Электротехнический расчет завода металлоконструкций и деталей (стр. 4 из 19)

Одной из самых актуальных тем в вопросе электроснабжения промышленных предприятий является выбор рационального напряжения внешнего электроснабжения предприятия, напряжении внутреннего распределения энергии, и напряжения цеховой сети. Напряжениями определяются параметры линий электропередачи и выбираемого оборудования подстанций и сетей, и как следствие, определяются размеры инвестиций, потери электроэнергии, эксплуатационные расходы и расход цветного проводникового материала.

Выбор оптимального напряжения осуществляется путем технико-экономического сравнения двух вариантов.

1.4.1 Выбор напряжения системы внешнего электроснабжения

Напряжение питающих и распределительных сетей зависит от суммарной мощности потребляемой предприятием, его удаленности от источника питания, количества электроприемников и их единичной мощности.

Выбор напряжения внешнего электроснабжения осуществляется в зависимости от мощности передаваемой предприятию системой. При возможности получения питания на различных уровнях напряжения, необходимо провести техническо-экономическое сравнение вариантов.

Приближенная величина напряжения связи с системой определяется по формуле Стилла:

где

- расстояние от предприятия до источника питания, ;

- расчетная мощность, передаваемая по одной цепи, .

Осуществляется технико-экономическое сравнение двух вариантов системы внешнего электроснабжения:

вариант Ι – питание предприятия осуществляется двухцепной воздушной линией напряжением 35 кВ;

Вариант ΙΙ – питание осуществляется двумя кабельными линиями напряжением 10 кВ.

Методика и расчет приведены в разделе 4. Результаты расчета приведены в табл. 4.1.

Ввиду незначительных преимуществ варианта предусматривающего связь предприятия с энергосистемой на напряжении 35 кВ с технической точки зрения и значительных расчетных годовых затрат по сравнению с вариантом связи предприятия с системой на напряжении 10 кВ принимается вариант ΙΙ.

1.4.2 Выбор напряжения внутризаводской и внутрицеховой сети

Для внутризаводской сети предусматривается напряжение 10 кВ. Для внутрицеховой сети принимается напряжение 0,4 кВ, так как на данном предприятии нет высоковольтной нагрузки. На цеховых трансформаторных подстанциях устанавливаются трансформаторы классов напряжения 10/0,4 кВ. Кабельные линии на стороне 10 кВ, питающие цеховые трансформаторные подстанции прокладываются в траншеях.

Номинальная мощность цеховых трансформаторов выбирается исходя из рациональной нагрузки трансформаторов, а так же по условия резервирования в аварийном режиме. Число типоразмеров трансформаторов не должно превышать трех.

Номинальная мощность трансформаторов выбирается по условию:

где

- расчетная мощность цеха питаемого трансформаторной подстанцией;

- число трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций;

- коэффициент загрузки трансформаторов.

Анализ расчетных нагрузок всех цехов позволяет использовать трансформаторы двух типоразмеров, 400 и 630 кВ·А. При этом цеха некоторые цеха получают питание от трансформаторных подстанций соседних цехов.

Например, при нормативном коэффициенте загрузки

для нагрузок ΙΙ и ΙΙΙ категории, для питания группы цехов №2, 3, 10 принимается двухтрансформаторная подстанция.

Суммарная расчетная активная мощность:

Номинальная мощность трансформаторов:

Полученное значение округляется до ближайшего большего стандартного значения. Таким образом принимается к установке два трансформатора ТМЗ-400 кВ·А.

Фактический коэффициент загрузки составляет:

При выходе из строя одного из трансформаторов, оставшийся в работе будет иметь коэффициент загрузки равный:

Следовательно при выходе из строя одного трансформатора, оставшийся в работе не сможет полностью обеспечить питание электроприемников. Таким образом при аварии необходимо отключать часть неответственных электроприемников.

Мощность отключаемая при аварии:

Таблица 1.10. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов

№ТП	Тип и число трансформаторов	Группа нагрузок	Категория нагрузки	Расчетная мощность, кВ·А				Отключаемая мощность при аварии, кВ·А
ТП1	2 х ТМЗ-400	2, 3, 10	ΙΙ – ΙΙΙ	624	0,8	0,78	1,4	64
ТП2	2 х ТМЗ-630	1,5,6,7, 8,9,4,21	Ι – ΙΙ – ΙΙΙ	935,2	0,8	0,74	1,4	53,2
ТП3	1 х ТМЗ-400	13, 14, 17, 20	ΙΙ – ΙΙΙ	367,6	0,95	0,92	-	367,6
ТП4	2 х ТМЗ-630	15, 16, 22, 24, 29	ΙΙ – ΙΙΙ	982	0,8	0,78	1,4	100
ТП5	1 х ТМЗ-400	11, 12, 19, 25, 26, 27, 28	ΙΙ – ΙΙΙ	320	0,8	0,8	-	320

Трансформаторные подстанции максимально, насколько позволяют производственные условия, приближаются к центру энергетических нагрузок, что позволяет построить экономичную и надежную систему электроснабжения, так как сокращается протяженность сетей вторичного напряжения, уменьшаются потери энергии и отклонение напряжения, уменьшается зона аварий, облегчается и удешевляется развитие электроснабжения так как подстанции строятся очередями, по мере расширения производства.

Трансформаторные подстанции 10/0,4 кВ в целях наибольшего приближения к электроприемникам принимаются внутрицеховыми, что допускается размерами зданий и условиями среды в них. Внутрицеховые подстанции располагаются в соответствии с расстановкой оборудования и учетом расположения источника питания, а также с учетом картограммы нагрузок.

1.5 Разработка схем внутреннего электроснабжения

С целью создания рациональной схемы распределения электроэнергии требуется всесторонний учет многих факторов, таких как конструктивное исполнение сетевых узлов схемы, способ канализации электроэнергии, токи короткого замыкания при разных вариантах и др.В общем случае схемы внутризаводского распределения электроэнергии имеют ступенчатое построение. Считается целесообразным применение схем с числом присоединений более двух – трех, так как в этом случае усложняется коммутация и защита сети.

Схема распределения электроэнергии должна быть связана с технологической схемой объекта. Питание приемников электроэнергии разных параллельных технологических потоков должно осуществляться от разных источников: подстанций, РП, разных секций шин одной подстанции.

При построении общей схемы внутризаводского электроснабжения необходимо принимать варианты, обеспечивающие рациональное использование ячеек распределительных устройств, минимальную длину распределительной сети, максимум экономии коммутационно-защитной аппаратуры.

Внутризаводское распределение электроэнергии выполняют по магистральной радиальной или смешанной схеме. Выбор схемы определяется категорией надежности потребителей электроэнергии, их территориальным размещением, особенностями режимов работы.