Стартовая >> Книги >> Внутрицеховая система электроснабжения нефтеперерабатывающего завода

Электрические расчеты - Внутрицеховая система электроснабжения нефтеперерабатывающего завода

Оглавление
Внутрицеховая система электроснабжения нефтеперерабатывающего завода
Электрические расчеты
Размещение цеховых трансформаторов, выбор схемы внутрицеховой сети
Выбор типа и параметров коммутационно-защитных аппаратов
Выбор марки и сечения токоведущих частей
Расчет токов кз в сети до 1 кВ
Проверка показателей качества электроэнергии
Экономическое обоснование
Охрана труда и окружающей среды
Исходные данные, список литературы

При проектировании системы электроснабжения или анализе режимов ее работы потребители электроэнергии (отдельный приемник электроэнергии, группа приемников, цех или завод в целом) рассматривают в качестве нагрузок. Различают следующие виды нагрузок: активную мощность Р, кВт, реактивную мощность Q квар, полную мощность S, кВА и ток I, А..
По величине электрических нагрузок выбирают (определяют) параметры основных элементов СЭС – число и мощность силовых трансформаторов (на всех ступенях СЭС), параметры аппаратов различных классов, сечения токоведущих частей.
В расчете используем метод упорядоченных диаграмм, который в данное время является основным при разработке технических и рабочих проектов электроснабжения.
По этому методу расчетную активную нагрузку приемников электроэнергии на всех ступенях питающих и распределительных сетей (включая трансформаторы и преобразователи) определяют по средней нагрузке и коэффициенту расчетной нагрузки из выражения

Рр=кр· ΣРсм (2.1)

Расчетный коэффициент нагрузки кр, определяем по таблице П.5.[9] как функцию nэ и ки гр.взв (эффективного числа ЭП и группового коэффициента использования)
кр=f(nэ, ки гр.взв.) (2.2).

2.1. Расчет электрических нагрузок в сети напряжением до 1 кВ
(от силовых и осветительных ЭП)
Расчёт электрических нагрузок сводим в таблицу 2.1.
1. Приводим паспортные данные отдельных групп ЭП, работающих в ПКР (подъемно-транспортное оборудование), к номинальной мощности в кВт по выражению:

формула, кВт
формула, кВт

3. Суммируем установленные мощности узла:

формула, кВт
4. По каждой характерной группе ЭП определяем среднесменную нагрузку за наиболее загруженную смену:

формула, кВт
формула, квар

где формула - соответствует среднему значению формула для характерной группы ЭП.

5. Суммируем среднесменные нагрузки по узлу:

формула, кВт
формула, квар

6. Определяем средневзвешенный (групповой) коэффициент использования по узлу нагрузки:
формула
7. Определяем эффективное число ЭП:

nэф = формула,

8. По значениям группового коэффициента использования и эффективного числа ЭП по табл. П.4. определяем значение коэффициента расчетной нагрузки КР.

КР = 0,75

9. Определяем расчетный максимум активной нагрузки по узлу:

Рр = кр·формула, кВт

  1. Учитывая особенность потребления реактивной мощности ЭП, мало зависящей от загрузки ЭП активной мощностью, принимаем:

Qр=формула, квар

  1. Полная расчетная силовая нагрузка по узлу равна:

формулаформула, кВА
12. Значение токовой расчетной нагрузки, по которой выбирают сечение ТВЧ по условию нагрева, а также параметры аппаратов, определяется по выражению:

формула,·А
где формула – номинальное напряжение в рассматриваемом участке сети, кВ

  1. Определение установленной мощности осветительных ЭП:

формулакВт
где РУД.О, – удельная плотность осветительной нагрузки;
формулаВт/м2 - для нефтеперерабатывающих цехов.
F = 10000 м2 - площадь цеха

Расчёт нагрузок осветительных ЭП выполняют по установленной мощности осветительных электроустановок и коэффициент использования для них.

формула, кВт

формула, квар
где КС.О. – коэффициент спроса осветительных установок;
КС.О. = 0,95 для производственных зданий, состоящих из отдельных крупных пролетов;
КПРА – коэффициент, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА) газоразрядных ламп;
КПРА = 1,1 для ламп типа ДРЛ (ртутно-кварцевые лампы с исправленной цветностью) и ДРН (металлогалогенные).
Полная расчетная осветительная нагрузка: формула кВА (1.12)
Определим максимум нагрузки всего по цеху
формула (1.13)
формула (1.14)
формула (1.15)
Расчетные активные нагрузки силовых и осветительных ЭП, расчетные реактивные мощности суммируют и вносят в соответствующие графы табл. 2.1.

Таблица 2.1 - Расчет электрических нагрузок напряжением до 1 кВ


Исходные данные

Справочные данные

Среднесменная нагрузка за наиболее загруженную смену

Кр

Расчетный максимум нагрузки

Расчётный ток
Iр,
А

№ п/п

Наименование характерных групп ЭП

Кол-во, шт.

Паспортные данные ЭП, кВт

Ном. мощн. характерных гр. ЭП

Одного ЭП
, кВт

Общая РПАСП, кВт

РНОМ, кВт

Ки.

cosφ

tgφ

РСМ, кВт

QСМ, квар

РР,
кВт

QР, квар

SР,
кВА

1.

Газоочистные сооружения

50

3

960

960

0,5

0,7

1,02

480

489,6







80

2.

Электрообессоливающие установки

90

1

590

590

0,45

0,65

1,17

265,5

310,64







15

3.

Вентиляторы

70

5

550

550

0,65

0,80

0,75

357,5

268,13







20

4.

Насосы, компрессоры

45

5

400

400

0,65

0,80

0,75

260

195







40

5.

Краны, тельферы, ПВ=25%

30

5

320

160

0,18

0,45

1,98

28,8

57,02







40

6.

Краны, тельферы, ПВ=40%

80

5

500

250

0,18

0,45

1,98

45

89,1







Продолжение таблицы 2.1. - Расчет электрических нагрузок напряжением до 1 кВ

Исходные данные

Справочные данные

Среднесменная нагрузка за наиболее загруженную смену

Кр

Расчетный максимум нагрузки

Расчётный ток
Iр,
А

№ п/п

Наименование характерных групп ЭП

Кол-во, шт.

Паспортные данные ЭП, кВт

Ном. мощн. характерных гр. ЭП

Одного ЭП
, кВт

Общая РПАСП, кВт

РНОМ, кВт

Ки.

cosφ

tgφ

РСМ, кВт

QСМ, квар

РР,
кВт

QР, квар

SР,
кВА

7.

Сварочные машины шовной сварки Sн, кВА

70

10

1000

350

0,30

0,35

2,68

105

281,4







40

8.

Элеваторы, конвейеры сблокированные

100

10

1600

1600

0,60

0,70

1,02

960

979,2







40

9.

Итого силовые ЭП:

535



4860




2501,8

2670,09

121,5

0,75

1876,35

2670,09

3263,44

4729,62

10.

Осветительные ЭП: (площадь цеха F=10000











Ксо
0,95

181,1

62,07




Всего по цеху:












2057,45

2732,16

3420,2

3420,2

Расчет мощности компенсирующих устройств в сети напряжением до 1 кВ

Суммарную расчетную мощность ККУ напряжением до 1 кВ определяем по минимуму приведенных затрат двумя последовательными расчетными этапами:
- выбором экономически оптимального числа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций (ТП), т.е. определение мощности ККУ – 0,38 кВ, обеспечивающей оптимальное число цеховых трансформаторов, Qнк1, квар;
- определением дополнительной мощности ККУ – 0,38 кВ в целях оптимального снижения потерь в трансформаторах цеховых ТП и питающих их сетей напряжением выше 1 кВ, Qнк2, квар, вызванных перетоками РМ через цеховые ТП.
Суммарная реактивная мощность ККУ – 0,38 кВ равна:
Qнк = Qнк1 + Qнк2, квар (2.11)
где Qнк1 и Qнк2 – суммарные мощности ККУ – 0,38 кВ, определяемые на двух указанных этапах расчета.
Суммарная мощность ККУ – 0,38 кВ распределяется между отдельными трансформаторами цеховых ТП пропорционально их реактивной мощности.

2.2.1. Определение мощности компенсирующих устройств по условию выбора оптимального числа цеховых трансформаторов
Исходя из результатов расчетов электрических нагрузок напряжением до 1 кВ, имеем нагрузки (силовая и осветительная):
формула 2057,45 кВт,
формула 2732,16 квар
Ориентировочный выбор номинальной мощности цеховых трансформаторов производится по удельной плотности нагрузок и полной расчетной нагрузке цеха.
формула, кВА/м2

При удельной плотности нагрузок в границах 0,2формула 0,3 кВА/м2 и полной расчетной нагрузке более 3000 - 4000 кВА целесообразно принимать к установке цеховые трансформаторы мощностью 1600 кВА (реже 2500 кВА). При удельных плотностях нагрузок и полной расчетной погрузке цехов ниже указанных, рекомендуются к установке цеховые трансформаторы мощностью 160-1000 кВА в зависимости от результатов расчета.
Удельная плотность нагрузки составляет 0,34 кВА/м2 , а полная мощность 3420,2 кВА. Выбираем из шкалы установленных мощностей цеховых трансформаторов единичную мощность формула кВА.
Минимальное число трансформаторов:

формулашт (2.12)

Экономически оптимальное число трансформаторов:

формула шт (2.13)

По кривымрис. 4.7. [1] определяем дополнительное число трансформаторов формула, тогда
формула2 шт (2.14)

Наибольшая реактивная мощность, квар, которую целесообразно передавать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ:


формула,квар (2.15)

Суммарная мощность НБК, квар, для данной группы трансформаторов, обеспечивающая экономически оптимальное число трансформаторов:
формула квар (2.16)

Мощность НБК, приходящаяся на один цеховой трансформатор:

формулаквар (2.17)

по этой величине выбираем из табл. 9.2. [1] типоразмер ККУ-0,38 кВ:
УК-0,38-750НЛУЗ-750квар
УК-0,38-300НЛУЗ-300квар
сумарной мощностью 1050 квар на каждый трансформатор.
Тогда суммарная мощность установленных в цехе комплектных конденсаторных установок составит:

формулаквар (2.18)

Нескомпенсированная реактивная мощность в сети до 1 кВ составит:

формулаквар (2.19)

2.2.2. Определение дополнительной мощности КУ в сети напряжением до 1 кВ в целях оптимального снижения потерь активной мощности,
вызванных перетоками РМ
Дополнительная мощность НБК для данной группы трансформаторов, формула, в целях оптимального снижения потерь:
формулаквар (2.20)

где формула - для магистральной схемы питания с двумя трансформаторами в магистрали, определяем по кривым 4.9. [1], исходя из значений К1 (табл.4.6. [1]) и К2 (табл.4.7. [1])
формула; формула; формула;
Т.к. формула, то для данной группы трансформаторов реактивная мощность формула принимается равной нулю.



 
« Автоматизация сборки индикатора вибрации - технологичность   Волоконно-оптические системы передачи данных »
электрические сети