Розрахунку і вибору окремих елементів електричного обладнання системи електропостачання проект (стр. 5 из 10)
(2.29)
де
(2.30)
згідно підсумкових даних [табл.2.1 і табл.2.2]
Тс – річний час числа годинника використовування силового навантаження [1, с.69, табл.2.20].
Визначаємо річну витрату активної енергії на освітлення
(2.31)
згідно [1, с.69, табл.2.20].
Визначаємо річну витрату активної енергії на втрати в трансформаторі
(2.32)
Визначаємо річну витрату активної енергії на втрати в лінії електромережі
(2.33)
Визначаємо повну річну витрату активної енергії у всіх проектованій системі електропостачання
(2.34)
Визначаємо річну витрату реактивної енергії на силове навантаження
(2.35)
де
(2.36)
На підставі підсумкових даних табл.2.1 і табл.2.2
Визначаємо річну витрату реактивної енергії на втрати в трансформаторі
(2.37)
Визначаємо повну річну витрату реактивної енергії у всій системі електропостачання
(2.38)
Визначаємо средневзважене значення коефіцієнта потужності всієї системи електропостачання
(2.39)
Висновок: знайдене значення cosφср.взв. є підставою для грошових розрахунків з енергозабезпечуючою організацією за спожиту реактивну потужність. Оскільки знайдене значення значно менше нормативного 0,95 необхідне рішення питання про компенсацію реактивної потужності в проектуванні системи електропостачання.
2.3 Компенсація реактивної потужності
У даний час електричні мережі у великій мірі завантажені паразитними реактивними струмами, які збільшуючи загальний струм в мережі не проводять корисної роботи, але втрати в мережі зростають. Відхилення корисного (активного) струму до повного струму мережі називають коефіцієнтом потужності cosφ. Збільшуючи значення cosφ і наближаючи його до одиниці добиваються збільшення корисного навантаження мережі цей процес називається компенсацією.
На практиці розрізняють наступні види cosφ:
- нормативний cosφ. Його значення встановлюється енергозабезпечуючою організацією. Якщо це значення менше нормативного то вартість електроенергії збільшується, а якщо більше – зменшується;
- поточний або миттєвий cosφ. Значення cosφ в кожний момент часу визначене за свідченнями приладів. Цей cosφ практичного значення не має тільки чисто пізнавальне;
- середневзважений cosφ (cosφср.взв.) значення коефіцієнта потужності за певний проміжок часу, частіше всього за рік, визначений по значенню лічильників активної і реактивної енергії. Цей cosφ є основним для розрахунків з енергозабезпечуючою організацією.
Нормативне значення cosφ встановлене для підприємств міста Нікополь 0,95. Оскільки середневзважене значення cosφ визначене п.2.2 значно нижче за нормативний, необхідне проведення заходів для підвищення коефіцієнта потужності. Розглядаються два основні методи компенсації реактивної потужності.
Природна компенсація – під такою компенсацією розуміють проведення організаційно технічних заходів непов'язаних з установкою яких небудь пристроїв ведучих до підвищення cosφ. З таких заходів на виробничому об'єкті можливо виконати:
- замінити мало завантажені електродвигуни меншої потужності при проведенні капремонтів або при заміні устаткування;
- встановити обмежувачі холостого ходу двигунів де це можливо за умов технології;
- перемкнути обмотки статорів асинхронних двигунів з трикутника на зірку, якщо їх завантаження не перевищує 40%;
- на цеховій підстанції в незавантажені зміни, вихідні і святкові дні проводити перемикання всього навантаження на один трансформатор;
Як показує практика за рахунок природної компенсації вдається підвищити cosφ в межах до 10%.
Оскільки средневзважений cosφ розрахований в п.2.2 значно відрізняється від нормативного cosφн = 0,95 природна компенсація не дозволяє досягти рівня нормативного значення проводиться розрахунок і вибір компенсуючого пристрою, такими пристроями є синхронні компенсатори і батареї статичних конденсаторів (БК). Синхронні компенсатори випускаються тільки великих потужностей і встановлюють на крупних підстанціях, тому в даному проекті приймається установка БК.
Визначається потужність компенсуючого пристрою
(2.40)
де α=0,9 – коефіцієнт враховує проведення заходів щодо природної компенсації;
Рср.год. – сумарна середня потужність електроприймачів першої і другої груп з урахуванням освітлення;
(2.41)
tgφ1 – tg кута φ відповідний средневзваженому значенню коефіцієнта потужності (див. п.2.2);
tgφ2 – tg кута φ відповідний нормативному значенню коефіцієнта потужності 0,95
На підставі [2, т.2, с.230] вибирається конденсаторна батарея згідно умови:
Визначається число батарей конденсаторів
(2.42)
Висновок: компенсація реактивної потужності проводиться за рахунок природної компенсації і установки БК мають дані:
тип – КС2-0.38-50-3У3;
напруга – 0,38;
Потужність – 50;
Місткість – 1104;
Кількість – 5.
Місцем установки БК є приміщення трансформаторної підстанції з підключенням конденсатора, див. рис. 2.1.
Рис.2.1 – З'єднання конденсаторів з шинами на напругу 0,4кВ
2.4 Вибір і розрахунок цехової трансформаторної підстанції (ТП)
Основними задачами рішення цього питання є знаходження місця розташування цеховий ТП, розрахунок і вибір типа і потужності силових трансформаторів, обгрунтовування вибору числа трансформаторів на ТП, вибір виду і основного електроустаткування комплектної ТП (КТП) на підставі каталогів заводів виробників КТП.
ТП прагнуть розташовувати в місці яке забезпечувало б мінімальну витрату кольорового металу на споруду електромережі. Таким місцем є центр електричних навантажень (ЦЕН) який знаходиться графоаналітичним методом.
Визначення ЦЕН. Для знаходження місця розташування ЦЕНа необхідна побудова генерального плану проектованого об'єкту з нанесенням всіх електричних навантажень. Підстава – рис.1.2. На генплані наносяться електричні навантаження у вигляді кіл діаметром 5мм з позначенням в чисельнику – порядковий номер навантаження згідно табл.1.1, в круглих дужках – число цих навантажень, в знаменнику – номінальна потужність в кВт. Центр кола розміщують по центру встановленого устаткування. Визначається масштаб потужності кожного навантаження
(2.43)
де Рmax – найбільше по потужності навантаження [табл.1.1].
Визначаємо радіуси кіл зображають величину електричного навантаження на генплані проектованого об'єкту
(2.44)
Данні розрахунку радіусів навантажень заносимо в табл.2.3
Табл.2.3 – Радіуси кіл електрона вантажень
| № наван. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 14 | 15 |
| R см | 1,7 | 1,82 | 1,43 | 3,44 | 1,97 | 1,73 | 2,25 | 2,05 | 0,98 | 1,3 | 2,58 | 0,54 | 1,08 |
Вирахуваними радіусами проводяться кола на генплані які зображають величину навантаження. Довільно проводять осі координат які масштабуються в довільному порядку.
Визначаються координати «Х» і «Y» кожного навантаження які наносяться на рис.2.2.