2.6 Выбор схемы электроснабжения завода с технико-экономическим обоснованием

Схемы электроснабжения заводов строятся по ступенчатому принципу. Число ступеней распределения электроэнергии на предприятии определяется потребляемыми мощностями и топологическим расположением электрических нагрузок на территории предприятия. Число ступеней распределения должно быть не более 2-3. При большем числе ступеней снижается надежность схем и они становятся неэкономичным.

На небольших и средних предприятиях, а также на второй и последующих ступенях электроснабжения крупных предприятий электроэнергия распределяется на напряжении 10 кВ в основном по кабельным линиям. Напряжение 6 кВ является неперспективным и применяется только при большом количестве двигателей мощностью от 200 до 800 кВт (химия, нефтехимия).

Применяются две основные схемы распределения электроэнергии – радиальная и магистральная в зависимости от числа и взаимного расположения цеховых подстанций или других электроприемников по отношению к питающему их пункту. При выполнении обе схемы обеспечивают требуемую надежность электроснабжения электроприемников любой категории. Выбор той или иной схемы осуществляется на основе технико-экономического сравнения различных вариантов. При этом следует учитывать достоинства и недостатки обеих схем.

Радиальные схемы применяются в тех случаях, когда нагрузки рассредоточены от центра питания, а также для питания РП и высоковольтных потребителей.

Магистральные схемы следует применять при распределенных нагрузках и таком взаимном расположении подстанций, когда линии от источника питания до потребителей электроэнергии могут быть проложены без значительных обратных направлений. Магистральные схемы имеют следующие преимущества:

1. позволяют лучше загрузить кабели;

2. позволяют сэкономить число шкафов КРУ или КСО на питающем пункте;

3. позволяют легче осуществить резервирование цеховых подстанций.

К недостаткам магистральных схем относятся: усложнение схем коммутации цеховых подстанций (их приходиться подключать через выключатель нагрузки).

Число цеховых трансформаторов, присоединяемых к одной магистрали, зависит от их мощности и от ответственности питаемых потребителей. Допускается 2-3 при мощности трансформаторов 1000-2500 кВА и 4-5 при мощности 250-630 кВА.

Примеры выполнения радиальных и магистральных схем приведены на рисунке 2.4.

a) б)

Рисунок 2.4 – Схемы распределения электроэнергии

а – радиальная; б – магистральная

При большом числе потребителей применяется смешанная схема их питания, т.е. часть потребителей питается по радиальной схеме (РП, высоковольтные потребители), а часть по магистральной схеме.

Методика технико-экономического сравнения вариантов схем приведена в разделе 4.

2.7 Расчет компенсации реактивной мощности в целом по заводу

Основными типами компенсирующих устройств в сетях 6-10 кВ промышленных предприятий являются конденсаторные установки и синхронные электродвигатели.

Если на предприятии имеются синхронные двигатели, их следует использовать для компенсации реактивной мощности в первую очередь, так как это не связано с затратами на установку данных источников реактивной мощности.

Каждый синхронный двигатель, работающий с К_З<1 должен работать с опережающимcosφ= -0.9. Поэтому синхронный двигатель будет генерировать реактивную мощность равную:

, (2.22)

где К_Зкоэффициент загрузки синхронного двигателя.

Если реактивной мощности синхронных двигателей недостаточно для доведения предприятия до, которое задается энергосистемой в период её максимума нагрузки, то в сети 6 или 10 кВ необходимо устанавливать высоковольтные конденсаторные установки.

Мощность высоковольтных конденсаторов определяется по выражению:

; (2.23)

где определяется по выражению (2.13);

- экономическое значение реактивной мощности, которую энергосистема может передать в сеть предприятия в часы максимума нагрузки. Оно определяется по выражению:

, (2.24)

где определяется: для напряжения 110 кВ – 0,5; для напряжения 35 кВ – 0,4; для напряжения 6-20 кВ – 0,4; для напряжения 0,4 кВ – 0,35.

Высоковольтные конденсаторные установки устанавливаются в РУ – 6 (10) кВ ГПП или на РП - 6(10) кВ питающих высоковольтные потребители.

По значению по приложению А выбираются мощности стандартных конденсаторных батарей.