Виды нагрузок и методы определения электрических нагрузок и расчетной мощности

P, Q, I – групповые нагрузки

p, q, I – индивидуальные нагрузки (нагрузки отдельных приемников)

Зная мощности приемников можно определить мощность группы приемников:

кВт

Для каждой группы электроприемников определяем среднюю нагрузку за наиболее загруженную смену:

кВт кВар

Групповые суммарные средние нагрузки за максимально загруженную смену:

кВт кВар

Максимальные расчетные нагрузки группы электроприемников:

В тех случаях когда n_э≤10 допускается определить Q_p =1,1·Q_см

В тех случаях когда n_э>10 допускается определить Q_p =Q_см

Определяем потери мощности в цеховых трансформаторах:

Определим расчетную мощность освещения цеха:

K_со – коэффициент спроса освещения

Определим номинальную мощность освещения по формуле:

F – площадь цеха P_уд – удельная мощность

Определяем расчетную нагрузку с учетом потерь мощности в ЦТП без учёта компенсирующих устройств:

Определяем мощность компенсирующих устройств:

tgφ_з=0,33

Расчетная нагрузка по цеху с учетом КУ и потерь в трансформаторе:

Методы определения расчетных нагрузок:

1. по номинальной мощности и коэффициентам:

Рн, Кс

Рн,Кф

2. по средней мощности и коэф-ту максимума:

а)Рсм, Км (метод упорядоченных диаграмм)

б) по статистическим данным

3. по техническим данным:

а) по удельному расходу электроэнергии на единицу продукции

б) по удельной нагрузке на единицу производимой продукции.

9. Определение постоянной расчетной мощности и ее составляющих.Зная мощности приемников можно определить мощность группы приемников:

кВт

Для каждой группы электроприемников определяем среднюю нагрузку за наиболее загруженную смену:

кВт кВар

Групповые суммарные средние нагрузки за максимально загруженную смену:

кВт кВар

Максимальные расчетные нагрузки группы электроприемников:

В тех случаях когда n_э≤10 допускается определить Q_p =1,1·Q_см

В тех случаях когда n_э>10 допускается определить Q_p =Q_см

Определяем потери мощности в цеховых трансформаторах:

Определим расчетную мощность освещения цеха:

, где K_со – коэффициент спроса освещения

Определим номинальную мощность освещения по формуле:

F – площадь цеха P_уд – удельная мощность

Определяем расчетную нагрузку с учетом потерь мощности в ЦТП без учёта компенсирующих устройств:

Определяем мощность компенсирующих устройств:

tgφ_з=0,33

Расчетная нагрузка по цеху с учетом КУ и потерь в трансформаторе:

10.Пункты питания промышленных предприятиймогут быть следующих типов:

- открытые столовые при промышленных предприятиях (без выхода на территорию предприятий);

- закрытые столовые, размещаемые на территории промышленных предприятий как в отдельно стоящих, так и в составе производственных или вспомогательных зданий;

- закрытые буфеты, размещаемые в изолированных помещениях производственных или вспомогательных зданий промышленных предприятий;

Кроме указанных пунктов питания, можно предусматривать устройство киосков и передвижных точек питания, а также автоматов.

Открытые столовые проектируются вне территории предприятия или на его границе.

Закрытые столовые проектируются при значительных территориях предприятий и большой удаленности открытой столовой от мест работы, а также в тех случаях, когда по условиям производства (например, горячие цехи) выход рабочего из здания вреден для его здоровья. Закрытые столовые располагают в специальных зданиях, а также в административно-бытовых корпусах или в самих производственных зданиях. Размещение пунктов питания в зданиях с производствами, связанными с обработкой или применением ядовитых веществ ИДИ материалов, опасных в отношении, инфекции, не допускается. В пунктах питания, предназначенных также для обслуживания работающих на производствах с ядовитыми веществами и работающих, соприкасающихся с материалами, опасными в отношении инфекции, должны устраиваться в изолированных комнатах специальные умывальники с подачей горячей и холодной воды из расчета один умывальник на каждые 50 человек. Эти умывальники необходимо предусматривать дополнительно к умывальникам, устанавливаемым в пунктах питания, которые удалены от общей умывальной более чем на 50 м из расчета один кран на каждые 50 посадочных мест.

Помещения для дополнительных умывальников должны иметь обособленный наружный вход, приспособления для чистки обуви, одежды и сообщаться с вестибюлем столовой.

Отпуск лечебно-профилактического питания и дополнительного питания следует предусматривать или в закрытых столовых, или при буфетах, или в особом помещении с посадочными местами, умывальником и мойкой с подводкой горячей воды для мытья посуды.

Расстояние от производственных помещений до пункта питания следует принимать: при обеденном перерыве продолжительностью 30 мин — не более 300 м; при обеденном перерыве продолжительностью 1ч — не более 600 м.

В основу технологических схем организаций питания положен принцип самообслуживания потребителей.

11,12.Распределение нагрузки и составляющие схемы.Пункты приема электроэнергии выполняются по-разному в зависимости от подводимой мощности, расстояния от источника питания, напряжения питающих линий и требуемой степени бесперебойности питания.

Если предприятие невелико, потребляет небольшую мощность, производственные здания не разбросаны и нет особых требований к бесперебойности электроснабжения, то электроэнергия от источника питания может быть подведена к одному трансформаторному (ТП) или распределительному (РП) пункту на напряжении 10 или 6 кВ. Если же предприятие потребляет значительную мощность (более 40 MB-А), источник питания удален, группы электроприемников расположены в удаленных друг от друга местах и имеются повышенные требования к бесперебойности электроснабжения, то питание целесообразно подводить к двум и более приемным пунктам на более высоком напряжении — 35, 110 и даже 220 кВ, а в отдельных случаях на очень крупных предприятиях — от электросетей 330 и 500 кВ. В этих случаях прием электроэнергии производится на узловых распределительных подстанциях (УРП).

Распределительный пункт служит для приема и распределения электроэнергии без ее преобразования или трансформации. Иногда распределительный пункт совмещается с одной из цеховых трансформаторных подстанций (ТП), обслуживающей ближайших потребителей. От РП электроэнергия распределяется по цеховым подстанциям и подводится к электроприемникам высокого напряжения (электродвигателям, электропечам и др.).

Цеховыми ТП называются подстанции, преобразующие электроэнергию на пониженное напряжение и непосредственно питающие потребителей одного или нескольких прилегающих цехов или часть большого цеха. В ряде случаев от этих же подстанций питаются близко расположенные потребители высокого напряжения.

Узловой распределительной подстанцией (УРП) называется центральная подстанция предприятия на напряжение 110—500 кВ, получающая энергию от энергосистемы и распределяющая ее по подстанциям глубоких вводов 35—220 кВ на территории предприятия. При питании на напряжении 35—220 кВ узловые подстанции обычно бывают чисто распределительными, а при напряжении 330—500 кВ появляется, кроме чисто транзитных линий, частичная трансформация на напряжение 110 кВ для распределения энергии внутри предприятия. В некоторых случаях УРП совмещается с ближайшей районной подстанцией, если основная часть энергии потребляется данным предприятием. Подстанцией глубокого ввода (ПГВ) называется подстанция 35—220 кВ, получающая питание непосредственно от энергосистемы или от УРП данного предприятия, предназначенная для питания отдельного объекта или района предприятия и расположенная

вблизи основных нагрузок этого объекта непосредственно на территории предприятия. Подстанции глубокого ввода выполняются по упрощенным схемам коммутации на первичном напряжении.

Пункты приема электроэнергии обычно связываются друг с другом и с собственными электростанциями завода отдельными связями или через распределительную сеть.

Система внешнего электроснабжения включает в себя схему электроснабжения и источника питания предприятия. Основным условием проектирования рациональной системы внешнего электроснабжения является надёжность, экономичность и качество электроэнергии в сети.

Экономичность определяется приведёнными затратами на систему электроснабжения. Надёжность зависит от категории потребителей электроэнергии и особенностей технологического процесса, неправильная оценка которого может привести как к снижению надёжности системы электроснабжения, так и к неоправданным затратам на излишнее резервирование.

При проектировании, как правило, разрабатывается несколько вариантов, наиболее целесообразным из которых определяется в результате технико-экономического сопоставления.

При проектировании схемы электроснабжения предприятия наряду с надежностью и экономичностью необходимо учитывать такие требования, как характерразмещения нагрузок на территории предприятия, потребляемую мощность, наличие собственного источника питания.

В зависимости от установленной мощности приёмников электроэнергии различают объекты большой (75-100 МВт и более), средней (от 5-7.5 до 75 МВт) и малой (до 5 МВт) мощности. Для предприятий малой и средней мощности, как правило, применяют схемы электроснабжения с одним приёмным пунктом электроэнергии (ГПП, ГРП, РП)

Схемы с двумя и более приёмными пунктами применяют на предприятиях большой мощности с преобладанием потребителей первой категории, при

наличии мощных и обособленных групп приёмников электроэнергии, при

развитии предприятия этапами, когда питание второй очереди экономически

целесообразно выполнять от отдельного приёмного пункта электроэнергии, а

также в тех случаях, когда приёмные пункты выполняют одновременно

функции РП и их установка экономически целесообразна.

Наиболее дешевыми являются схемы с отделителями и короткозамыкателями. Распределение электроэнергии при таких схемах осуществляется на РУ вторичного напряжения 6(10) кВ ПГВ.

Для предприятия средней и большой мощности, получающих питание от районных сетей 35, 110, 220, 330 кВ, широко применяют схему глубокого ввода. Такая схема характеризуется максимально возможным приближением высшего напряжения к электроустановкам потребителей с минимальным количеством ступеней промежуточной трансформации и аппаратов.

Линии глубоких вводов, проходят по территории предприятия и имеют ответвления к нескольким подстанциям глубоких вводов (ПГВ), расположенных близко от питаемых ими нагрузок. Обычно ПГВ выполняют по простой схеме: без выключателей и сборных шин на стороне высокого напряжения.

Схемы глубокого ввода 110-220 кВ: а – радиальная схема; б –

магистральная схема; в – магистральная схема с питанием Т3 от ПС1

13.ГПП, ГРП – что такое, когда применяются ГПП и ГРП.Главной понизительной подстанцией (ГПП) называется подстанция, получающая питание непосредственно от районной энергосистемы и распределяющая энергию на более низком напряжении (обычно 10 или 6 кВ) по всему предприятию или отдельному его району.Проектирование подстанций с высшим напряжением 6—750 кВ (главные понизительные подстанции, подстанции глубокого ввода, опорные и другие подстанции), осуществляется на основе технических условий, определяемых схемами развития энергосистемы (возможностями источников питания) и электрических сетей района, схемами внешнего электроснабжения предприятия, присоединением к подстанции энергосистемы или к ВЛ. схемами организации электроремонта, проектами системной автоматики и релейной защиты. На подстанциях принимают, как правило, установку не более двух трансформаторов, большее количество допускается на основе технико-экономических расчетов и в тех случаях, когда требуются два средних напряжения.

Для ряда производств необходима установка электродвигателей (электроприемников) мощностью от 200—300 до 600—800 кВт. По технологическим соображениям асинхронные электродвигатели на 10 кВ. Выбирают такую мощность трансформаторов, чтобы при отключении наиболее мощного из них оставшиеся обеспечивали питание нагрузки во время ремонта или замены этого трансформатора с учетом допустимой перегрузки как оставшихся в работе, так и резерва по сетям среднего и низкого напряжений.

Трансформаторы должны быть оборудованы устройством регулирования напряжения под нагрузкой, при их отсутствии допускается использование регулировочных трансформаторов.

Предохранители на стороне высокого напряжения подстанций 35—110 кВ с двухобмоточными трансформаторами можно применять при условии обеспечения селективности предохранителей и релейной защиты линий высокого и низкого напряжений, а также надежной защиты трансформаторов с учетом режима заземления нейтрали и класса ее изоляции.

14. Какие трансформаторы применяются на ГПП по числу обмоток. На подстанциях принимают, как правило, установку не более двух трансформаторов, большее количество допускается на основе технико-экономических расчетов и в тех случаях, когда требуются два средних напряжения.

Выбор типа трансформаторов производят с учетом условий их установки, температуры окружающей среды и т. п. Основное применение на промышленных предприятиях находят двухобмоточные трансформаторы. Трехобмоточные трансформаторы 110/35/6 — 20 кВ на ГПП применяют лишь при наличии удаленных потребителей средней мощности, относящихся к данному предприятию. Трансформаторы с расщепленными обмотками 110/10—10 кВ или 110/6—10 кВ применяют на предприятиях с напряжениями 6 и 10 кВ при необходимости снижения тока КЗ и выделения питания ударных нагрузок.

Трансформаторы ГПП напряжением 35 — 220 кВ изготовляют только с масляным охлаждением и обычно устанавливают на открытом воздухе. Для цеховых ТП с высшим напряжением 6 — 20 кВ применяют масляные трансформаторы типов ТМ, ТМН, ТМЗ, сухие трансформаторы типа ТСЗ (с естественным воздушным охлаждением) и трансформаторы типа ТНЗ с негорючей жидкостью (совтол). Масляные трансформаторы цеховых ТП мощностью SHOM.T «S < 2500 кВ * А устанавливают на открытом воздухе и внутри зданий.

Условное обозначение трансформаторов состоит из двух частей — буквенной и цифровой. Буквы в обозначении трансформатора означают: на первом месте — число фаз. (О — для однофазных; Т — для трехфазных); на втором — вид охлаждения (М — естественное масляное; Д — масляное с дутьем и естественной циркуляцией; ДЦ — масляное с дутьем и принудительной циркуляцией; MB — масляно-водяное с естественной циркуляцией масла; Ц — масляно-водяное с принудительной циркуляцией масла; С, СЗ и СГ — естественное воздушное охлаждение соответственно при открытом, закрытом и герметизированном исполнениях; у трансформаторов, заполненных негорючим жидким диэлектриком, вид охлаждения указывают буквами (Н — естественное охлаждение и НД — охлаждение с дутьем); на третьем месте — число обмоток, работающих на самостоятельные сети (если обмоток более двух, трехобмоточный трансформатор обозначают буквой Т); на четвертом — выполнение одной из обмоток с устройством для регулирования напряжения под нагрузкой РПН (его наличие указывается буквой Н).

15. Выбор количества и мощности трансформаторов ГПП, условия выбора. Перегрузочная способность трансформаторов.Наиболее часто ГПП промышленных предприятий выполняют двух- трансформаторными. Однотрансформаторные ГПП допускаются только при наличие централизованного резерва трансформатора и при поэтапному строительству ГПП. Установка более двух трансформаторов возможна только в исключительных случаях: когда требуется выделить резко переменные нагрузки и питать их от отдельного трансформатора, при реконструкции ГПП, если установка третьего трансформатора экономически целесообразна.

Выбор мощности трансформаторов ГПП производится на основании расчетной нагрузки предприятия в нормальном режиме работы. В после аварийном режиме для надёжного электроснабжения потребителей предусматривается их питание от оставшегося в работе трансформатора. При этом часть не ответственных потребителей с целью снижения нагрузки может быть отключена.

Мощность ГПП определяется расчётной мощностью предприятия, напряжение питающей линии 35-220 кВ. Мощность трансформаторов (с шагом 1.6) 6.3;10;16;25;40;63;80 МВА. Трансформаторы мощностью от 25 МВА и выше выполняются с расщепленными обмотками.

При выборе мощности трансформаторов ГПП надо знать расчётную мощность предприятия Sр, требования по степени бесперебойности в электроснабжении, требования коэффициента загрузки по отраслям.

Выбор ГПП от исходных данных осуществляется по расчётной нагрузке питающей линии предприятия:

S_н.тр. 16114,76 кВА

Принимаем к установке два трансформатора ТРДН-25000/110.

Проверим по перегрузочной способности при нормальном и аварийном режимах: =0,45; =0,9.

Перегрузочная способностьтрансформатора определяется интенсивностью отвода тепла от его обмоток и надежностью их крепения. Для силовых трансформаторов, используемых в выпрямительных установках, допускают перегрузки на 30 / 6 выше номинальной в течение 2 ч и 60 / 6 в течение 45 мин. В паспорте трансформаторов, предназначенных для питания выпрямителей, указывают так называемую типовую мощность. Такое понятие введено потому, что по обмоткам этих трансформаторов протекает не синусоидальный ток, а ток прямоугольной формы и соотношение между кажущейся и активной мощностью будет у них не таким, как при синусоидальном токе.

16.Распределительные устройства (РУ) состоят из ячеек выключателей нагрузки, вакуумных-элекгазовых-масляных выключателей, ячеек собственных нужд, ячеек измерительных трансформаторов, ячеек ввода-вывода, ячеек шинных переходов. Всвязи с тем, что потребности в электроэнергии в современном обществе только растут, распределительные устройства (РУ) так же подвергаются перестройке, модернизации и расширению. Уровень современных технологий позволяет На место одной устаревшей ячейки установить 2 а порой и 3 современных ячейки и повысить эффективность работы распределительного устройства в разы.

17.Выбор напряжения питающих линий. Величина напряжения определяется расчетной или потребляемой мощностью, удалённостью предприятия от источника питания.

Для определения напряжения питающей линии можно использовать два способа:

а) Напряжения питающей линии можно определить по номограммам.

Это график для приблизительного определения величины рационального напряжения электроснабжения промышленных предприятий в зависимости от передаваемой мощности S, длинны питающих линий L, схемы питания, конструктивного выполнения линии и стоимости электрической энергии.

б) Напряжения питающих линий можно определить по эмпирическим формулам. В них используется коэффициенты, мощность и длинна питающей линии.

U=4.34 =4.34 =81,76 кВ; U=16 =16 =51,22 кВ;

U=3∙ +0.5∙l=3∙ +0.5∙4,8=17,03 кВ;

U=17 =17 =80,06 кВ.

Найдём напряжение питающей линии по номограмме (Федоров ,,ЭПП”):

S=23780,03 кВА l=4,8 км С=4,30 руб/квт∙ч(исходные данные), откуда

U_ПЛ=110 кВ

Таким образом, сравнивая это значение с номограммой, принимаем стандартное значение напряжения 110 кВ.