Расчёт электроснабжения предприятия по производству цемента

       Главную понизительную и цеховые подстанции следует располагать как можно  ближе к центру нагрузок, так как  это позволяет приблизить высокое  напряжение к центру потребления  электрической энергии и значительно  сократить протяженность как  распределительных сетей высокого напряжения завода, так и цеховых  электрических сетей низкого  напряжения, уменьшить расход проводникового материала и снизить потери электрической  энергии.

       Площадь круга в определенном масштабе равна  расчетной нагрузке соответствующего цеха Р_i :

       Р_i = π ∙ r_i² ∙ m                              (2.1)

       Из  этого выражения радиус окружности:  

       r_i =   ,                             (2.2)

       где  Р_i – мощность  i-го цеха; m – масштаб для определения площади круга (постоянный для всех цехов предприятия). 

       Силовые нагрузки до и выше 1000В изображаются отдельными кругами. Считаем, что нагрузка по цеху распределена равномерно, поэтому центр нагрузок совпадает с центром тяжести фигуры, изображающей цех в плане.

       Осветительная нагрузка наносится в виде сектора  круга, изображающего нагрузку до 1000 В. Угол сектора (α) определяется:

                                                                (2.3)

       Для определения места ГПП или  ГРП находится центр электрических  нагрузок отдельно для активной (таблица 2-1) и реактивной (таблица 2-2) нагрузок, так как питание активных и реактивных нагрузок производится от разных установок (генераторы и компенсирующие устройства) [ 3].

       На  генплан завода произвольно наносятся оси координат (рисунок 2-1). Находим координаты  центра электрических нагрузок каждого цеха.

       Пример: Сырьевой цех

       х=22 м,  у=146 м

       Координаты  центра электрических нагрузок завода определяются по формулам:

        ;                                     (2.4)

       

. 

        ;                                                     (2.5)       

                                          ,  

       где  Х_оа, Y_оа(X_ор,Y_ор) - координаты центра активных (реактивных) нагрузок завода;

       X_i,Y_i- координаты центра нагрузок i-го цеха;

       _Ppi(_Qpi) - расчётная активная (реактивная) нагрузка i-го цеха.

       В нашем случае:

         м ;       м;

         м;        м.

       Принимаем для построения картограммы нагрузок масштаб:    m=3кВт/мм2.

Таблица 2.1- Определение ЦЭН активной мощности

 
 
 
 

Таблица 2.2 - Определение ЦЭН реактивной мощности

 
 

3. Выбор числа и мощности трансформаторов для               системы внешнего электроснабжения

       Число трансформаторов определяется исходя из условия надёжности электроснабжения. Расчёты показали, что установка на подстанции двух трансформаторов обеспечивают достаточную надёжность электроснабжения.

       При питании потребителей первой категории  от одной подстанции необходимо иметь по одному трансформатору на каждую секцию шин.

       Мощность  трансформатора выбирается так, чтобы при отключении одного трансформатора, второй обеспечивал потребителей с учётом своей перегрузочной способности.

       Ввод  резервного питания осуществляется автоматически – через автоматический ввод резерва - АВР.

       Для потребителей второй категории необходимо иметь два трансформатора или один трансформатор и складской резерв. Ввод резерва происходит автоматически.

       Для третьей категории потребителей допустимо применять один трансформатор.

       Мощность  трансформатора  должна обеспечивать в нормальных условиях питание всех электроприёмников.

       Начальная мощность трансформатора – это мощность, на которую он может быть нагружен непрерывно, в течение всего срока эксплуатации при нормальных условиях окружающей среды. В местностях, где среднегодовая температура отклоняется от плюс пяти градусов ( t° ≠ 5°C ), мощность номинальная трансформатора может быть рассчитана по следующей формуле

                                             (3.1)

       Мощность  трансформатора выбирают с учётом его  перегрузочной способности.

       Различают:

       Аварийную и систематические перегрузки.

       В нормальном режиме работы каждый трансформатор  работает на свою секцию шин (параллельно) , секционный выключатель отключен.

       Аварийная перегрузка допускает, что трансформатор  можно перегрузить втечение пяти суток на 40%, когда его загрузка до аварии не превышала коэффициент 0,93 от его паспортной мощности.

                                                  

       По  продолжительности перегрузка не должна превышать шесть часов каждые сутки.

       Систематическая перегрузка – допускает перегружать  трансформатор на дополнительную мощность

        ,                                        (3.2)

       откуда                                      ,                                                 (3.3)

       где  - допустимая дополнительная нагрузка в часы пик засчёт неполного использования трансформатора в другие часы;

        - коэффициент заполнения  графика нагрузки, зависит от графика нагрузки трансформатора, то есть от его потребителей;

        - отношение полных  мощностей определяем  по графику.

       Трансформатор может быть перегружен зимой засчёт недогрузки летом.Допускается перегрузка зимой на 1% на каждый процент недогрузки летом, но не более 15%.

       Для того чтобы выбрать мощность трансформатора, необходимо расчитать его коэффициент загрузки. Коэффициент заполнения графика нагрузки ограничимся расчётом в нормальном и аварийном режимах.

         ,                                                    (3.4)

       где  - мощность нагрузки подстанции;

        – количество трансформаторов на подстанции;

       – паспортная мощность трансформатора;

         - принимаем в расчёте .

       Расчитываем аврийный коэффициент загрузки:

         ≤ 1,4                                                (3.5)

       То  есть перегрузка не более сорока процентов.

       Если  больше 1.4, то отключаем третью группу потребителей, если не подходит – берём мощнее транформатор,= (1;1,4).

     Намечаем  к установке два трансформатора с номинальной мощностью (S_нт) 10000 кВА каждый. Загрузка трансформатора в нормальном режиме: 

         = = 0,68

   При отключении одного из трансформаторов 10000 кВ×А оставшийся в работе трансформатор с учётом допустимой сорока процентной аварийной перегрузки сможет пропустить: