2. Внутризаводское электроснабжение промышленных предприятий.

Основными источниками электроснабжения промышленных предприятий являются энергосистемы. Для повышения эффективности системы электроснабжения необходимо стремиться к сокращению числа ступеней трансформации, повышению напряжения питающей сети.

Выбор напряжения питающей сети проводят на основании технико-экономического сравнения вариантов в следующих случаях:

- при наличии возможности получения электроэнергии от источника питания на двух и более напряжениях;

- если предприятие с большой потребляемой мощностью нуждается в сооружении или значительном расширении районных подстанций, электростанций либо сооружении собственной электростанции;

- при наличии связи электростанций предприятий с районными сетями.

На первых ступенях распределения электроэнергии для питания больших предприятий применяют напряжение 110, 220 и 330 кВ.

Напряжение 35 кВ используют для частичного внутризаводского распределения электроэнергии:

- при наличии крупных электроприемников на напряжение 35 кВ;

- наличии удаленных нагрузок и других условий, требующих для питания потребителей повышенного напряжения;

- применение схемы глубокого ввода для питания группы подстанций на напряжение 35/0,4 кВ.

Напряжение 10 кВ применяют для внутризаводского распределения электроэнергии:

- на крупных предприятиях с наличием двигателей, допускающих непосредственное присоединение к сети напряжением 10 кВ;

- на предприятиях небольшой и средней мощности;

- при наличии заводской электростанции с напряжением генераторов 10 кВ.

Напряжение 6 кВ применяют:

- при наличии на предприятии значительного числа электроприемников на это напряжение;

- при наличии заводской электростанции на напряжение 6 кВ;

- если выбор напряжения 6 кВ определяется условиями поставки электрооборудования, технико-экономическими расчетами или другими особыми соображениями.

В зависимости от потребляемой предприятием мощности и категории надежности потребителей, расстояние до энергосистемы и от наличия собственной ТЭЦ электроснабжение может осуществляться:

- одноцепная линия 6(10) кВ или блок линия-трансформатор 35÷220 кВ для нагрузок третьей категории по надежности электроснабжения;

- одноцепная линия 35÷220кВ большой длины в сочетании с местной ТЭЦ для питания нагрузок любой категории;

- двухцепная линия от энергосистемы на общих опорах для питания нагрузок первой категории;

- двухцепная линия от энергосистемы на общих опорах для питания нагрузок первой категории;

- две одноцепные линии при наличии особой группы потребителей.

При построении схемы электроснабжения следует иметь в виду:

- вопросы электроснабжения должны решаться комплексно со строительными и технологическими вопросами;

- источники питания высокого напряжения должны быть максимально приближены к центрам электропотребления;

- необходимо шире внедрять подстанции глубокого ввода (ПГВ);

- шины вторичного напряжения всех понизительных ТП, РУ и РП должны работать раздельно;

- все элементы СЭС должны быть в работе, а не в «холодном резерве», т.к. это способствует снижению потерь.

Для выполнения перечисленных требований необходимо построить картограмму нагрузок и определить центр электрических нагрузок (ЦЭН).

Картограмма нагрузок – это изображение распределения нагрузок по территории предприятия кругами, площади которых в выбранном масштабе «m» равны расчетным нагрузкам цехов.

Расчетная нагрузка i-го цеха: Р_i=πr²m, (2.1)

отсюда радиус i-го цеха

r_i =√ Р_i/πm . (2.2)

Определение ЦЭН сводится к расчету координат «центра тяжести» массо-нагрузок по формулам:

Х= ∑х_is_i/∑s_i . (2.3)

Y= ∑y_isⁱ/∑s_i . (2.4)

где Х_i, Y_i – координаты i-й нагрузки в осях х и у.

ГПП, ПГВ или ЦРП на территории предприятия рационально располагать на прямой соединяющей ЦЭН с источником питания – энергосистемой.

Правильный выбор числа и мощности трансформаторов имеет существенное значение для рационального построения систем электроснабжения. Число трансформаторов, как и число питающих линий, определяют в зависимости от категорий потребителей.

При выборе мощности трансформаторов необходимо исходить из экономической нагрузки, допустимой перегрузки, числа часов использования максимума нагрузки, расчетной нагрузки. Обычно принимают коэффициент загрузки трансформаторов 0,6÷0,7.

При выходе одного трансформатора или линии из строя второй трансформатор не должен быть перегружен более чем на 40% в течение 5 суток при работе в таком режиме по 6 часов каждые сутки. При этом коэффициент заполнения графика должен быть не выше 0,75.

При наличии графика нагрузки мощность трансформатора выбирают по его перегрузочной способности. Для этого по графику нагрузки определяют продолжительность «t» максимума нагрузки и коэффициент заполнения графика.

К_зг=I_ср / I_м, (2.5)

К_зг=S_ср / S_м, (2.6)

где I_ср, I_м – соответственно средний и максимальный токи трансформатора;

S_ср, S_м – средняя и максимальная мощности трансформатора.

По значениям «t» и «К_зг», пользуясь кривыми кратностей допустимых перегрузок силовых трансформаторов с масляным охлаждением определяют коэффициент допустимой перегрузки «К_дп».

Номинальная мощность трансформатора

S_н=S_м / К_дп, (2.7)

По найденному значению S_н принимают ближайшую стандартную мощность трансформатора S_нт.

Варианты схем электроснабжения, подлежащие технико-экономическому сравнению, должны быть приведены к сопоставимому виду.

Критерием экономичности служат приведенные затраты:

З=Е_нК+С, (2.8)

где Е_н – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений, равный 0,12;

К- единовременные капитальные вложения; С-ежегодные текущие затраты при эксплуатации.

Ежегодные текущие затраты складываются из стоимости потерь С_п и стоимости амортизационных отчислений С_а

С=С_п+ С_а, (2.9)

Стоимость потерь электроэнергии С_п при оплате по двухставочному тарифу можно определить по формуле:

С_п = С_оп ΔР_м + С_дп∆Э_г (2.10)

где С_оп– основная плата за 1 кВт максимальной мощности, руб; ΔР_м – максимальные потери активной мощности, кВт; С_дп – дополнительная плата за 1 кВт.ч израсходованной электроэнергии по счетчику, руб; ΔЭ_г- расчетные годовые потери электроэнергии, кВт.ч.

Амортизационные отчисления определяются:

С_а=Р_оК_о/100+Р_тК_т/100+Р_лК_л/100 (2.11)

где Р_о,Р_т,Р_л – амортизационные отчисления, % соответственно на оборудование, трансформаторы, линии;

К_о,К_т,К_л– стоимости соответственно оборудования, трансформаторов, линии, руб.

Двухставочный тариф состоит из годовой платы за 1 кВт заявленной потребителем максимальной мощности, используемой при максимуме нагрузки энергосистемы и платы за 1 кВт.ч, отпущенной потребителю активной электрической электроэнергии.

По двухставочным тарифам осуществляется расчет с предприятиями с присоединенной мощностью 750 кВ.А и выше.