3 (Электроснабжение технологической площадки № 220 Карачаганакского перерабатывающего комплекса)

3 ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

3.1 Определение технических

нагрузок

Результаты расчётов нагрузок являются исходными данными для всего последующего проектирования. Электрические нагрузки определяются для следующих групп электроприёмников: до 1000В (осветительная и силовая) и выше 1000 В.

3.1.1 Приближенное определение

расчётных силовых нагрузок

площадок

Для определения расчётных нагрузок используется метод коэффициента спроса:

(3.1)

где – активная мощность, кВт;

- установленная или номинальная мощность, кВт;

- коэффициент спроса в зависимости от вида производства по площадкам.

, (3.2)

где - реактивная расчётная мощность, квар

- коэффициент мощности.

(3.3)

где - полная расчётная мощность, кВА;

- коэффициент разновременности, = 0,9.

Результаты расчёта сводятся в таблицу 3.1

3.1.2 Приближенное определение

расчётных осветительных

нагрузок.

Осветительная нагрузка площадок рассчитывается методом удельных мощностей:

, (3.4)

где - мощность осветительной нагрузки i-ой

площадки, кВт;

- удельная мощность освещения, кВт/м²;

- площадь i-ой площадки, м²;

- коэффициент спроса, = 0,9.

(3.5)

где - коэффициент спроса, = 0,9

Результаты расчёта сводится в таблицу 3.1

3.1.3 Конденсация реактивной

мощности и мероприятия по

повышению коэффициента

мощности.

Активную мощность электрической сети получают от генераторов электрических станций, которые являются единственным источником активной мощности. В отличие от активной мощности реактивная мощность может генерироваться не только генераторами но и компенсирующими устройствами – конденсаторами, синхронными компенсаторами или статическими источниками реактивной мощности (ИРМ), которые можно установить на подстанциях электрической сети. При номинальной нагрузке генераторы вырабатывают лишь около 60% требуемой реактивной мощности, 20% процентов генерируется в лини электропередач (ЛЭП) с напряжением выше 110 кВ, 20% вырабатывают компенсирующие устройства расположенные на подстанциях или непосредственно у потребителя.

Компенсацией реактивной мощности будем называть её выработку или потребление с помощью компенсирующих устройств.

Компенсация реактивной мощности, как всякое важное техническое мероприятие, может применяться для нескольких различных целей. Во-первых, компенсация реактивной мощности необходима по условию баланса реактивной мощности. Во-вторых, установка компенсирующих устройств (КУ) применяется для снижения потерь электроэнергии в сети. В-третьих, компенсация устройства применяются для регулирования напряжения.

Во всех случаях при применении КУ необходимо учитывать ограничения техническими режимным требованиям:

1. необходимому резерву мощности в узлах нагрузки;

2. располагаемой реактивной мощности на шинах её

источника;

1. отклонение напряжения;

2. пропускной способности электрических сетей.

Для уменьшения перетоков реактивной мощности по линиям и

трансформаторам, ИРМ должны размещаться в близи её

потребления. При этом передающие элементы сети разгружаются по реактивной мощности, чем достигается снижение потерь активной мощности и напряжения.

Производим расчёт мощности:

, (3.6)

где - активные потери мощности, кВт;

=0,01* ; (3.7)

- реактивные потери мощности, квар;

=0,1* ; (3.8)

Должно выполняться условие:

(3.9)

Если это условие не выполняется, то расчёт мощности ведётся по формуле:

, (3.10)

где - установленная мощность компенсирующих

установок, квар.

Подставляем значения в формулы (3.7), (3.8), получаем

Условие (3.7) не выполняется, следовательно расчёт ведётся по формуле (3.8).

Мощность реактивная, которую необходимо скомпенсировать определяется по формуле:

,

где - директивный коэффициент при ;

- расчетный коэффициент при .

По таблице 2.192 [11] выбирается реактивная мощность установок, близкая к . Принимается квар, то есть три высоковольтные конденсаторные установки мощностью по 1350 квар каждая.

Подставляя значение в (3.8), получается:

Проверяется по условию (3.7):

Условие выполняется (3.7), следовательно к установке принимаются выбранные три высоковольтные конденсаторные установки типа УКЛ-6,3-1350 УЗ для внутренней установки, технические параметры которых представлены в таблице 3.2

Таблица 3.2 – Технические параметры конденсаторных установок.

При расчете электрических нагрузок учитываются потери мощности в трансформаторах, которые находятся по формуле:

, (3.11)

где - потери активной мощности, кВт;

; (3.12)

- потери реактивной мощности, квар;

(3.13)

Результаты расчета записываются в таблицу 3.1.

Полная расчётная мощность площадок , кВА определяется по формуле:

(3.14)

где - расчетная нагрузка площадки до 1000 В,

кВА;

- расчетная нагрузка площадки выше

1000 В, кВА;

- расчетная осветительная нагрузка площадки, кВA;

- потери мощности в трансформаторе, кВA.

Результаты расчета записываются в таблицу 3.1.

3.2 Проектирование системы

внешнего электроснабжения

3.2.1 Выбор рационального

напряжения

Номинальное напряжение влияет на техническо-экономические показатели и технические характеристики. При увеличении номинального напряжения уменьшаются потери мощности и энергии, снижаются эксплутационные расходы, увеличиваются предельные мощности, передаваемые по линиям, и увеличиваются капитальные вложения на сооружение сети. Сеть меньшего номинального напряжения требует меньших капитальных затрат, но увеличиваются эксплуатационные расходы за счёт увеличения потерь мощности и энергии. Поэтому целесообразно правильно выбирать номинальное напряжение. Целесообразное номинальное напряжение зависит от многих факторов, таких как: мощность нагрузки, удаленность от источника питания, от расположения потребителей относительно друг друга, от выбранной конфигурации электрической сети и от способов регулирования напряжения.

Рациональное напряжение питающей линии приближенно определяется по номограммам в зависимости от передаваемой мощности и длины питающих линий. Возможны приближенные методы расчета рационального напряжения по следующим формулам:

1. ; (3.12)

1. ; (3.13)

1. ; (3.14)

1. (3.15)

где S – полная расчетная мощность, МВА

P – активная расчетная мощность, МВт

l – длина питающей линии, км

Принимается ближайшее по стандарту напряжение. Кроме того, необходимо учитывать существующее напряжение возможных источников тока.

В распределительных сетях применяются напряжения 6 и 10 кВ в зависимости от напряжения высоковольтных электроприемников.

Напряжение внутрицеховых сетей выбирается по условиям планировки цехового оборудования, технологии и окружающей среды: 690 В, 400 В, 230 В для питания силовых и осветительных приемников.

Принимаются ближайшие по стандарту напряжения: 35 кВ и

110 кВ. Из которых выберется рациональное по затратам.

3.2.2 Выбор числа и мощности

силовых трансформаторов

Если на предприятии есть потребители первой или второй категории питание необходимо осуществить от двух трансформаторов.

Мощность трансформаторов выбирается так, чтобы один трансформатор мог обеспечить работу в аварийном режиме с допустимой длительной перегрузкой на 40% в течение не более пяти

суток, каждые сутки по шесть часов, исходя из нормальной загрузки на 70%.

(3.16)

где - расчётная полная мощность, кВА;

- номинальная мощность трансформатора, кВА

Выбранный трансформатор проверяется по загрузке в номинальном режиме:

(3.17)

Также проверяется по коэффициенту экономической нагрузки:

, (3.18)

где - потери мощности на холостой ход, кВт;

- потери мощности короткого замыкания, кВт;

- коэффициент повышения потерь при передаче

реактивной мощности, который зависит от

удаления ГПП от энергосистемы; ( )

(3.19)

(3.20)

где - потери реактивной мощности на холостой ход, квар;

- потери активной мощности при коротком замыкании,

квар;

- ток холостого хода, в процентах;

- напряжение короткого замыкания, в процентах.

Условием правильной загрузки трансформаторов будет:

Производится проверка по перегрузочной способности трансформатора при аварийном отключении одного из них:

(3.21)