Виды нагрузок и методы определения электрических нагрузок (ПРОД)

2 – групповая нагрузка – в целом по РП и магистрали – опр-ся для выбора сеч-я линии и коммутационных аппаратов на ней.

3 – на шинах цеховых ТП, на стороне 0,4 кВ – для выбора мощности тр-ров ЦТП

4 – линии выше тр-ра- линии, кот питают ТП- отличаются от нагрузки в т3 на вел-ну потерь мощности в тр-ре – для опр-я сеч-я линии и КА на ней

5 – нагрузка на шинах РУ (вся нагрузка опр-ся суммарной нагрузкой на шинах РУ) – для выбора сечения сборных шин РУ, линий и КА, питающих эти линии

6 – нагрузка на шинах РУ ГПП- опр-ся суммарной нагрузкой по всему предприятию, т.е. вся нагрузка до 1 кв и выше 1 кВ – для выбора мощности тр-ра ГПП

7 – линии, питающие тр-ры ГПП, отличается от нагрузки в т6 на вел-ну потерь мощности в тр-рах ГПП – для выбора сечения линий, питающих тр-ры и КА на них.

4. Определение полной расчетной мощности цеха, ее составляющие и их определение.

Мощность группы приемников: кВт

Для каждой группы электроприемников определяем среднюю нагрузку за наиболее загруженную смену:

кВт кВар

Групповые суммарные средние нагрузки за максимально загруженную смену:

кВт кВар

Максимальные расчетные нагрузки группы электроприемников:

В тех случаях когда n_э≤10 допускается определить Q_p =1,1·Q_см

В тех случаях когда n_э>10 допускается определить Q_p =Q_см

Определяем потери мощности в цеховых трансформаторах:

СЭС ППиГ

4. Определение полной расчетной мощности цеха, ее составляющие и их определение. (ПРОДОЛЖ)

Определим расчетную мощность освещения цеха:

K_со – коэффициент спроса освещения

Определим номинальную мощность освещения по формуле:

F – площадь цеха P_уд – удельная мощность

Определяем расчетную нагрузку с учетом потерь мощности в ЦТП без учёта компенсирующих устройств:

Определяем мощность компенсирующих устройств:

tgφ_з=0,33

Расчетная нагрузка по цеху с учетом КУ и потерь в трансформаторе:

СЭС ППиГ

5. Выбор напряжений цеховых сетей.

На выбор уровня U влияет:
1) Категория помещения по опасности поражения эл. током
2) Класс электротехнического оборудования по способу защиты
А) класс 0- оборудование в котором защита от поражения эл. током обеспечивается основной изоляцией, при этом отсутствует эл. соединение открытых проводящих частей, если такие имеются. При пробое основной изоляции защита должна обеспечиваться окружающей средой.
Б) класс1-оборудование, в котором защита от поражения эл. током обеспечивается основной изоляцией и соединением открытых проводящих частей доступных к прикосновению с защитным проводником стационарной установки.
В) класс2- оборудование, в котором защита обеспечивается применением двойной или усиленной изоляцией. В оборудовании этого класса нет ср-в защитного заземления и защитные св-ва окр. Среды не используют в качестве меры защиты.
Г) класс3- оборудование, в котором защита основана на питании от источника безопасного сверхнизкого U и в котором не возникает U выше безопасного сверхнизкого значения.
3) Режим работы нейтрали
4) Тип источников света
5) Высота подвеса светильников
6) Система освещения

Для цеховых ТП применяются напряжения: 220 В (0,22кВ0, 380 В (0,38 кВ), 660 В (0,66 кВ)

При применении U=660 В учитывают перевод питания приемников с 380 В на 660 В. это снижает затраты на сооружение низковольтной сети на 30% и сокращает потери электроэнергии ΔЭ в 1,3-1,4 раза.

Внедрение U=660 В обеспечивает снижение капитальных затрат относительно общей стоимости установок до 15%.

Недостатки напряжения 660 В:

Для питания осветительных приемников требуются понижающие трансформаторы 660/220 Ввыбор напряжения производится на основании технико – экономического расчета. При этом определяются затраты на схему (для одной и той же схемы 1) 660 В 2) 380 В).

СЭС ППиГ

6. Определение количества и мощности трансформаторов цеховых ТП. ТЭР по выбору трансформаторов.

Определяющими яв-ся расчетная мощность и категория потребителей.

1. При выборе кол-ва тр-ров необходимо стремиться к мин числу размеров и номиналов.

2. Предварительный выбор числа и мощности тр-в ЦТП произв-ся по распределению нагрузки по пунктам питания.

Кол-во тр-ров опр-ся категорией, а мощность исходя из расчетных нагрузок, т.о., чтобы осуществить питание при работе в нормальном режиме и в аварийном с учетом допустимой перегрузочной способности

- полная расчетная мощность без учета КУ

Условие выбора тр-ров: - для 2х тр-рной п\с, - для 1 тр-ой п\с.

Допустимые коэффициенты загрузки для 1 тр-ой п\с: Iкат – 0,65-0,7; IIкат - 0,75-0,8; III кат – 0,85-0,9.

Выбор мощности для энергоемких цехов (S_p>5000кВА) осущ-ся исходя из удельной хх

- при - тр-р мощностью 1000 кВА

- - 1600 кВА

- - 2500 кВА

ТЭР:

1. в соответствии со средой опред-м тип трансф. и выписываем паспортные данные:

2. опред к.з в норм и авар режиме:

3. опр-м затраты на п\с: , к- кап затраты или стоимость п\с, р_н – коэф эф-ти кап вложений, С_э – эксплуатационные расходы- , С_п –стоимость потерь эл энергии, С_а – стоим аморт отчислений;

, - потери электроэнергии,С₀ – стоимость кВт\ч

, к – стоимость п\с, j - коэф аморт отчислений

,

-приведенные потери мощ, отлич-ся от потерь в тр-х тем, что учит потери во всех элементах схемы. ; ; ;

СЭС ППиГ

6.1. Определение количества и мощности трансформаторов цеховых ТП. ТЭР по выбору трансформаторов. (2вар)

Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых ТП должен быть технически и экономически обоснованным, так как он оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения.

Критериями при выборе трансформаторов являются надежность электроснабжения, расход цветного металла и потребная трансформаторная мощность. Оптимальный вариант выбирается на основе сравнения капиталовложений и годовых эксплуатационных расходов.

Для удобства эксплуатации систем электроснабжения следует выбирать не более двух стандартных мощностей основных трансформаторов. Это ведет к сокращению складского резерва и облегчает замену поврежденных трансформаторов. Желательна, где это осуществимо, установка трансформаторов одинаковой мощности.

Цеховые трансформаторные подстанции, как правило, не должны иметь распределительного устройства на стороне высшего напряжения. Следует широко применять непосредственное (глухое) присоединение питающей кабельной линии к трансформатору при радиальных системах питания и через разъединитель или выключатель нагрузки при магистральных схемах питания. При номинальной мощности трансформатора 1000 кВ·А и выше вместо разъединителя необходимо установить выключательнагрузки, так как при напряжении 6-20 кВ разъединителем можно отключать ток холостого хода трансформатора мощностью не более 630 кВ·А.

, где

Выберем целесообразное число и мощность трансформаторов исходя из технико- экономического расчета:

Каталожные данные трансформатора:

Ixx; U к; P xx; P кз.

Выбираем количество трансформаторов: ,

Определяем коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном и аварийном режимах работы:

Далее определяется экономически целесообразный режим, для чего находим:

СЭС ППиГ

6.1. Определение количества и мощности трансформаторов цеховых ТП. ТЭР по выбору трансформаторов. (2вар-продолж)

Реактивную мощность холостого хода трансформатора:

реактивную мощность, потребляемую трансформатором при номинальной паспортной нагрузке:

приведенные потери мощности ХХ трансформатора, учитывающие потери в самом трансформаторе и в элементах системы, создаваемые им в зависимости от реактивной мощности, потребляемой трансформатором:

аналогично потери КЗ:

, где

Кип- коэффициент изменения потерь (задается энергосистемой; когда величина его не задана, можно принимать 0,07 кВт/квар);

Приведенные потери мощности в двух трансформаторах:

, где

Кз - коэффициент загрузки трансформаторов;

Годовые эксплуатационные расходы:

, где

К- капитальные вложения в трансформаторы

φ- коэффициент амортизационных отчислений

принимаем φ=0,06

Стоимость потерь электроэнергии при заданной стоимости электроэнергии

, где

- стоимость электроэнергии

- потери электроэнергии кВт ч

- приведенные потери мощности для двух трансформаторов.

Суммарные годовые эксплуатационные расходы

После этого определяются затраты

СЭС ППиГ

7. Типы трансформаторов и типы цеховых п\с.

Условное обозначение трансформатора включает:

- буквенное обозначение, характеризующее число фаз, вид охлаждения, число обмоток и видпереключений ответвлений;

- обозначение номинальной мощности и класса напряжения;

- обозначение года выпуска рабочих чертежей тр-ра данной конструкции; указываются посл две цифры

Буквенное обозначение тр-ра должно содержать следующие данные в указанном порядке:

- число фаз – для однофазных – О, ля трехфазных – Т;

-вид охлаждения

-число обмоток

ТМЗ-1000/10 – трехфазный масляной Ир-р мощностью 1000кВА с первичным напряжением 10 кВ закрытого типа.

ТМ –тр-р масляный

ТМЗ – тм закрытого типа

ТСЗ – тр-р сухой

ТНЗ – тр-р заполненный негорючей жидкостью – совтолом

трансформаторы ТРДН с номинальной мощностью 25000 кВ·А с высшим напряжением 110 кВ.ТРДН-Расшифровка условного буквенно-числового обозначения трансформатора обозначает что выбранный трансформатор с буквой Р - это наличие расщепленной обмотки низшего напряжения, букву Д - имеет систему охлаждения трансформатора с принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла, наличие буквы H - систему регулирования напряжения;

По месту нахождения на территории объекта различают следующие подстанции:

- отдельно стоящие на расстояние от зданий;

- пристроенные, непосредственно примыкающие к основному зданию сооружения;

- встроенные, находящиеся в отдельных помещениях внутри здания, но с выкаткой трансформаторов наружу;

- внутрицеховые, расположенные внутри производственных зданий с размещением элоб-я непосредственно в производственном или отдельном закрытом помещении с выкаткой элоб-я в цехи

Внутрицеховые п\с могут размещаться только в зданиях с 1 и 2 степенями огнестойкости и с производственным, отнесеннымик кат г и д согласно противопожарным нормам.

Отдельно стоящие примен-ся, при питании от 1 п\с нескольких цехов, при невозможности размещения п\с внутри цехов.

Встроенные и пристроенные п\с обычно располагаются вдоль одной из длинных сторон цеха.

СЭС ППиГ

8. Выбор сечений кабелей напряжением выше 1 кВ

Сечение кабеля данного класса напряжения выбирается и проверяется по 4 условиям, предусмотренные в нормативно-технической документации и литературе:

1. Выбор сечения кабеля по нагреву. Кабели должны удовлетворять требованиям в отношении предельно допустимого нагрева с учетом нормальных и послеаварийных режимов. Условие: I_д.т. > I_р, где I_д.т.- допустимый длительный ток для кабелей (ПУЭ, 6 изд., гл. 1.3), А; I_р – расчетный ток нагрузки.

2. Проверка сечения по экономической плотности тока. Условие: S_выб > S_эк, где S_выб - предварительно выбранное сечение кабеля по 1 условию, мм²; S_эк - экономически целесообразное сечение (ПУЭ, 6 изд., п. 1.3.25), мм².

3. Проверка сечения кабеля на термическую устойчивость к действию токов короткого замыкания. Условие: S_выб > S_min, где S_выб - предварительно выбранное сечение кабеля по 1 и 2 условиям, мм²; S_min - минимально допустимое сечение кабеля по термической устойчивости, мм².

4. Проверка по потере напряжения. Условие: ΔU > ΔU_р, где ΔU – нормативное значение потери напряжения, ΔU_р – расчетное значение потери напряжения.

Также для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена проверяется медный экран на термическую устойчивость к действию 2х фазного тока короткого замыкания.

Из вышеперечисленных условий выбирается то, которое является самым требовательным.

СЭС ППиГ

9. виды схем распределительной сети промышленных предприятий

Виды схем:

1) Радиальные

2) Магистральные

3) Смешанные

Факторы влияющие на выбор схемы:

1) Категория потребителя по надежности эл.снабж

2) Расположение цехов относит. Друг друга и источника питания

3) Режим работы эл. Оборудования в цехе, который определяет график нагрузки цеха

Радиальная схема — электроснабжение осуществляется линиями, не имеющими распределения энергии по их длинам (рис. 1, а). Такие линии называют радиальными. В электроснабжении городов радиальные линии называют питающими. Линии W1—W4 на рис. 1, а — радиальные. Питание потребителя П1 на рис. 1, а производится двумя линиями W1 и W2. Такая схема называется радиальной с резервированием. С целью повышения надежности, линии W1 и W2 приемников I категории подключают к разным НИП. Достоинство радиальных схем: максимальная простота; аварийное отключение радиальной линии не отражается на электроснабжении остальных потребителей. Недостаток: большой расход кабельной продукции обусловливает высокую стоимость системы. Кроме того, при одиночных радиальных линиях невысока надежность электроснабжения.

Рис. 1. Схемы электроснабжения: а— радиальная; б— магистральная; в— смешанная

СЭС ППиГ