книги / Основы расчета и проектирования электроснабжения предприятий
..pdf1=1H
Рис. 1.1. Типовая схема ГПП современного
промышленного предприятия
1.3. П р а кти ч е с ко е за д а н и е
Цель задания — изучение принципов построения схем электроснабжения современных предприятий, тех нических характеристик и параметров основных элемен тов распредустройств и схем электроснабжения.
Порядок выполнения задания:
1.Ознакомиться с одной из реальных схем электро снабжения современного мощного горного предприятия, предложенной преподавателем.
2.Изучить схему электроснабжения, подразделяя
еена три основных звена:
а) распредустройство ГПП высшего напряжения; б) распредустройство ГПП низшего напряжения; в) распределительные пункты, трансформаторные
подстанции и распределительные сети до секций шин центральной подземной подстанции (ЦПП).
3. В рабочую тетрадь зарисовать часть (фрагмент) схемы электроснабжения согласно индивидуальному вари анту. Схема должна содержать распредустройство высше го напряжения и секции шин ГПП, кабельные ЛЭП, все промежуточные секции шин РП или ТП до секций шин ЦПП. В схеме указать все содержащиеся элементы, ап параты, их условные, буквенные и цифровые обозначения.
4.Оформить отчет о работе, который должен содержать:
1)цель задания;
2)часть схемы электроснабжения предприятия, вычерченную в соответствии с ЕСКД и ГОСТ;
3) краткое (реферативное) описание назначения и технических характеристик основных элементов схемы:
разъединителей, отделителей, короткозамыкателей, выклю чателей, разрядников, силовых трансформаторов, транс форматоров тока, трансформаторов напряжения, реакто ров, кабелей;
4) выводы по работе, а также список испол
ванной литературы.
Отчет о выполнении задания представляется каж дым студентом индивидуально или составляется один от чет на бригаду из 2-3 студентов.
2.ПОКАЗАТЕЛИ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ
ИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ ПРЕДПРИЯТИЙ
2.1.О бщ ие с в еден и я о реж им ах
ИПОКАЗАТЕЛЯХ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ
Электропотребление промышленных предприятий ха рактеризуют следующие основные показатели, определяю щие взаимоотношения предприятия с энергоснабжающей организацией (энергосистемой) [7]:
а) количество активной электроэнергии, потребляемой за расчетный период;
б) максимальное значение средней активной мощности предприятия за получасовой интервал времени, регистрируе мое в часы максимальной нагрузки энергосистемы (получа совой максимум активной нагрузки);
в) максимальное значение средней реактивной мощ ности за получасовой интервал в часы максимальной на грузки энергосистемы (получасовой максимум реактивной нагрузки);
г) среднее значение реактивной мощности предпри ятия за время минимальной нагрузки энергосистемы;
д) показатели качества электроэнергии на границе раз дела балансовой принадлежности электрических сетей, нор мируемые ГОСТом.
Взаимоотношения предприятий с энергосистемой ос новываются на ряде директивных, нормативных и инст руктивных документов, к которым, в первую очередь, отно сятся «Правила пользования электрической и тепловой энер гией».
Для обеспечения наиболее рационального электропо требления на каждом предприятии необходимо осуществ лять комплекс мероприятий по организации, планированию и регулированию электропотребления. Эти мероприятия должны быть направлены на рациональное сочетание тех нологического процесса предприятия с режимом электро потребления. Необходимо стремиться к оптимальному ре жиму электропотребления (по совокупности всех показа телей) при одновременном соблюдении условий, обеспе чивающих выпуск предприятием продукции заданного ко личества и качества.
Основной характеристикой процесса изменения по-
dW(t)
тока электроэнергии W(t) является его скорость —
Поэтому за основу анализа режима электропотребления предприятий принимаются функции-графики процесса из менения во времени активной и реактивной мощности:
wdt
Сучетом потерь мощности AP(t) и AQ(t), возникаю щих при передаче и преобразовании электроэнергии, зави симости (2.1) и (2.2), по существу, представляют собой гра фики нагрузки соответственно по активной и реактивной мощности.
Непрерывные графики P(t) можно получить с помо щью осциллографов или других регистрирующих прибо ров. Однако такие графики применяют редко, в основном, для исследовательских задач, для контрольных или прове рочных целей на интервалах нагрузок небольшой продол жительности.
Винженерных расчетах при анализе режимов элек тропотребления и разработке проектов электроснабжения используют, как правило, графики нагрузки, полученные
дискретным осреднением непрерывного графика P(t) на
л |
Т |
последовательных интервалах времени At =— , т.е. сту- |
|
пенчатые функции вида |
М |
|
|
^ д ,(0 = — \p{t)dt;{k-\)bt<tk <k&t, |
(2.3) |
h |
|
где к=1,2, ...,М ; М — число интервалов осреднения;
Т — продолжительность интервала реализации гра фика.
Сведения о наиболее часто встречающихся графиках нагрузки приведены в табл. 2.1.
Ступенчатые графики PAt(t) могут быть получены с помощью приборов с интегрирующим выходным зве ном, используемых, например, в системе ИИСЭ-1-48, либо по показаниям приборов, регистрируемым через промежут ки времени АЛ Часто такие графики строят с использовани ем показаний счетчиков расхода электроэнергии на основе вычислений по формуле
|
|
дt ’ |
(2.4) |
|
|
|
|
где |
Wabi— количество электроэнергии, потребляемой за |
||
|
время А/. |
|
|
|
|
|
Таблица 2.1 |
Наименование графика |
Продолжительность |
||
по продолжительности |
реализации Т |
интервала осреднения |
|
Получасовой |
30 мин |
1-5 мин |
|
Часовой |
60 мин |
5-10 мин |
|
Сменный |
6-8 ч |
10-30 мин |
|
Суточный |
24 ч |
30-60 мин |
|
Месячный |
30 суток |
24 ч |
|
Годовой |
365 суток |
I месяц |
Графики нагрузок подразделяются на индивидуаль ные и групповые. Индивидуальные графики используются для анализа режимов работы отдельных крупных электропри емников.
Для анализа режимов электропотребления предпри ятий и для решения задач проектирования промышленных систем электроснабжения используются, как правило, группо вые графики электрических нагрузок.
По своему виду графики нагрузок весьма многообраз ны. Вид графика зависит, прежде всего, от режима работы электроприемников и их мощности, количества алектропри-
16
емников в группе и от ряда других факторов. Применительно к групповым графикам промышленных предприятий деталь ный учет всех особенностей графиков нагрузки не требуется.
Анализ графиков нагрузки основывается на использо вании ряда показателей (расчетных коэффициентов). Све дения об этом достаточно подробно изложены в [1, 4]. К числу основных показателей графиков нагрузки относятся:
-коэффициент использования;
-коэффициент включения;
-коэффициент загрузки;
-коэффициент формы;
-коэффициент заполнения графика нагрузки;
-коэффициент максимума;
-коэффициент разновременности максимумов нагрузок;
-коэффициент спроса;
-время использования максимальной нагрузки.
Врасчетах электрических нагрузок и при анализе ре жимов электропотребления, кроме перечисленных показа телей графиков нагрузок, используется также ряд расчетных величин нагрузок [1,4]: номинальная (установленная) мощ ность; средняя нагрузка; среднеквадратичная нагрузка; по лучасовой максимум нагрузки; пиковые нагрузки; диспер сия и среднеквадратичное отклонение нагрузки.
Особое значение имеет расчетная величина, которая получила название максимум нагрузки PQ=PM• Под этой величиной понимают наибольшее из средних значений на грузки на некотором интервале осреднения продолжитель ностью /=0. В общем случае эта максимальная нагрузка определяется по выражению
т.е. как величина, полученная непрерывным осреднением графика P(t) на интервале 0 при продолжительности графика Т.
Ддя ступенчатых графиков с длительностью ступе-
Т
ней àt = — при осреднении на интервале Q=kAt расчетный
М
максимум нагрузки РеМ будет иметь вид ступенчатой функции, у которой число ступеней дискретных значений будет N=M-K. Если же принять 0=Дt, то осреднению соот ветствует определение средней нагрузки на одном интер вале графика нагрузки.
В практических расчетах, если известно максималь ное значение потребленной за время 0 электроэнергии WÜQ, величина Ре находится, по простой формуле
W
Л — f - |
(2-6) |
Продолжительность интервала осреднения 0 может приниматься, например, равной 10 мин, 30 мин, 1 ч. Соот ветственно максимум средней нагрузки Ре будет называть ся десятиминутным, получасовым или часовым максиму мом нагрузки.
Чаще всего в расчетах электрических нагрузок и при анализе электропотребления промышленных предприятий используется получасовой максимум нагрузки.
2 .2. О с н о в н ы е ра с ч етн ы е в е л и ч и н ы
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1. Расчетная номинальная мощность является и ходной базовой величиной для расчета нагрузок. Суммар ная номинальная мощность приемников дает первую, са мую грубую оценку верхнего предела расчетной нагрузки. Номинальная мощность приемника обозначается в паспор те. Расчетная номинальная мощность определяется путем приведения к длительному режиму работы:
а) для приемников, паспортная мощность которых
(рц) выражена в кВт |
|
|
|
|
A,™ = A , - Æ B , |
?„ом =9„ VnB ; |
(2.7) |
|
б) для приемников, паспортная мощность которых |
||
(SJ выражена в кВА, |
|
|
|
|
Ршм =5,nVnB-cos<p„, |
= S„л/ПВ ■sincpn, |
(2.8) |
где |
ПВ = ----- ----------относительная продолжитель |
|
|
|
^р ^паузы |
|
|
ность включения.
Групповая активная (реактивная) расчетная номи нальная мощность определяется как сумма номинальных мощностей приемников группы без учета резервных:
|
|
п |
|
п |
(2.9) |
|
|
Р «ом Е Р ном, |
5 ^НОМ ^ |
J ?1 HOM.I |
|
|
|
I |
|
1 |
|
где |
п — число приемников группы. |
|
|||
|
2. |
Средняя |
нагрузка |
дает возможность |
оценить |
нижний предел возможных значений расчетной нагрузки. В общем виде средняя нагрузка за любой интервал
времени определяется по выражениям:
P c= ^)p (0 -d t, |
qc =L )q (t)-d f, |
|
||
для группы приемников |
|
|
|
|
Л = ~ |
или |
II | ~ |
М а |
-Г*- VJ |
0 |
|
^ |
~ |
|
|
|
|
|
(2.10)
(2.11)
1 т |
или |
(2.12) |
Qc=— jQ (0-dt |
||
■* 0 |
T 1 |
|
В условиях эксплуатации средние нагрузки |
обычно |
рассматриваются за определенный интервал (цикл) и опре деляются по показаниям счетчиков расхода электроэнер гии по формулам:
W |
W |
(2.13) |
Л — |
б с = ^ - |
Средние нагрузки за характерные интервалы времени обозначаются специальными индексами. Например, Рт (Q™)
— средняя нагрузка за максимально загруженную смену.
Л |
W |
0 * , |
W |
|
(2.14) |
. |
= ^ ; |
|
|||
|
*см |
|
1см |
|
|
Тсы— продолжительность смены, ч. |
|
|
|||
3. Среднеквадратичная |
(эффективная) |
нагрузка |
|||
за любой интервал времени в |
общем виде |
определяется |
|||
по выражениям: |
|
|
|
|
|
Л к ~ J j, \p 2(t)'dt |
или Л * |
^ |
; |
(2.15) |
|
вск = J, lQ2(0 • àt |
или {?« - |
’ |
(2.16) |
1