Расчёт схемы электроснабжения предприятия

Выбор схемы питания системы электроснабжения предприятия. Рекомендации по определению электрических нагрузок. Выбор числа, мощности и места расположения трансформаторов, сечений проводов и жил кабелей, выключателей и распределительного устройства.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Содержание

Введение

Основная часть

Выбор схемы питания

Определение расчётных нагрузок

Выбор числа и мощности трансформаторов

Выбор места расположения трансформаторов

Выбор сечений проводов и жил кабелей

Выбор выключателей

Выбор распределительного устройства

Расчёт токов короткого замыкания

Технико-экономические расчёты в электроснабжении

Заключение

Список литературы



Введение

При создании системы электроснабжения предприятия должны выполняться определённые требования. Разрабатываемая система должна быть экономичной, простой, надёжной, обеспечивать требуемое качество электроэнергии, удобной для эксплуатации и ремонтных работ, предусматривать применение комплектного электрооборудования и индустриальных способов монтажа. При реконструкции проектируемая схема должна включать в себя элементы уже существующей схемы, в соответствии с её пропускной способностью, и новые расчетные условия. Схема распределения электроэнергии строится с соблюдением принципов приближения высокого напряжения к потребителям, отказа от холодного резерва, раздельной работы линии и трансформаторов, глубокого секционирования. Необходимо обеспечить гибкость системы, для дальнейшего развития и расширения предприятия на следующие 8-10 лет.

Каждый предприятие имеет свою специфику и ставит свои частные условия для выполнения проекта снабжения.

Поэтому необходимо выявить общий алгоритм, по которому можно произвести расчёт параметров сети и подобрать оборудование. Это алгоритм должен быть наглядным и достаточно простым, и при этом учитывать, специфические требования к электроснабжению. В него должны входить все основные расчёты при проектировании системы: расчёт нагрузки, выбор числа и мощности трансформаторов и так далее, включая и экономические расчёты проекта.



Основная часть

При расчёте схемы электроснабжения предприятия необходимо выполнить следующие задачи:

1) Выбрать схему питания;

2) Определить расчётные нагрузки;

3) Выбрать оборудование;

3.1) Выбрать число и мощность трансформаторов;

3.2) Выбрать сечений проводов и жил кабелей;

3.3) Выбрать распределительные устройства;

3.4) Выбрать выключатели;

4) Рассчитать токи короткого замыкания;

5) Уточнить параметры оборудования;

6) Провести технико-экономический анализ;

Выбор схемы питания

Виды схем:

1) Радиальная схема -- схема, в которой электроснабжение осуществляется линиями, не имеющими распределения энергии по их длинам.

Достоинство радиальных схем: максимальная простота; аварийное отключение радиальной линии не отражается на электроснабжении остальных потребителей.

Недостаток: большой расход кабельной продукции обусловливает высокую стоимость системы. Кроме того, при одиночных радиальных линиях невысока надежность электроснабжения.

2) Магистральная схема -- схема, в которой линии, питающие потребителей (приемники), имеют распределение энергии по длине. Магистральные схемы имеют следующие достоинства: лучшая загрузка линии, меньший расход кабелей, можно обойтись меньшим количеством выключателей.

Недостатки одиночных магистралей заключаются в трудностях при отыскании места повреждения магистрали и в более низкой надежности электроснабжения по сравнению с радиальной схемой.

3) Смешанная схема -- схема, в которой электроснабжение осуществляется радиальными и магистральными линиями.

Факторы, влияющие на выбор схемы:

1) Категория потребителя по надежности электроснабжения;

2) Расположение нагрузок относительно друг друга и источника питания;

3) Режим работы электрооборудования в цехе, который определяет график нагрузки цеха;

Определение расчётных нагрузок

Правильное определение электрических нагрузок является основой рационального построения и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий. Это не просто суммирование номинальных мощностей, а определение ожидаемых электрических нагрузок.

Основные рекомендации по определению расчётных нагрузок:

1. Для определения расчётных нагрузок отдельных групп приемников до 1 кВ следует использовать метод упорядоченных диаграмм

2. Для определения расчётных нагрузок на высших ступенях системы электроснабжения следует применять метод расчёта, основанный на использовании средней мощности и коэффициентов

3. Для ориентировочных расчётов на высших ступенях системы электроснабжения возможно применение методов расчёта по установленной мощности и

В качестве примера возьмём метод определения расчётных нагрузок по методу упорядоченных диаграмм:

Метод применим, когда известны номинальные данные всех электроприёмников предприятия с учётом их размещения на территории предприятия. Недостаток метода упорядоченных диаграмм в том, что он не содержит элемента прогнозирования нагрузок.

Определяют среднюю нагрузку групп приёмников за максимально загруженную смену и расчётный получасовой максимум :

где - суммарная номинальная активная мощность электроприёмников кВт, - коэффициент использования активной мощности

Расчётная максимальная нагрузка:

,

где - коэффициент максимума, в данном случае активной мощности, принимаемой по графикам, в зависимости от коэффициента использования и эффективного числа электроприёмников.

Коэффициент максимума характеризует превышение максимальной нагрузки над средней за максимально загруженную смену. Величина, обратная коэффициенту максимума называется коэффициентом заполнения графика нагрузки :

Эти коэффициенты необходимы для групповых графиков нагрузки.

Расчёты нагрузок проводят для активных и для реактивных мощностей.

Порядок расчёта по методу упорядоченных диаграмм:

1) все электроприёмники разбиваются на однородные по режиму работы группы с одинаковыми значениями коэффициентов использования и коэффициентов мощности;

2) подсчитывают количество электроприёмников в каждой группе и в целом по расчетному узлу присоединения;

3) в каждой группе электроприёмников и по узлу в целом находят пределы их номинальных мощностей и приведённое число приёмников, при этом все электроприёмники приводятся к ПВ=100%,

4) подсчитывают суммарную номинальную мощность узла,

5) определяют для групп электроприёмников коэффициент использования и коэффициент мощности cosц по справочным таблицам и по характеристикам оборудования,

6) определяют активную и реактивную потребляемую мощность за наиболее загруженную смену: ,

7) определяют суммарную активную и реактивную нагрузку для узла для разнородных групп электроприёмников,

8) определяют средневзвешенное значение коэффициента использования узла и коэффициента мощности по :

9) определяют эффективное число электроприёмников ,

10) с учётом коэффициента максимума определяют расчётную максимальную нагрузку,

11) определяют полную мощность и кВА:



и расчётный ток, А.

Полученные значения расчётного тока и полной мощности необходимы для выбора оборудования.

Выбор числа и мощности трансформаторов

Выбор числа и мощности и типа силовых трансформаторов должен быть правильным, технически и экономически обоснованным, так как он оказывает существенное влияние на рациональное построение схемы электроснабжения.

Основная схема выбора:

1. Определяют число трансформаторов на подстанции, исходя из обеспечения надёжности питания с учетом категории потребителей.

2. Намечают возможные варианты номинальной мощности выбираемых трансформаторов с учётом допустимой нагрузки их в номинальном режиме и допустимой перегрузки в аварийном режиме.

3. Определяют экономически целесообразное решение из намеченных вариантов, приемлемое для данных конкретных условий.

Выбор числа трансформаторов определяется требованиями надёжности электроснабжения и связан с режимом работы станции:

1) категория надёжности электропотребителей. Для 1-й категории оптимальный коэффициент загрузки составляет КЗ=0,6-0,7; для 2-й категории - КЗ=0,7-0,8; для 3-й категории - КЗ=0,9-0,95;

2) полная расчетная мощность ТП SP, кВА.

Минимальное число трансформаторов NT определяется по формуле:

где Sр - расчетная полная мощность, кВА; КЗ - коэффициент загрузки трансформаторов, принимается в зависимости от категории надежности потребителей электроэнергии; - ном...