Проектирование электрической сети промышленного района

ВВЕДЕНИЕСистема электроснабжения предприятий (внутреннее электроснабжение — по ПУЭ), состоящая из сетей напряжением до 1 кВ и выше, трансформаторных и преобразовательных подстанций, служит для обеспечения потребителей электрической энергией в необходимом количестве и соответствующего качества. Система электроснабжения предприятия является подсистемой технологической системы производства предприятия.Система электроснабжения должна удовлетворять требованиям экономичности и надёжности, безопасности и удобства эксплуатации, возможности индустриального выполнения строительно-монтажных работ. Не допустимы перерывы в электроснабжении, которые могут нанести ущерб, привести к авариям, связанным с человеческими жертвами и выходом из строя дорогостоящего оборудования. Система, электроснабжения (от шестого уровня бУР системы электроснабжения - границы раздела предприятие энергосистема до конечных приёмников электроэнергии ЭП — первого уровня 1УР) должна быть гибкой, допускать рост мощности предприятий при изменении производственных условий.Основной задачей, решаемой при проектировании системы электроснабжения, считается оптимизация параметров схемы при обеспечении бесперебойности электроснабжения за счёт правильного выбора напряжений, определения электрических нагрузок, рационального выбора числа и мощности трансформаторов, конструкций промышленных сетей, средств компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЁТНЫХ НАГРУЗОК1.1. Общие положения по определению расчётных нагрузокПравильное определение электрических нагрузок при проектировании системы электроснабжения - основа рационального решения вопросов, связанных с электроснабжением промышленного предприятия. Знание нагрузок позволяет выбирать количество и мощность трансформаторов, проверять токоведущие элементы по нагреву и потере напряжения, правильно выбирать защитные устройства и компенсирующие установки. Результаты расчётов нагрузок служат исходными данными для всего последующего проектирования.Для вычисления расчётных нагрузок групп приёмников необходимо знать установленную мощность (сумма номинальных мощностей всех электроприемников группы) и иметь сведения о технологии. Группа ЭП отдельно стоящего здания (участка цеха) может питаться на напряжении 0,4 кВ от шкафов, щитов, распределительных пунктов, сборок, магистралей второго уровня 2УР; несколько шкафов 2УР и отдельных ЭП питаются от щита низкого напряжения (магистрали) 3УР - трансформаторной подстанции 10(6)/0,4 кВ. Отдельно стоящее здание (цех) при наличии высоковольтных электродвигателей и ТП 106)/0,4 кВ может питаться от собственной распределительной подстанции РП 10(6) кВ (четвёртый уровень 4УР системы электроснабжения). В свою очередь РП, отдельные ТП и высоковольтные двигатели питаются от ГПП (5УР) на распределительном (среднем) для завода напряжении (обычно 10 кВ). На высокой стороне 35,110(154), 220(330) кВ договорно устанавливается бУР - граница раздела предприятие-энергосистема, величина нагрузки и электропотребление.Метод нахождения расчётных нагрузок зависит от наличия исходных данных и уровня системы электроснабжения. Расчётная нагрузка для 1УР равна номинальной мощности ЭП. Для всех уровней системы электроснабжения применим метод коэффициента спроса. Его можно использовать при отсутствии укрупнённых данных по уровню, для которого определяются нагрузки (например, удельного потребления электроэнергии на единицу продукции или удельной плотности нагрузок на 1 м’ площади цеха), или данных по мощности и режимам каждого электроприёмника.В соответствии с методом коэффициента спроса допускается (на начальных стадиях проектирования и в ориентировочных расчётах) рассчитывать нагрузку предприятия в целом по средним величинам коэффициента спроса Кс по формуле:Рр=Кс Руст (1.1)где Руст — суммарная установленная мощность электроприемников потребителя; Кс – коэффициент спроса установленной мощности потребителя; cosj – коэффициент мощности потребителя. Приведем пример расчета для одного из цехов (механический):Рр = Кс Руст = 0,75 × 720 = 540 кВтQр = Рр tgj = 540 × 0,77 = 419,08 кВАрSр = Ö(Рр2+Qр2) = Рр/cosj = 540/0,79 = 683,54 кВА1.2 Расчет высоковольтной нагрузкиВысоковольтная нагрузка, представленная в данном случае литейной и дуговой печью, считается аналогично низковольтной по методу коэффициента спроса.Литейная печь:Рр = Кс Руст = 0,65 × 1800 = 1170 кВтQр = Рр tgj = 1170 × 0,85 = 1000,53 кВАрSр = Ö(Рр2+Qр2) = Рр/cosj = 1000, 53/0,76 = 1539,47 кВАДуговая печь:Рр = Кс Руст = 0,65 × 2500 = 1625 кВтQр = Рр tgj = 1625 × 0,88 = 1433,11 кВАрSр = Ö(Рр2+Qр2) = Рр/cosj = 1433,11/0,76 = 2166,66 кВАРезультаты расчета по остальным цехам сводим в одну таблицу 1.1.Таблица 1.1Рp, кВтQp, кВАрSp, кВАcos jtg jКсНаименование цеха1241963,121570,880,790,770,73Сборочный цех793,5491,76933,520,850,610,69Штамповочный цех117016251000,531433,111539,472166,660,760,750,850,880,650,65ЛитейнаяДуговые печи 10/6 кВ540419,08683,540,790,770,75Механический цех16801085,1720000,840,640,84Цех сборки двигателей1.3 Расчет осветительной нагрузкиАктивную осветительную нагрузку цеха определяют по методу удельной плотности нагрузок, который применяется для определения расчетных нагрузок от осветительных электроприемников: Рр.о = руд × Fц × Кс.о (1.2)где руд – удельная плотность осветительной нагрузки, кВт/м2; Кс.о – коэффициент спроса осветительной нагрузки;Fц – площадь цеха, определяемая по генплану, м2На производстве чаще всего используют лампы накаливания (25%) и разрядные лампы (75%). tgjЛН = 0, tgjРЛ = 0,33. Исходя из этих данных определяют реактивную мощности осветительной нагрузки.Qр.о = 0,75× Рр.о × tgjРЛ (1.3)Пример расчета осветительной мощности для цеха.Fц = 24651 м2, руд = 0,011 кВт/м2, Кс.о=1.