3 Выбор схемы электроснабжения

Так как в корпусе №704 цеха №9 КОАО «Азот» присутствуют потребители I категории, питание нагрузок осуществляется от двухтрансформаторной подстанции с АВР на стороне 0,4 кВ.

Схема электроснабжения выбирается радиальная. Достоинством радиальных схем является их высокая надежность, так как авария на одной линии не влияет на работу приемников, подключенных к другим линиям.

Радиальная схема внутрицеховых сетей выполняется кабелями и изолированными проводами.

Принципиальная схема электроснабжения нагрузок цеха приведена на рисунке 3.1

Ввод №1 Ввод №2

ШРС1 ШРС3 ШРС2 ШРС4

I СШ

II СШ

ТМ 1

ТМ 2

QF1

QF2

QF5 QF3 QF4 QF6

QF7

Рисунок 3.1

4 Расчет электрических нагрузок

Расчет электрических нагрузок ведется для последующего выбора и проверки токоведущих элементов по нагреву и экономическим соображениям. Правильное определение ожидаемых электрических нагрузок и обеспечение необходимой степени бесперебойности их питания имеют большое значение. От этого расчета зависят исходные данные для выбора всех элементов СЭС промышленного предприятия и денежные затраты при установке, монтаже и эксплуатации выбранного электрооборудования. При расчете используется метод коэффициента максимума.

Расчет производят на примере группы насосов и вентиляторов, относящихся к ШРС 1.

Общую суммарную мощность группы электроприемников P, кВт, вычисляют по формуле

(4.1)

где Pi— мощность электроприемника, кВт

P = 23=6 кВт

Среднюю активную мощность группы электроприемников однородных по режиму работы за наиболее загруженную смену Рсм , кВт, определяют по формуле

Рсм = К_и Р, (4.2)

Рсм = 0,66 = 3,6 кВт

Среднюю реактивную мощность группы электроприемников однородных по режиму работы за наиболее загруженную смену Qсм, квар, вычисляют по формуле

Qсм = Рсм tgφ (4.3)

где tgφ - тангенс угла, соответствующий коэффициенту мощности Cosφ

tgφ = 0,72

Qсм = 3,60,72 = 2,59 квар

Расчет мощности остальных групп электроприемников производят аналогично. Результаты всех расчетов заносят в таблицу 4.1

Производят расчет электрических нагрузок, относящихся к ШРС 1

Сумму всех приемников, подключенных к данномуШРС 1 n, определяют по формуле (4.1)

n = n1+ n2 + n3 (4.4)

n = 5

Общую номинальную мощность электроприемников, подключенных к ШРС 1 Рном, кВт, определяют по формуле

Pном = 218,5+23+130= 73 кВт

Показатель силовой сборки т определяют по формуле

m = Pн.mаx/Рн.min, (4.5)

где Рн.mах—номинальная максимальная мощность электроприемника , кВт

Рн.mах = 30 кВт

Рн.min—номинальная минимальная мощность электроприемников, кВт

Рн.min = 3 кВт

m = 30/3 = 10

Средневзвешенный коэффициент Ки.ср.вз., определяют по формуле

Ки.ср.вз. = (4.6)

Средневзвешенный коэффициент мощности Соsφ ср.вз., определяют по формуле

Cosφ ср.вз. = (4.7)

Cosφ ср.вз = 0,85

Среднюю активную мощность групп электроприемников за наиболее загруженную смену Рсм, кВт, определяют по формуле

Рсм = Kи.cp.взРном, (4.8)

Рсм = 0,7173 = 51,83 кВт

Среднюю реактивную мощность групп электроприемников за наиболее загруженную смену Qсм , квар, определяют по формуле

Qсм = Рcмtgφ ср.вз., (4.9)

где tgφ ср.вз. — средневзвешенный тангенс угла, соответствующий средневзвешенному коэффициенту мощности Cosφср.вз.

tgφ ср.вз. = 0,62

Qсм = 51,83 0,62= 33,37 квар

Эффективное число электроприемников nэ, при n>5; Ки >0,2; m >3; Pном ≠ const, определяют по формуле

(4.10)

если nэ > n, то nэ = n

nэ = 5=5

Расчетную, активную мощность Ррасч., кВт, определяют по формуле

Ррасч. = КмРcм (4.11)

где Км — коэффициент максимума

Км =(Ки;nэ), (4.12) [5, с.90]

Км = 1,12

Ррасч. = 1,1251,83 = 60,28 кВт

Расчетную реактивную мощность Qpacч, квар, определяют по формуле

Qрасч =К΄мQсм (4.13)

где К΄м — коэффициент максимума для реактивной мощности; при Ки ≥ 0,2 ; Пэ ≤10

К'м=1,1

Орасч = 1,133,37=36,71 квар

Полную расчетную мощность Sрасч, кВА, определяют по формуле

Spacч = (4.14)

Spacч = кВА

Расчетный ток Iрасч., А, определяют по формуле

Iрасч = Sрасч/( Uном), (4.15)

где Uном — номинальное напряжение, кВ

Uном = 0,3 8 кВ

Iрасч = 70,57 / (0,38) = 107,3 А

Расчет электрических нагрузок остальных распределительных шкафов, секций шин и цеха производится аналогично.

Результаты всех расчетов заносят в таблицу 4.1

5. КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Компенсация реактивной мощности или повышение коэффициента мощности электроустановок промышленных предприятий используется для снижения потерь, связанных с прохождением в электрических сетях реактивных токов, которые обуславливают добавочные потери активной мощности в линиях, трансформаторах, генераторах электростанций, дополнительные потери напряжения, требуют увеличения номинальной мощности или числа трансформаторов, снижают пропускную способность всей системы электроснабжения.

В цехе промышленных предприятий в качестве компенсирующих устройств применяют конденсаторные установки типа УК – 0,38 или КС 2 – 0,38 различных мощностей.

Мощность компенсирующего устройства определяют как разницу между фактической реактивной мощностью нагрузок цеха Qрасч и предельной реактивной мощностью, предоставляемой предприятию энергосистемой.

Мощность компенсирующего устройства Qрасч, квар, определяют по формуле

Qку = Pрасч(tgφрасч – tgφэ) (5.1)

где tgφрасч – фактический тангенс угла, соответствующий максимальной нагрузке цеха;

tgφэ – экономический тангенс угла, задаваемый энергосистемой из условий оптимального перетока реактивной мощности

tgφрасч = Qрасч/Pрасч (5.2)

tgφрасч = 167,99/283,03 =0,59

tgφэ = 0,43

Qку = 143,67(0,59 – 0,43) = 22,98 квар

Принимаем к установке две конденсаторные установки УКБ – 0,38-45У3 общей мощностью 50 квар по 25 квар на каждую секцию шин.

Пересчитывают величины реактивной мощности Q ́расч (см), квар и полной мощности S ́расч (см), кВА, с учетом компенсации для каждой секции шин, по формулам

Q ́расч (см) = Q расч (см) – Qку (5.3)

для цеха

Q ́расч (см) = Q расч (см) - 2Qку (5.4)

S ́расч (см) = (5.5)

для цеха

S ́расч (см) = (5.6)

Пересчитывают расчетный ток I ́расч, А, с учетом компенсации, по формуле

Iр́асч = Sр́асч /( Uном), (5.7)

Результаты всех расчетов заносят в таблицу 5. 1

Таблица 5.1

До компенсации						После компенсации
	Qсм	Qрасч	Sсм	Sрасч	Iрасч	Qс́м	Qр́асч	Sс́м	Sр́асч	Iр́асч
	квар	квар	кВА	кВА	А	квар	квар	кВА	кВА	А
I сш	76,65	84,31	145,81	163,21	248,2	53,67	61,33	135,15	155,85	237,07
IIсш	76,11	83,67	147,84	165,95	252,43	53,13	63,69	137,43	156,9	238,67
По цеху	152,76	167,99	293,77	329,16	500,63	106,8	122,03	272,72	308,21	468,84