дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции, нарушение работы
особо важных элементов коммунального хозяйства.
Из состава электроприемников I категории выделяется особая группа
электроприемников, бесперебойная работа которых, необходима для
безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни
людей, взрывов, пожаров или порчи дорогостоящего оборудования. На
данном предприятии таких электроприемников нет. Электроприемники II
категории - это электроприемники, перерыв в снабжении электроэнергией
которых, приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям
рабочих, механизмов, промышленного транспорта, к нарушению нормальной
деятельности значительного количества городских и сельских жителей. К
этой категории относятся: насосная, административный корпус,
подготовительный цех, компрессорная, сборочный цех, цех вулканизации,
цех производства транспортных лент, лаборатория, цех спецшлаков,
автокамерный цех, цех каландров и цех производства формовой техники.
Категории надежности определяем по справочной литературе.
Остальные электроприемники, не подходящие под определение I и II
категории относятся к III категории. Это склад №2, административный
корпус и пожарное депо. Для определения в процентном соотношении
мощностей, которые приходятся на цеха с электроприемниками I; II; III
категории определяем полную установленную мощность.
Р
уст
= Р
уст
А+Р
уст
В+Р
уст
ВВ; Р
уст
= 13050+8889+3150 = 25089кВт
Р
уст
А = 110+210+158+1170+1420+1810+1890+70+1930+2019+823+
+1420+20 = 13050кВт
Р
уст
ВВ = 250·3+800·3 = 3150кВт
Р
уст
В = 1420+105+670+1650+170+210+100+270+2144+280+1650+
+30+190 = 8889кВт
47
Где Р
уст
– полная установленная мощность всех электроприемников
завода
Электроприемники I категории отсутствуют т.к. РI% = 0%
Определим суммарную установленную мощность электроприемников
II категории:
РII% = (РII/Р
уст
) ·100% = (24666/25089) · 100% = 98,3%
Определим суммарную установленную мощность электроприемников
III категории:
РIII% = (РIII/Р
уст
) ·100% = (423/25089) · 100% = 1,7%
Категории надежности определяем для последующего построения
схемы электроснабжения. Завышение категории не принесет значительного
ущерба предприятию, оно будет работать без перебоев электроснабжения.
Занижение категории опасно для потребителей I и II категории, что
может привести к гибели людей, порчи оборудования и расстройству
технологического процесса, значительному материальному ущербу.
Данные надежности электроснабжения цехов сводим в таб. 3.1
Таблица 3.1
№ цеха
Наименование цеха,
отделения, участка
Установленная
мощность
Категор
ия
надёж-
ности
Группа А Группа
Б
1 Склад 2 110 - 3
2 Насосная 210 1420 2
3 Административный корпус 158 105 3
48
4 Подготовительный цех 1170 670 2
5 Сборочный цех 1420 1650 2
6 Цех вулканизации 1810 170 2
7 Цех производства
транспортных лент
1890 210
2
8 Лаборатория 70 100 2
9 Цех спецшлаков 1930 270 2
10 Автокамерный цех 2019 2144 2
11 Цех каландров 823 280 2
12 Цех производства формовой
техники
1420 1650
2
13 Пожарное депо 20 30 3
14 Компрессорная - 190 2
Руст – 25089 кВт
Руст А – 13050 кВт
Руст ВВ – 3150 кВт
Руст В – 8889 кВт
Руст II –24666кВт Руст II% = 98,3
Руст III –423кВт Руст III% = 1,7%
По данным вычислениям берём категорию надёжности
электроснабжения предприятия II.
3.1 Расчет электронагрузок
Расчет электронагрузок для ЭП группы А приводим на примере
административного корпуса ООО «Газэнергоавтоматика».
49
1. Определяем среднюю нагрузку корпуса за наиболее загруженную
смену.
Рсм = Ки х Руст , где
Ки – коэффициент использования активной мощности (таб.3.2)
Руст – установленная мощность ЭП цеха, кВт
Рсм – средняя нагрузка за наиболее загруженную смену
Км – коэффициент максимума активной нагрузки ƒ (Ки; Nэ)
Руст. = 158 кВт Ки = 0,3 Км = 1,3 – ( I стр48, табл. 2.6)
Рсм = Ки х Руст = 0,3 х 158 = 47,4 кВт
2. Определим расчетную мощность максимум (максимальную
расчетную нагрузку).
Рр = Км х Рсм = 1,3 х 47,4 = 61,62 кВт
3. После определения активных мощностей находим реактивную
нагрузку за наиболее загруженную Qсм.
Qсм = Рсм х tqφ , где
tgφ – определяем по известному cosφ
cosφ = 0,75; tqφ = 0,88
Qсм = 47,4 х 0,88 = 41,7 кВАР
4. Расчетную реактивную мощность Qр, определяем по формулам в
зависимости от эффективного числа электроприемников.
Qр = L х Qсм L = 1 при Nэ ≥ 10
Nэ = 24 L = 1,1 при Nэ< 10
Qр = 41,7 х 1= 41,7 кВАР
50
Расчеты остальных цехов аналогичны предыдущему расчету.
Полученные данные сводим в таблицу №3.2 для группы А.
Расчет электрических нагрузок группы Б
Порядок расчета электрических нагрузок для ЭП группы Б аналогичен
расчету для группы А, но коэффициент Ки ≥ 0,6, а Км = 1
Рсм = Рр; Qсм = Qрасч
Рсм = Kи х Руст = 0,6 х 105 = 63кВт
Qсм = Рсм х tqφ = 63 х 0,88 = 55,44кВАР
Данные остальных цехов см. табл. № Б.1, приложения Б.
3.2 Выбор числа и мощности трансформаторов ЦТП.
Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на
подстанциях промышленных предприятий является одним из основных
вопросов рационального построения системы электроснабжения. В
нормальных условиях силовые трансформаторы должны обеспечить питание
всех ЭП предприятия. При определении числа и мощности ЦТП необходимо
учитывать ряд условий:
- категории надежности электроснабжения потребителя,
- компенсация реактивных нагрузок на напряжение до 1000В,
- перегрузочную способность трансформатора в нормальном и
аварийном режиме,
- стандартных мощностей
Надежность электроснабжения достигается за счет установки на
подстанции двух трансформаторов, что соответствует требованием
надежности
ЭП I и ЭП II категории. Для ЭП III категории возможны установки
одного трансформатора на подстанции.
51
Нормальным режимом работы предусматривается раздельная работа
трансформаторов, но любой из оставшихся в работе трансформаторов (при
аварии на другом) обеспечивает потребную мощность. Обеспечение
потребной мощностью может осуществляться и за счет их перегрузочной
способностью.
На двух трансформаторных подстанциях следует применять
однотипные трансформаторы одинаковой мощности для упрощения замены
при выходе из строя одного трансформатора, а так же для сокращения
складского резерва.
Совокупность допустимых нагрузок, систематических и аварийных
перегрузок определяет нагрузочную способность трансформаторов.
В соответствии с ГОСТ трансформаторы применяемые для
внутрицехового электроснабжения имеют стандартный шаг мощностей:
100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500кВА.
Выбор мощности будет влиять на режим его работы. При выборе
большой мощности трансформатора, увеличиваются собственные потери
трансформатора.
Для определения требуемой мощности трансформатора необходимо
найти расчетную нагрузку цеха. Мощность трансформатора определяют по
его среднесменной нагрузке цеха с учетом коэффициента загрузки.
S
тр
≥S
см
/ N ·К
загр.
Рекомендуемые коэффициенты загрузки К
загр
К
загр
= 0,65 – 0,7 – для 2
х
трансформаторных подстанций при
преобладании I категории ЭП.
К
загр
= 0,7 – 0,8 – при преобладании II категории ЭП для одно
трансформаторных подстанций с резервом по Н.Н.
К
загр
= 0,9 – 0,95 – при преобладании нагрузок II категории и наличие
складского резерва нагрузок III категории.
Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции рассмотрим
на примере подготовительного цеха.
52
б = S
расч
/ F, кВА/м
2
, где
Sр – расчетная мощность цеха
б – плотность эл. нагрузок
F – площадь цеха
F = 18 · 33 = 594 м
2
б = 1419,53 / 594 = 2,38 кВА/м
2
Согласно литературе ( I стр. 113) и напряжения 380В при плотности
нагрузок:
б < 0,2 кВА/м
2
применяют трансформаторы мощностью до 1000кВА
б = 0,2-0,3 кВА/м
2
трансформаторы мощностью 600-1600кВА
б > 0,3 кВА/м
2
трансформаторы мощностью 1600-2500кВА
Для данного подготовительного цеха рекомендуется применять
трансформаторы 1600кВА
Расчет остальных цехов сводим в табл. №5.1
Выбираем мощность цехового трансформатора исходя из средней
нагрузки за наиболее загруженную смену. Дальнейший расчет сведем в таб.
5.2.
Категория надежности подготовительного цеха – вторая.
S
тр.
≥Sсм / N Кз, где
S
см
– среднесменная нагрузка подготовительного цеха
N – количество трансформаторов
53
кВА53,1419)3,4666,583()4024,553()QQ()РР(Sр
2222
расчВ
расчА
расчВ
расчА
К
з
– коэффициент загрузки
Рассчитаем среднесменную нагрузку подготовительного цеха
S
см
=
√
(Р
смА
+Р
смВ
)
2
+(Q
смА
+Q
смВ
)
2
S
см
=
√
(503 , 1+402 )
2
+(583 , 6+466 , 3)
2
=1386 , 18 кВА
Определим минимальное количество трансформаторов
N
т min
= Р
см
/ К
з
· S
ном.т.
± ∆N
Рсм – среднесменная активная нагрузка
S
ном.
– мощность
∆N – добавка до целого числа
N
т min
= 905,1/ 0,7 · 1600 + 0,13 = 1
Определим максимальное число трансформаторов
N
т max
= Sсм / К
з
· S
ном.т.
± ∆N
N
т max
= 1386,18/ 0,7· 1600 + 0,76 = 2
S
ном. т.
≥ 1386,18/ 1 · 0,7 = 1980,26 кВА
Из расчетной мощности видно, что к установке можно принять одну
одно трансформаторную подстанцию с номинальной мощностью
трансформатора S
ном
= 1600 кВА при наличии резервирования по линиям
низшего напряжения от соседних ТП, а так же двух трансформаторную
подстанцию с номинальной мощностью трансформаторов S
ном
= 1000кВА.
3.3 Расчет картограммы нагрузок
Для определения местоположения ГПП, ГРП, ЦТП при
проектировании системы электроснабжения на генераторном плане
предприятия наносится картограмма нагрузок.
Картограмма нагрузок представляет собой размещение по генплану
окружности. Площадь этих окружностей в выбранном масштабе равны
расчетным нагрузкам цехов, центр окружности совпадает с центром нагрузок
54
цехов, которые будут совпадать с центром тяжести геометрической фигуры
цеха.
ГПП и ЦТП следует располагать как можно ближе к центру нагрузок
предприятия, что позволяет приблизить высокое напряжение к центру
потребления электрической энергии, сократить протяженность
распределительных сетей ВН и НН, уменьшить расход проводникового
материала.
Расчет произведем на примере административного корпуса.
Радиус окружностей определяют по формулам.
R
ia
= √ P
pi
/ π
m
R
ip
= √ Q
pi
/ π
m
, где
Q
pi
– расчетная реактивная нагрузка цеха (табл. 5.1)
P
pi
– расчетная активная нагрузка цеха (табл.5.1)
π = 3,14
m – масштаб для определения площади круга (1:15000)
R
ia
=
√
P
p
/ π
m
=
√
123 ,7 /3 ,14∗15=1 ,62 см
R
ip
=
√
Q
p
/ π
m
=
√
82 ,8 /3 ,14∗15=1 , 33 см
Для получения данных радиусов в метрах, нужно умножить эти данные
на масштаб (15м).
R
ia
= 1,62 х 15 = 24,31 м
R
ip
= 1,33 х 15 = 19,95 м
Значение х и у находим по генплану измеряя линейкой и умножая на
масштаб (15м).
Картограммы наносят на генплане предприятия отдельно для активной
и реактивной нагрузок, т.к. питание активных и реактивных нагрузок
производится от разных источников.
55
Питание активных нагрузок происходит от собственных
электростанций предприятия или от подстанций энергосистемы, а
реактивные нагрузки могут подпитываться от конденсаторных установок,
синхронных конденсаторов или от перевозбужденных синхронных
двигателей.
На основании картограмм активных нагрузок определяем
рациональное место расположения питающей ГПП, а по реактивным
картограммам определяем рациональное размещение компенсирующих
устройств в системе электроснабжения промышленного предприятия.
После построения картограмм цехов находим координаты условного
центра активных и реактивных нагрузок всего предприятия по формулам.
Х
оа
= Σ
n
Рi х Хi / Σ
n
Рi Υ
оа
= Σ
n
Рi х Υi / Σ
n
Рi
i=1
i=1 i=1
i=1
Х
ор
= Σ
n
Qi х Хi / Σ
n
Qi Υ
ор
= Σ
n
Qi х Υi / Σ
n
Qi
i=1
i=1 i=1
i=1
Х
оа
= (59,4 х 174 + 1302,1 х 25,5 + 123,7 х 66 + 955,4 х 97,5 + 1944,8 х
112,5 + + 764,5 х 156 + 772,4 х 177 + 110 х 181,5 + 559 х 30 + 2099,3 х 57
+
+ 579,5 х 121,5 + 1661,7 х 175,5 + 26,2 х 142,5 + 152 х106,5) / (59,4 +
1302,1 + + 123,7 + 955,4 + 1944,8 + 764,5 + 772,4 + 110 + 559 + 2099,3 +
579,5 + 1661,7 + + 26,2 + 152) = 1157975,85 / 11110 = 104,23 м
Υ
оа
= (59,4 х 249 + 1302,1 х 231 + 123,7 х 193,5 + 955,4 х 117 + 1944,8 х
145,5 + + 764,5 х 213 + 772,4 х 168 + 110 х 99 + 559 х 108 + 2099,3 х 49,5
+ 579,5 х 46,5 + + 1661,7 х 34,5 + 26,2 х 87 + 152 х 16,5) / 11110 = 1291004,1
/ 11110 = 116,2 м
56