 |
4 Определение центра электрических нагрузок
|
|
|
|
4 Определение центра электрических нагрузок
Расчет ЦЭН производится для определения мест расположения цеховых трансформаторных подстанций и пункта приема электрической энергии на генеральном плане завода, а также для построения картограммы нагрузок.
Построение картограммы производится на основании результатов определения расчетных нагрузок цехов. Она строится из условия, что площади кругов в выбранном масштабе являются расчетными нагрузками цехов.
Пример расчета покажем на ремонтно-механическом цехе. Результаты расчетов сведем в таблицу 8.
На генеральном плане завода произвольным образом выбираем оси координат. Координаты центра электрических нагрузок завода определяются по формулам:
где 
координаты ЦЭН для i-го цеха;
расчетная нагрузка i-го цеха.
Таким образом, центр электрических нагрузок завода находится в точке с координатами (79, 9; 63, 9).
Далее, исходя из условия, что площади кругов в выбранном масштабе являются полными расчетными нагрузками цехов, строим картограмму электрических нагрузок.
Радиус окружности находим по формуле
,
где 
радиус круга, определяющего нагрузку i-го цеха;
расчетная нагрузка i-го цеха;
масштаб (задается произвольно).
Теперь определяем радиус ремонтно-механического цеха
,
где 
расчетная активная мощность с учетом осветительной нагрузки.
Осветительная нагрузка показывается в виде сегмента круга. Угол сектора определяется по формуле:
.
Таблица 8 - Расчет центра электрических нагрузок
| № цеха |  ,
|  ,
|  ,
|  ,
|  ,
|  ,
|  ,
|  ,
| ||
| 0, 4 | 97, 97 | 447, 97 | 3, 78 | 78, 7 | ||||||
| 71, 25 | 81, 5 | 836, 25 | 5, 16 | 30, 7 | ||||||
| 105, 81 | 94, 5 | 11945, 81 | 19, 5 | 3, 2 | ||||||
| 90, 82 | 27, 5 | 481, 82 | 3, 92 | 67, 8 | ||||||
| 14, 47 | 100, 5 | 422, 47 | 3, 67 | 12, 4 | ||||||
| 50, 5 | 21, 5 | 350, 5 | 3, 34 | 51, 9 | ||||||
| 254, 9 | 35, 5 | 354, 9 | 3, 36 | 258, 6 | ||||||
| 287, 6 | 8567, 6 | 16, 52 | 12, 1 | |||||||
| 136, 5 | 286, 5 | 3, 02 | 171, 5 | |||||||
| 465, 5 | 10, 33 | 97, 5 | 475, 83 | 3, 89 | 7, 8 | |||||
| 19, 24 | 95, 5 | 669, 24 | 4, 62 | 10, 4 | ||||||
| 50, 6 | 150, 6 | 2, 19 | ||||||||
| 6
| 27, 5 | 17, 56 | ||||||||
| 100, 5 | 15, 87 |
Рисунок 2 - Картограмма электрических нагрузок
5 Система питания
Система электроснабжения любого предприятия может быть условно разделена на две подсистемы – это система питания и система распределения энергии внутри предприятия.
В систему питания входят питающие ЛЭП и ППЭ (ПГВ или ГПП), состоящий из устройства высшего напряжения, силовых трансформаторов и РУ низшего напряжения.
Таким образом, выбор системы питания производится в следующей последовательности:
– построение графиков нагрузки;
– выбор напряжения распределения;
– выбор силовых трансформаторов ППЭ;
– выбор схем распределительных устройств высшего напряжения;
– выбор питающих линий электропередач;
– выбор схем распределительных устройств низшего напряжения ППЭ.
Графики электрических нагрузок дают представление о характере изменения нагрузок в течение характерных суток или всего года. Графики электрических нагрузок используются при определении потерь электроэнергии в элементах СЭС, а также при выборе силовых трансформаторов и других целей.
Для построения суточных графиков нагрузки по предприятию в целом необходимо знать суточные графики нагрузок отдельных цехов и его подразделений (приложение Е).
За максимальную нагрузку 
принимается нагрузка по предприятию в целом с учётом потерь в элементах электрических сетей.
Таблица 9 - Ведомость электрических нагрузок станкостроительного
|
|
|
завода
| часы | Зима | Лето |
|
| |
Рисунок 3 - Суточный график нагрузки (зима)
Рисунок 4 - Суточный график нагрузки (лето)
После построения графиков нагрузки (рис. 3 и рис. 4) произведем выбор напряжения распределения. Доля нагрузки 
в общем по станкостроительному заводу составляет
,
исходя из полученного процентного соотношения, принимаем напряжение распределения на низкой стороне ПГВ равным .
Выбор трансформаторов ППЭ производиться согласно ГОСТ 14209-97. Мощность трансформаторов выбирают по суточному графику максимальной нагрузки предприятия и проверяют на послеаварийную перегрузку.
Средняя мощность 
рассчитывается по формуле (рис. 3):
Тогда максимальная нагрузка равна
.
Среднеквадратичная мощность 
рассчитывается по формуле:
Мощность одного трансформатора для 
-трансформаторной подстанции:
.
Выбираем трансформатор марки ТРДН-40000/110.
После выбора трансформаторов их проверяют на перегрузочную способность.
Коэффициент предварительной загрузки 
:
,
а коэффициент максимума 
.
Коэффициент перегрузки 
определяется по полной мощности, которая больше полной среднеквадратичной мощности 
в период времени 
.
Далее проверяем следующее условие: 
.
Данное условие выполняется, следовательно, трансформатор ТРДН-40000/110 принимается к установке.
Схемы электрических соединений на стороне высшего напряжения подстанций желательно выполнять наиболее простыми.
Рисунок 5 - Однолинейная схема электрических соединений главных
понизительных подстанций с двумя трансформаторами
(с выключателями)
Так как на станкостроительном заводе имеется большое количество потребителей I-ой категории, то выбираем схему линия – разъединитель – выключатель – трансформатор (рис. 5).
Питания завода осуществляется по двухцепной воздушной ЛЭП с напряжением сети 
.
Выбор экономически целесообразного сечения ВЛ производят по экономической плотности тока 
(так как в данном случае этот фактор является определяющим). Величина зависит от материала провода и числа часов использования максимума нагрузки. Сечение питающей линии электропередачи для выбранного стандартного рационального напряжения определяется в следующей последовательности.
|
|
|
1. Определяем ток в линии в нормальном режиме:
,
ток в линии в послеаварийном режиме (ПАР):
,
где 
– количество цепей на ЛЭП;
– номинальное напряжение сети;
– полная расчетная мощность завода.
2. Сечение провода рассчитывается по экономической плотности тока:
,
где 
– расчетный ток;
– экономическая плотность тока, зависящая от числа часов использования 
.
Для определения построим годовой график нагрузок станкостроительного завода.
Рисунок 6 - Годовой график нагрузок станкостроительного завода
Из графика следует, что
,
тогда согласно [1] 
при 
часов. Следовательно:
.
Полученное сечение округляется до ближайшего стандартного значения и выбирается провод марки АС-120 ( 
) [1].
3. Проверка сечения проводника по условию допустимого нагрева.
Проверка сечения проводов, жил кабелей и шин по условиям допустимого нагрева производят с учетом выполнения следующего неравенства:
,
.
4. Проверка на «корону».
Если сечение провода для линии 110 больше 70 
, то провод по потерям на «корону» не проверяется [1].
Для распределительных устройств низшего напряжения ППЭ выбираем схему, приведенную на рис. 7, которая применяется для трансформаторов с расщепленной вторичной обмоткой мощностью 
напряжением 6-10 .
Рисунок 7 - Схема подключения распределительных устройств низкого напряжения к трансформаторам
|
|
|
