Расчётно – конструкторская часть

 4.1 Выбор схемы электроснабжения объекта

Источником питания электроприемников цеха являются цеховые трансформаторные подстанции, схемы которых определяются характеристикой электроприемников по надежности питания и схемой внутрицехового распределения электроэнергии. Наличие потребителей первой и второй категории требует секционирования шин подстанции нормально разомкнутым выключателем. Каждая секция питается по отдельной линии от соответствующего источника питания. Секционный аппарат включается при исчезновении напряжения на шинах и отключении питающей линии или трансформатора. Обычно на цеховых подстанциях распределительные устройства выполняются в две секции шин.

Внутрицеховая электрическая сеть может выполняться по радиальной, магистральной и смешанной схемам. В цехах химических предприятий предпочтение отдают радиальным схемам. Радиальные схемы питаются от распределительного устройства низкого напряжения цеховой подстанции, к которому через автоматические выключатели подключаются линии отдельных цеховых распределительных пунктов или электроприемники большой мощности.

При составлении схемы электроснабжения цеха можно поступить следующим образом. Мощные электроприемники, как правило, получают питание непосредственно от шин подстанции, а группа менее мощных – через распределительные пункты, установленные как можно ближе к геометрическому центру электрических нагрузок или посредством ЩСУ (щит станции  управления),   состоящий    из  блоков    управления,    на      которых                                                                                                                                  устанавливается  пускозащитная  аппаратура.  При       составлении   схемы                                                                                                                                 необходимо учитывать, что при двух трансформаторной схеме цеховые трансформаторы подстанции должны иметь одинаковый коэффициент загрузки.

4.2 Расчет электрических нагрузок

Электрические нагрузки промышленных предприятий определяют выбор всех элементов схемы электроснабжения. Поэтому правильное определение электрических нагрузок и обеспечение необходимой степени бесперебойности их питания имеет большое значение. От этого расчета зависят исходные данные для выбора всех элементов системы электроснабжения промышленного предприятия и денежные затраты при установке, монтаже и эксплуатации выбранного электрооборудования.

Завышение ожидаемых нагрузок приводит к удорожанию строительства, перерасходу проводникового материала сетей и неоправданному увеличению мощности силовых трансформаторов и прочего электрооборудования.

Занижение ожидаемых нагрузок может привести к уменьшению пропускной способности электрических сетей, к лишним потерям мощности и напряжения, перегреву проводов, кабелей и трансформаторов, а следовательно, к сокращению срока их службы.

     4.2.1 Расчет силовой электрической нагрузки объекта

В настоящее время основным методом расчета электрических нагрузок промышленных предприятий является метод упорядоченных диаграмм или метод коэффициента максимума, рекомендованный в « Руководящих указаниях по определению электрических нагрузок промышленных предприятий». Метод применим в тех случаях, когда известны номинальные данные всех электроприемников и их размещение. Метод позволяет по номинальной мощности электроприемников с учетом их числа и характеристик определить расчетную нагрузку любого узла схемы электроснабжения. При расчете силовой нагрузки учитываем только установленные мощности рабочих электроприемников.

Порядок расчета по указанному методу следующий:

Установленная мощность группы однотипных электроприемников

                                        Р ном гр = n • Рном , кВт                           (4.1)              

где n - количество однотипных электроприемников;

   Р ном – установленная мощность одного электроприемника группы.   

Суммарная установленная мощность электроприемников группы

            ∑Р_ном = Р_{ном гр1}+ Р_{ном гр2} +…..+ Р_{ном гр п}                             (4.2)        

Средняя активная мощность группы электроприемников за наиболее загруженную смену

                                         Р_см = К_и •Р_{ном гр}, кВт                               (4.3)         

где К_и – коэффициент использования активной мощности для характерных групп электроприемников, табл.2.1 [2]. 

Средняя реактивная мощность группы электроприемников за наиболее загруженную смену

Q _см = Р_см• tg φ , кВар                                         (4.4)

где tg φ - соответствует, cos φ группы

Средняя суммарная активная мощность электроприемников группы

                  ∑Р_см = Р_{см гр1}+ Р_{см гр2}+……+ Р_{см гр n} , кВт                       (4.5)             

Средняя суммарная реактивная мощность электроприемников группы

                ∑ Q _см = Q _{см гр1} + Q _{см гр2} +……+ Q _{см гр n} , кВар                           (4.6)           

Коэффициент использования группы

                                                ∑ Р_см

                                                             К_и = ————                                                 (4.7)            

                                                 ∑ P _ном

Эффективное число электроприемников при m > 3 и n_э ≥ 0,2

                                             2∑ Р_ном  

                                  n _э = ————                                                   (4.8)       

                                             Р_{ном. макс}

где Р_{ном. макс} – мощность одного наибольшего электроприемника группы

По величине К_и группы и n_э определяем коэффициент максимума К_макс по группе, используя таблицу 2.3 [2].

Расчетная максимальная активная мощность группы            

                                 Р_макс.с = К _макс• ∑Р_см, кВт                                 (4.9)           

Расчетная максимальная реактивная мощность группы

                              Q _макс.с = К _макс• ∑ Q _см , кВар                               (4.10)         

Полная расчетная силовая нагрузка группы

                                              _____________

                              S _макс.с = √ Р²_макс.с + Q ² _{макс .с} , кВА                        (4.11)   

Результаты расчета сводятся в таблицу, так как она дает более полные сведения о результатах расчета.

В остальных группах расчет электрических нагрузок ведется аналогично.