2 Выбор источника питания и величины применяемых напряжений

2.1 Выбор напряжения питающей и распределительной сети

Выбор величин напряжений производится в соответствии с рекомендациями Правил устройства электроустановок, а также исходя из номинальных напряжений основного оборудования расчетной мощности предприятия.

Присоединение завода к энергосистеме возможно осуществить от подстанции находящейся на небольшом удалении (1,8 км), на ней имеется возможность подключения к шинам 110 кВ от ВЛ с проводником АС-70 (согласно заданию на проект). Рассматриваемое предприятие имеет большую мощность, поэтому для его электроснабжения наиболее целесообразно применить напряжение 110 кВ. Высокое номинальное напряжение и отсутствие промежуточных трансформаций значительно сокращают потери электроэнергии в системе электроснабжения.

Для питающих и распределительных сетей рационально использовать напряжение 10 кВ являющееся более экономичным по сравнению с напряжением 6 кВ. Напряжение 6 кВ допускается применять только в тех случаях, если на предприятии преобладают электроприемники с номинальным напряжением 6 кВ. Напряжение распределительных линий для проектируемого предприятия принимаем 10 кВ

2.2 Выбор напряжения для силовой и осветительной сети

Основными электроприемниками завода являются электродвигатели переменного тока небольшой мощности, поэтому важное значение для них имеет правильный выбор питающего напряжения.

Для проектируемого завода используется напряжение 380/220 В с промышленной частотой 50 Гц и глухозаземленной нейтралью источника, так как указанный уровень напряжения удовлетворяет основным условиям питания потребителей завода, а именно:

1. приемлемый уровень потерь электроэнергии и расхода цветного металла;

2. возможности совместного питания от общих трансформаторов силовых и осветительных электроприемников;

3. сравнительно небольшая мощность электроприемников цеха;

4. сосредоточение электроприемников на небольшой площади;

5. относительно низкое напряжение между землей и фазой;

6. небольшая плотность нагрузок и маломощные цеховые трансформаторы.

3 Определение электрических нагрузок завода

Знание электрических нагрузок необходимо для выбора и проверки проводников (шин, кабелей и других) и трансформаторов по пропускной способности, а также для определения потерь электрической энергии и отклонений напряжения, выбора устройств защиты и компенсирующих устройств. Правильное определение ожидаемых электрических нагрузок при проектировании является основой для рационального решения всего сложного комплекса вопросов электроснабжения современного промышленного предприятия. При проектировании системы электроснабжения необходимо также учитывать перспективы развития производства.

Будем использовать различные методы расчета электрических нагрузок:

1) Метод коэффициента спроса – по известной величине номинальной мощности и табличными данными К_С, приводимые в справочной литературе [11]:

(3.1)

(3.2)

где Р_НЦ – номинальная установленная мощность цеха, кВт; К_С – коэффициент спроса.

Например, произведем расчет силовой нагрузки цеха полимеризации: Р_нц=320 кВт; К_с=0,55; tgφ=0,88:

,

.

2) Метод удельных плотностей нагрузок – по справочным данным [11] определяется удельная мощность осветительной нагрузки, определяется площадь здания, цеха:

(3.3)

(3.4)

где γ_ОСВ – удельная нагрузка площади цеха, кВт/м²; F – площадь цеха, м².

Например, рассчитаем осветительную нагрузку цеха полимеризации: γ_ОСВ =0,016 кВт/м²; F=2880 м²; tgφ=0,33:

,

.

Расчет остальных цехов производится аналогично. Результаты сведены в таблицу А.1 приложения А.

Так как трансформаторы цеховых подстанций и высоковольтная сеть не рассчитаны, то приближенно потери активной и реактивной мощности в них можно определить из выражений:

, (3.5)

, (3.6)

(3.7)

где ∆Р_Т, ∆Q_T, ∆Р_Л – потери активной и реактивной мощности в цеховых подстанциях и линиях электропередачи, кВт и кВар соответственно; S_Р^НН – расчетная мощность предприятия на шинах напряжением до 1 кВ за максимально загруженную смену.

,

,

.

Суммарные расчетная активная и реактивная мощности (Р_Р∑, Q_Р∑), отнесенные к шинам 6-10 кВ ГПП, определяется из выражений:

(3.8)

(3.9)

где К_Р.М. – коэффициент разновременности максимумов нагрузки отдельных групп электроприемников, принимаемый в пределах 0,9-0,95.

,

.

Потери мощности в трансформаторах ГПП определяются:

(3.10)

, (3.11)

где - полная расчетная мощность предприятия.

,

.

Полная расчетная мощность предприятия со стороны высшего напряжения трансформаторов ГПП определяется:

, (3.12)

где Q_КУ – мощность компенсирующих устройств, кВар:

(3.13)

где Q_C – наибольшее значение реактивной мощности, передаваемой из сети энергосистемы в сеть предприятия в режиме наибольших активных нагрузок энергосистемы, кВар:

, (3.23)

где tgφ = 0,484 – согласно заданию на дипломный проект.

,

.

Согласно проведенным расчетам полная мощность главной понизительной подстанции составляет 8187,2 кВА.