСК

3.   Задаёмся максимальной  мощностью трансформаторов. Если  S_cpi<1500 кВА, то S_max,тр =2500 кВА. Если S_cpi>1500 кВА, то рассчитывается плотность нагрузки: кВА/м². Если 0,3>ρi>0,2 кВА/м², то S_MAX.ТР=1600 кВА,если же pi>0,3 кВА/м², то S_max.TР=2500 кВА.

4.   Определяется  предварительная мощность трансформаторов S_T при условии, что в цехе установлена одна КТП: S_тi = , где β=0,7 при N=2 и            β =0,95 при N=1.

5.   Определяется  число КТП N _ктп и стандартные мощности их тpaнcфopмaтpoв .S_{T CT}- Если  S_Ti<S_{max трi}, то N_ктп=1, S_{т  ст}≥S_Ti, иначе N_ктп= , а

6.    Определяются  коэффициенты загрузки трансформаторов  в нормальном режиме К_З^НР  и в послеаварийном режиме К_З. При этом К₃^тр не должен превышать 1,5;

Рассмотрим расчет для  цеха №1:

1.  цех   первой категории, следовательно,  устанавливается  двухтрансформаторная  КТП;

2. 1453,5 кВА

3.  1038,2 кВА;

4.  так как S_т1=1038,2 кВА< S_{max тр1}=1600 кВА, то N_ктп=1, S_т1≥S_{max т}, S_т.ст=1000кВА

5.  ;         1,453.

Расчёт для  остальных цехов представлен  в таблице 8.

 

Таблица 8. Выбор  числа и мощности БСК и КТП

№ цеха	Рср, кВт	QСР, квар.	QМ, квар.	Qкi, квар.	Qбi станд, квар.	Sср i. кВА.	ρ, кВА/м2	Число КТП, число и мощность трансформаторов	Кзнр	Кзпар
1	1424,5	989	1196,8	706,8	700	1453,5	----	1КТП251000	0,76	1,45
2	1365,5	1299,2	1299,2	767,3	750	1472	-----	1КТП251000	0,75	1,5
3	647,7	662,9	881,6	520,7	500	667,8	-----	1КТП25630	0,52	1,05
4	448,3	506,9	248	146,5	150	516,7	-----	1КТП25400	0,64	1,29
5	405,6	375	375	221,5	200	441,7	----	1КТП25400	0,55	1,10
6	118,9	151,3	189,1	111,7	100	129,5	----	1КТП1x250	0,708	---
7	39,2	28,6	38	22,4	0	45,1	----	-----	---	---
8	97,4	73,9	92,4	54,6	0	134,2	----	----	---	---
9	141,2	126,6	158,3	93,5	0	189,6	----	----	---	---
10	654	789,8	947,7	559,7	550	696,5	----	1КТП25630	0,55	1,10
11	681,4	836,8	1004,2	593	600	721,4	----	1КТП25630	0,57	1,14
12	245,8	311,2389	389	229,7	240	256	----	1КТП25250	0,51	1,02
13	448,3	473,8	568,6	335,8	350	465	----	1КТП25400	0,65	1,4
14	26,2	19	25,3	15	0	32,4	----	----	----	----
15	47,3	34,8	46,4	27,4	0	58,7	----	----	----	----
16	52,9	41,46	51,7	30,5	0	72,3	----	----	----	----
17	7,4	4,4	5,9	3,5	0	9	----	----	----	----
18	79,2	47,5	59,4	35	0	92,4	----	----	----	----
19	251,1	220,2	275,2	165,5	150	260,7	----	1КТП25400	0,7	1,4
20	280,8	294	406,6	240	240	286	----	1КТП25250	0,57	1,14
21	33,7	33,5	50,3	29,7	0	47,5	----	----	----	----

Примечание 1. Для обеспечения наилучшей в данных условиях взаимозаменяемости будем применять только четыре типоразмера трансформаторов КТП.

Таблица 9. Стандартные  БСК

№ цеха	QБi  СТАНД,квар		Тип БСК          3
1	14550		УК2-0,38-50У3
2	10575		УК3-0,38-75У3
3	25250		УКМ-0,4-250-50У3
4	2575		УК3-0,38-75У3
5	25100		УК4-0,38-100УЗ
6	2550		УК2-0,38-50УЗ
7	-----		-----
8	-----		-----
9	-----		-----
10	45150		УКБ-0,38-150УЗ
11	45150		УКБ-0,38-150УЗ
12.	15240		УКБ-0,415-240ТЗ
13		6560	УКЗ-0,415-60ТЗ
14		------	-------
15		------	-------
16		------	-------
17		------	-------
18		------	-------
19		2575	УКЗ-0,38-75УЗ
20		15240	УКБ-0,415-240УЗ
21		------	-------

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.5. Расчёт потерь в трансформаторах  цеховых КТП

Для данного  расчёта необходимы каталожные данные трансформаторов КТП. Они взяты из [3] и представлены в таблицу 10.

Таблица 10. Каталожные данные трансформаторов KТП