Главная      Учебники - Разные     Лекции (разные) - часть 28

 

Поиск            

 

Проектирование внешнего и внутреннего электроснабжения предприятия

 

             

Проектирование внешнего и внутреннего электроснабжения предприятия

Ведомость электрических нагрузок по собственным нуждам

№ Наименование Руст , кВт Категория
1 Цех №1 400
2 Цех№3 500
3 Маслохозяйство 100
4 Насосная 50
5 Склад 22
6 Испытательная станция 30
7 Точное литье 500
8 Кузнечно-прессовочный цех 450
9 Цех №4( гальванический) 400
10 Компрессорная 200
11 100
12 Гараж 20
13 Столовая 15
14 Административно- бытовой корпус 30
15 Столярная мастерская 50
16 Проходная 10
17 Склад 15

1.1 Определение расчетных электрических нагрузок по объектам СН подстанции

Первым этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование системы электроснабжения, определяют потери мощности и электроэнергии. От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты на систему электроснабжения, эксплуатационные расходы, надежность работы электрооборудования.

Расчет приведем на примере объекта №1 (ГЩУ):

Номинальная мощность: Pн =400 кВт

Коэффициент спроса: Кс =0,85

cosφ=0.8, tgφ=0.75

Расчетная активная нагрузка:

= (1.1)

Расчетная реактивная нагрузка:

(1.2)

Рр =0,85*400=340 (кВт)

Qp =340*0,75=255 (кВар)

Полная расчетная нагрузка:

(1.3)

(1.4)

(1.5)

(1.6)

где Pp . o . -расчетная осветительная нагрузка;

Рн.о. -номинальная мощность освещения;

Кс.о. -коэффициент спроса на освещение;

Руд –удельная мощность освещения[3];

F –площадь цеха.

Рн.о =25*897=22500 (Вт)=22,5 кВт

Pp . o . =22,5*0,9=20,25 (кВт)

Pp ∑ =340+20,25=360,25 (кВт)

Qp ∑ =Qp

реактивная нагрузка освещения не рассчитывается.

Qp ∑ =265 кВар

(кВА)

Значения расчетных нагрузок по всем объектам собственных нужд заносятся в таблицу №1.1.1

№ Наименование Силовая нагрузка Осветительная нагрузка Расчетная нагрузка
Рном , кВт Кс

Cosφ/

Tgφ

 Рр ,кВт Qp ,кВар F,м2 Руд , Вт/м2 Рн.о. , кВт Кс.о.

Рр.о. ,

кВт

 Рр∑ , кВт Qр∑ , кВар Sр , кВА
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
1 Цех№1 400 0,85 0,8/0,75 340 255 897 25 22,5 0,9 20,25 360,25 255 441,4
2 Цех №3 500 0,8 0,8/0,75 400 300 604 20 12,08 0,75 9,06 409,06 300 507,3
3 Маслохозяйство 100 0,7 0,75/0,88 70 61,6 168 14 2,36 0,7 1,65 71,65 61,6 94,5
4 Насосная 50 0,7 0,75/0,88 35 30,8 168 14 2,36 0,7 1,65 36,65 30,8 47,9
5 Склад 22 0,7 0,75/0,88 15,4 13,6 49 14 0,7 0,7 0,49 15,89 13,6 20,9
6 Испытательная станция 30 0,65 0,7/1,02 19,5 19,89 16 12 0,19 0,75 0,14 19,64 19,89 27,9
7 Цех №2(точное литье) 500 0,75 0,8/0,75 375 281,25 111 15 1,67 0,8 1,36 376,36 281,25 469,8
8 Кузнечно-прессовочный цех 450 0,8 0,8/0,75 360 270 122 16 1,95 0,8 1,56 361,56 270 451,25
9 Цех №4 (гальванический) 400 0,7 0,75/0,88 280 246,4 122 15 1,84 0,75 1,38 281,4 246,4 374
10 Компрессорная 200 0,7 0,75/0,88 140 123,2 122 15 1,84 0,75 1,38 141,38 123,2 187,5
11 Здание вспомогательного назначения 100 0,7 0,8/0,75 70 52,5 472 20 9,44 0,85 8,02 78,02 52,5 94
12 Гараж 20 0,6 0,8/0,75 12 9 314 10 3,14 0,6 1,88 13,88 9 16,5
13 Столовая 15 0,6 0,8/0,75 9 6,75 180 10 1,8 0,6 1,08 10,08 6,75 12,2
14 Административно-бытовой корпус 30 0,8 0,75/0,88 24 21,2 298 14 4,2 0,6 2,52 26,52 21,2 34
15 Столярная мастерская 50 0,75 0,7/1,02 37,5 38,3 336,4 20 6,74 0,85 5,73 43,23 38,2 57,7
16 Проходная 10 0,7 0,8/0,75 7 5,25 24 15 0,36 0,8 0,3 7,3 5,25 8,9
17 Склад 15 0,5 0,6/1,3 7,5 9,75 165 10 1,65 0,6 0,99 8,5 9,75 12,9
Итого до 1000 В 2892 - - 2201,9 1744,5 4168,4 - 74,82 - 59,44 2261,4 1744,5 2858,65
Осветительная нагрузка - - - - - 174856,6 2 349,7 1 349,7 - - -
Итого по СН 2892 - - 2201,9 1744,5 - - 424,52 - 409,14 2611,04 1744,5 3140,2

1.2 Определение расчетной мощности по собственным нуждам в целом с учетом компенсирующего устройства

∑ Рр∑ =2261,4 кВт

∑ Qр∑ =1744,5 кВар

∑ Sр∑ =2858,65 кВА

Потери в трансформаторах КТП:

∆Ртц =0,02* Sр∑ (1.7)

∆Qтц =0,1* Sр∑ (1.8)

∆Ртц =0,02*2858,65=58,2 (кВт)

∆Qтц =0,1*2858,65=285,865 (кВар)

Расчет нагрузки данной ступени:

. (1.9)

(1.10)

где Рр осв.тер. - осветительная нагрузка открытой территории.

Рр =2261,4+58,2+349,7=2669,3 (кВт)

Qp =1744,5+285,865=2030,4 (кВар)

Расчет нагрузки компенсирующего устройства:

(1.11)

где tgφном - номинальный коэффициент реактивной мощности.

Среднегодовая мощность работы предприятия:

(1.12)

где Тма =6000 ч.- число часов использования максимума активной нагрузки[3]

Тг =6400 ч.-годовое число работы предприятия[3]

Рсг =2669,3*6000/6400=2502,5 (кВт)

(1.13)

Qky =2502,5(0,76-0,33)=1076,1 (кВар)

Выбираем стандартные КУ:

2*УКЛ-10,5-450 93[1]

Потери мощности КУ:

∆Рку =0,002*Qкуст. (1.14)

∆Рку =0,002*900=1,2 (кВт)

Расчет нагрузки на шинах ЦРП:

(1.15)

(1.16)

Ррцрп =2669,3+1,8=2671,1 (кВт)

Qрцрп =2030,4-900=1130,4 (кВар)

Расчетная нагрузка предприятия на этой ступени (питающие линии) с учетом разновременности максимума:

(1.17)

где Кр.м - коэффициент разновременности максимумов нагрузки по активной мощности (Кр.м <1) [3]

(кВА)

1.3 Определение рационального напряжения

Расчетная нагрузка СН Sp =2.76 МВА. В распределительных сетях промышленных предприятиях для питания используют напряжение 6,10 кВ. Напряжение 10 кВ целесообразнее, так как источник питания работает на этом напряжении.

В сложившейся ситуации будет нецелесообразно и неэкономично использовать схему электроснабжения с главной понизительной подстанцией (ГПП). Целесообразно использовать схему с одним приемным пунктом электроэнергии - главный распределительный пункт. (ГРП или ЦРП).

1.4 Картограмма электрических нагрузок и определение центра электрических нагрузок, выбор места расположения ЦРП и ЦТП

С целью определения места расположения ЦРП, а также цеховых ТП при проектировании строят картограмму электрических нагрузок. Картограмма представляет собой размещение на генеральном плане предприятия (или цеха) окружности, площадь которых соответствует в выбранном масштабе расчетным нагрузкам.

Радиусы окружностей картограммы:

(1.18)

где Рр i -расчетная активная нагрузка i-го цеха

m- принятый масштаб для определения площади круга [1].

Расчет составляющих картограммы электрических нагрузок на примере расчета по ТМХ (здание №2).Вводим систему координат XOY. Делим площадь здания на два прямоугольника, находим центры этих фигур.

F1 =274,95 м2 F2 =392,9 м2

х1 =194 м х2 =214 м

у1 =190 м у2 =189 м

Определим центр здания [1]:

(1.19)

(1.20)

(м)

(м)

ЦЭМ здания ТМХ имеет координаты (204,8;189,5) м. Расчет по всем потребителям СН сводится в таблице №1.4.1.

Выделим сектор осветительной нагрузки (радиус окружностей и угол нагрузки) на примере ТМХ:

(о.е.)

(1.21)

Определим ЦЭН по предприятию в целом:

ЦЭН предприятия → (208;172,8) м.

Таблица №1.4.1.

№ Координаты центров Fi , м2 Pi , кВт ∑Pi *xi ∑Pi*yi ri (о.е.) α0 Рр.ав , кВт
xi , м yi , м
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 104,5 192,5 897 360,25 37646,125 69348,125 3,4 20,08 20,25
2 204,8 189,5 604 409,06 83775,5 77516,9 3,6 8,01 9,06
3 149 418 168 71,65 10675,85 29949,7 1,5 8,4 1,65
4 149 304 168 36,65 5460,85 111441,6 1,1 15,6 1,65
5 146 192,5 49 15,89 2319,94 3058,8 0,7 11,5 0,49
6 123 189 16 19,64 2415,7 3711,96 0,8 2,5 0,14
7 68 195 11 376,36 25592,5 73390,2 3,5 1,25 1,36
8 279 191 122 361,56 100875,24 69057,96 3,4 1,55 1,56
9 369 50 122 281,4 103836,6 14070 2,3 2,9 1,38
10 384 5 122 141,38 54289,9 706,9 2,12 3,5 1,38
11 302 150 472 78,02 23562,04 11703 1,6 35,9 8,02
12 40 195 314 13,88 555,2 2706,6 0,66 49,5 1,88
13 277 106 180 10,08 2792,2 1068,5 0,56 39,5 1,08
14 279 155 298 26,52 7399,08 4110,6 0,9 35,67 2,52
15 116 413 336,4 43,23 5014,68 17853,9 1,2 45,6 5,73
16 304 82 24 7,3 2219,2 598,6 0,48 14,9 0,3
17 230 94 165 8,5 1955 799 0,52 41,9 0,99

∑Pi =2261,4 кВт

∑Pi *xi =470385,605 кВт

∑Pi*yi=390792,345 кВт

1.5 Выбор количества и мощности ЦТП по удельной плотности нагрузок

Удельная плотность нагрузок σ утверждает экономическую целесообразность выбранного трансформатора ЦТП:

(1.22)

а) σ< 0,2 кВА/м2 – принимаются трансформаторы до 1000 кВА включительно;

б) 0,2<σ<0.3 кВА/м2 – трансформаторы 1600 кВА;

в) σ≥0,3 кВА/м2 – трансформаторы 1600 или 2500 кВА.

Трансформаторы, применяемые на цеховых трансформаторных подстанциях (ЦТП): 100;160;250;400;630;1000;1600 и 2500 кВА.

Цех №1:

σ=441,4/897=0,49 (кВА/м2 ) – 1600 или 2500 кВт.

Расчеты по другим потребителям производятся аналогично, полученные значения сводятся в таблицу №1.5.1.

Таблица №1.5.1

№ Наименование Рр , кВт Qр , кВар Sр , кВА F, м2 σ, кВА/м2 Количество мощность трансформаторов
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Цех№1 360,25 255 441,4 897 0,49 2*400
2 Цех №3 409,06 300 507,3 604 0,8 2*400
3 Маслохозяйство 71,65 61,6 94,5 168 0,56 2*100
4 Насосная 36,65 30,8 47,9 168 0,28 1*100
5 Склад 15,89 13,6 20,9 49 0,42 1*100
6 Испытательная станция 19,64 19,89 27,9 16 1,7 1*100
7 Цех №2(точное литье) 376,36 281,25 469,8 111 4,2 2*400
8 Кузнечно-прессовочный цех 361,56 270 451,25 122 3,6 2*400
9 Цех №4 (гальванический) 281,4 246,4 374 122 3,1 2*250
10 Компрессорная 141,38 123,2 187,5 122 1,5 2*160
11 Здание вспомогательного назначения 78,02 52,5 94 472 0,19 1*160
12 Гараж 13,88 9 16,5 314 0,05 -
13 Столовая 10,08 6,75 12,2 180 0,07 -
14 Административно-бытовой корпус 26,52 21,2 34 298 0,11 1*100
15 Столярная мастерская 43,23 38,3 57,7 336,4 0,17 1*100
16 Проходная 7,3 5,25 8,9 24 0,37 1*100
17 Склад 8,5 9,75 12,9 165 0,078 -

Далее составляем три варианта распределительных сетей (таблица №1.5.2)

Пункт питания Потребители Место расположения Qр , кВар Рр , кВт tgφ Qрк, кВар Qкуст , кВар Sр , кВА N*Sнт Кзн Кзав
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Вариант №1
ТП 1 3,4,15 4 130,7 151,53 0,86 80,3 2*37,5 161,44 2*160 0,5 1,0
ТП 2 1,5,6 1 288,49 395,78 0,73 158,3 2*75 419,3 2*400 0,52 1,04
ТП 3 2,17 2 309,75 417,56 0,74 171,2 2*75 447,1 2*400 0,56 1,12
ТП 4 8,11,13,14,16 11 355,7 483,48 0,74 198,2 2*100 507,9 2*400 0,63 1,26
ТП 5 7,12 7 290,25 390,24 0,74 160 2*75 414,7 2*400 0,52 1,04
ТП 6 9,10 9 369,2 422,78 0,87 228,3 2*100 455,4 2*400 0,57 1,14
Вариант №2
ТП 1 7,12 7 290,25 390,24 0,74 160 2*75 414,7 2*400 0,52 1,04
ТП 2 1,3,4,5,6,15 1 419,19 547,31 0,76 235 2*100 589,6 2*630 0,47 0,94
ТП 3 2,13,16,17 2 321,75 434,94 0,74 178,3 2*75 467,62 2*400 0,58 1,16
ТП 4 8,11,14 8 343,7 466,1 0,74 191,1 2*100 487,7 2*400 0,6 1,2
ТП 5 9,10 9 369,2 422,78 0,87 228,3 2*100 455,4 2*400 0,57 1,14
Вариант №3
ТП 1 3,4,15 4 130,7 151,53 0,86 80,3 2*37,5 161,44 2*160 0,5 1,0
ТП 2 1,5,6 1 288,49 395,78 0,73 158,3 2*75 419,3 2*400 0,52 1,04
ТП 3 2,13,14,16,17 2 342,95 461,46 0,74 189,2 2*75 500,2 2*400 0,62 1,22
ТП 4 8,11 8 322,5 439,58 0,73 175,8 2*75 472,2 2*400 0,59 1,18
ТП 5 7,12 7 290,25 390,24 0,74 160 2*75 414,7 2*400 0,52 1,04
ТП 6 9,10 9 369,2 422,78 0,87 228,3 2*100 455,4 2*400 0,57 1,14

1.6 Потери мощности в трансформаторах ЦТП

(1.24)

(1.25)

где ∆Рхх , ∆Ркз - потери мощности холостого хода и короткого замыкания одного трансформатора [2].

Кз - коэффициент загрузки (фактическое значение).

Так как все ЦТП двухтрансформаторные, то

∆Р2т =2*∆Рт (1.28)

∆Q2т =2*∆Qт (1.27)

Расчетная активная нагрузка:

(1.28)

Расчетная реактивная нагрузка:

Q/ р =Qр +∆Q2т (1.29)

где Qр = Qр -Qку.ст.

Полная мощность:

Расчеты сводятся в таблицу №1.6.1.

№ ЦТП Число и мощность трансформаторов Кз /К2 з Потери трансформатора ∆Р2т , кВт ∆Q2т , кВар Р/ р , кВт Q/ р ,кВар S/ р , кВА
Рхх , кВт Ркз , кВт Ixx % Uкз %
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Вариант №1
1 2*160 0,5/0,25 0,42 1,97 2,6 5,5 1,8 12,72 153,33 68,42 167,9
2 2*400 0,52/0,27 0,92 5,5 2,3 5,5 4,8 30,28 400,58 168,77