36
утилизация серы, содержащейся в сырье (нефти) и исключается загрязнение
атмосферы.
2.2. План предприятия и сведения о цехах
Основные электроприемники нефтеперерабатывающего завода
приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Установленные мощности оборудования, подключённые
к ПГВ напряжением 10 кВ
Наименование ЭП
, шт
, кВт
Компрессорная сырого топлива (АД)
10
630
Компрессорная вакуумного газойля (СД)
6
1600
Водоблок
1
730
Блок подготовки тяжелого газойля
1
1870
Факельное хозяйство
1
640
Блок каталитического крекинга
1
2800
Холодильник
1
1650
Компрессорная технологической вентиляции
2
700
Административно-бытовой комплекс
1
550
Блок деасфальтации
1
680
Ремонтно-механическая база
1
1200
Объекты общезаводского хозяйства
3
400
Каталитический реформинг
1
2100
Электрические фильтры
1
3400
Вакууматор
1
1700
Газоочистные сооружения
1
2100
Рисунок 1.1 – Ситуационный план проектируемого объекта
Компрессорная
сырого топлива
Компрессорная
вакуумного
газойля
Водоблок
Блок подготовки
тяжелого газойля
Факельное
хозяйство
Блок каталитического
крекинга
Холодильник
Компрессорная
технологической
вентиляции №1
Компрессорная
технологической
вентиляции №2
Администрат
ивно-бытовой
комплекс
Блок
деасфальтации
Ремонтно-
механическая
база
Объект
общезаводского
хозяйства №1
Объект
общезаводского
хозяйства №3
Объект
общезаводского
хозяйства №2
Каталитический
реформинг
Электрические
фильтры
Вакууматор
Газоочистные
сооружения
100 м
37
Газообразные углеводороды перерабатывают на установках
алкилирования (фракция С4) и полимеризации (фракция С3) с получением
высокооктановых компонентов. Общий отбор светлых нефтепродуктов
составляет 69, 0% на нефть.
На установке карбамидной депарафинизации вырабатывают зимние
сорта дизельного топлива. На этой же установки получают жидкий парафин-
сырье для производства жирных кислот и других химических продуктов.
Электрические приемники предприятия в отношении обеспечения
надежности электроснабжения в процентном соотношении делятся
следующим образом:
- I категория – 68%
- II категория - 18%;
- III категория – 14%.
2.3. Характеристика источников внешнего электроснабжения
Источником внешнего электроснабжения является районная
подстанция энергосистемы ПС «Ухта», на которой установлены 3
автотрансформатора типа АТДЦТН-125000/330/115/38,5 [9]. Подстанция
относится к МЭС Северо-Запада, республика Коми. Мощность короткого
замыкания на шинах 110 кВ в максимальном режиме составляет 3860 МВА, в
минимальном режиме составляет 2760 МВА. ПГВ завода находится в 14 км
от районной подстанции, питание выполнено воздушной линией АС-70.
Схема районной подстанции представлена на рисунке 1.2
38
Рисунок 1.2 – однолинейная схема подстанции «Ухта» 330/110/35 кВ
РУ 330 кВ подстанции «Ухта» выполнено по схеме «трансформаторы
шины с присоединением линий через два выключателя», РУ 110 кВ
выполнено по схеме «две рабочие системы шин с обходной», а РУ 35 кВ
выполнено по схеме «секционированная выключателем система шин».
2.4. Расчет электрических нагрузок на стороне 10 кВ
Расчет электрических нагрузок производим методом коэффициента
спроса.
Для наглядности покажем расчет одного электроприемника –
компрессорная сырого топлива (АД).
Определяем активную расчетную нагрузку электроприемника:
рi нi ciP п P K
(2.1)
где Р
нi
– номинальная мощность электроприемника;
39
К
сi
– коэффициент спроса электроприемника (цеха), принимаем равным
0,8,
cos 0,5
[24], а
1,73tg
.
1 10 630 0,80 5040рP кВт
.
Расчетная реактивная нагрузка электроприемника:
tgРQ pр
, (2.2)
5040 1,73 8719,2pQ квар
.
Результаты расчетов сведем в таблицу 1.2.
Определяется суммарная расчетная активная, реактивная и полная
нагрузка по РП на стороне 10 кВ при естественном коэффициенте мощности
,PP
n
1i
рip
(2.3)
,QQ
n
1i
рiр
(2.4)
22
р р р
S P Q
(2.5)
Результаты расчета представлены в таблице 2.1.
Определяем суммарные активную и реактивную нагрузки:
'p pma piP K P
(2.6)
где К
рма
= 0.95 – коэффициент разновременности максимумов активной
нагрузки [4];
' 0,95 25951 24653pP кВт
,
40
'p pmp piQ K Q
(1.7)
где К
рмр
=0.9 – коэффициент разновременности максимумов реактивной
нагрузки [4].
' 0,9 22744 20470pQ
квар.
Расчетный ток:
10071
553,76
3 3 10,5
P
p
ном
S
I
U
41
Таблица 2.1 – Результаты расчета нагрузки на стороне 10 кВ
№
п/п
Наименование ЭП
n, шт
P
уст
, кВт
Кс
tg φ
Рр, кВт
Qр, квар
Sр, кВА
Iр, А
1
Компрессорная сырого топлива (АД)
10
630
0,8
1,73
5040
8719,2
10071
553,76
2
Компрессорная вакуумного газойля (СД)
6
1600
0,82
-0,33
7872
-2597,8
8289,6
455,81
3
Водоблок
1
730
0,8
1,33
584
776,72
971,78
53,434
4
Блок подготовки тяжелого газойля
1
1870
0,75
1,98
1402,5
2777
3111
171,06
5
Факельное хозяйство
1
640
0,9
1,33
576
766,08
958,46
52,702
6
Блок каталитического крекинга
1
2800
0,45
1,33
1260
1675,8
2096,6
115,29
7
Холодильник
1
1650
0,85
1,73
1402,5
2426,3
2802,5
154,1
8
Компрессорная технологической вентиляции
2
700
0,9
1,73
1260
2179,8
2517,8
138,44
9
Административно-бытовой комплекс
1
550
0,4
0,48
220
105,6
244,03
13,418
10
Блок деасфальтации
1
680
0,3
1,17
204
238,68
313,98
17,264
11
Ремонтно-механическая база
1
1200
0,4
1,17
480
561,6
738,78
40,622
12
Объекты общезаводского хозяйства
3
400
0,25
0,48
300
144
332,77
18,298
13
Каталитический реформинг
1
2100
0,25
1,98
525
1039,5
1164,6
64,034
14
Электрические фильтры
1
3400
0,6
0,33
2040
673,2
2148,2
118,12
15
Вакууматор
1
1700
0,65
1,17
1105
1292,9
1700,7
93,516
16
Газоочистные сооружения
1
2100
0,8
1,17
1680
1965,6
2585,7
142,18
Сумма
25951
22744
34507
864,2
С учетом разновременности максимумов
24653
20470
32044
42
2.5. Выбор числа и мощности трансформаторов ПГВ, мощности
компенсирующих устройств. Выбор рационального напряжения
питающей сети.
На предприятии имеются высоковольтные электроприемники,
работающие на напряжении 10 кВ. Поэтому, наиболее целесообразное
низшее напряжение подстанции – 10 кВ [1]. Это значение напряжения также
обладает рядом преимуществ по сравнению с напряжением 6 кВ.
наиболее экономично в отношении потерь электроэнергии;
позволяет снизить токи короткого замыкания.
Низковольтное оборудование завода работает на напряжении 380/220
В.
Проверяем рациональность напряжение воздушной линии, питающей
ПГВ.
Если длина линии меньше 250 км используют эмпирическую формулу
Стилла для определения рационального номинального напряжения сети:
4,34 0,016 ,кВ;
н
U L P
(1.8)
где L – длина линии, L=14км;
Р – активная мощность, которая передается по линии, кВт .
4,34 14 0,016 24653 87,712 кВ.
н
U
Принимаем ближайшее стандартное номинальное значение питающей
сети
ном
U 110кВ.
Реактивная мощность ухудшает показатели работы энергосистемы
нагружая силовые трансформаторы, увеличивает потери в подводящих сетях
и приемниках, увеличивает уровень потребления энергии в сетях,
43
следовательно, целесообразно скомпенсировать реактивную мощность. В
ряде случаев эти потери могут привести к недопустимому перегреву обмоток
электрических машин и во всех случаях приводят к дополнительным потерям
электрической энергии.
На данном предприятии крупными потребителями реактивной
мощности являются компрессорная сырого топлива (АД), блок подготовки
тяжелого газойля, холодильник и компрессорная технологической
вентиляции так как в этих технологических процессах учувствуют
асинхронные электродвигатели [3].
Исходя из вышеприведенных причин, следует оценить и в случае
необходимости принять меры по компенсации реактивной мощности.
Для получения величины коэффициента мощности
(????
уменьшения перетока реактивной мощности в питающую сеть рассчитаем
величину компенсирующих устройств реактивной мощности,
устанавливаемых на проектируемой ПГВ 110/10 кВ [4].
Рассчитаем значение экономической реактивной мощности,
передаваемой из энергосистемы потребителю в часы ее максимальных
нагрузок:
,квар,
Э1 э pΣ
Q tgφ ×P
(1.9)
где tg φ = 0,25 - значение экономического коэффициента мощности
при сosφ = 0,97.
Э1
Q 0,25 24653 6163,3 квар.
Рассчитываем требуемую мощность компенсирующих устройств для
получения :
44
КУ PΣ Э1
Q Q Q
,квар; (1.10)
20470 6163,3 14306,3 квар.
КУ
Q
Выбираем к установке 2 батареи стандартной мощностью 7500 квар
типа БСК-10-7,5 [7]. Батареи статических конденсаторов на напряжения
10 кВ мощностью от 5 до 50 МВАр производятся на базе косинусных
однофазных конденсаторов, путем параллельно-последовательного
соединения их в звезду или треугольник в зависимости от режима работы
нейтрали.
2 7500 15000квар.
КУ
Q
Определяем расчетную нагрузку с учетом компенсации реактивной
мощности:
PP
PP
;
PP КУ
Q Q Q
; (2.11)
22
P P P
S P Q
; (2.12)
24653 кВт ;
P
P
20470 15000 5469,7 квар.
P
Q
Полная расчетная мощность с учетом компенсации реактивной
мощности:
22
24653 5469,7 25253 кВА .
P
S
Расчетный ток на стороне 10кВ ПГВ:
45
,А;
3
P
P
Н
S
I
U
(2.13)
25253
1388,6 А.
3 10
P
I
Выполним выбор трансформаторов. Нагрузки проектируемой ПГВ
110/10 кВ – это в основном нагрузки I и II категории, следовательно
предусматриваем двухтрансформаторную подстанцию, поэтому загрузку
трансформатора принимаем в нормальном режиме работы
????????.
Мощность трансформатора определяется по полной расчётной
нагрузке:
р
ном.т.
з
S
S
N к
,кВА, (2.14)
где N – количество трансформаторов;
з
- коэффициент загрузки.
25253
18037,8
2 0,7
ном.т.
S
.
По экономическим условиям для сравнения выбираем 2
трансформатора [8]:
1)ТРДН-25000/110 с параметрами: :
25000 кВА
н
S
,
10,5 кВ,
НН
U
115 кВ
ВН
U
,
10,5%
к%
u
,
0,75%
хх
I
,
31,5кВт , 121 кВт
хх к
ΔP ΔP
,
14000000 руб.К