Электроснабжение промышленного предприятия с разработкой электропитания цехов основного производства (стр. 2 из 5)

1.3 Построение картограммы электрических нагрузок, определение их центра и месторасположения ГПП

ГПП является одним из основных звеньев системы электроснабжения любого промышленного предприятия, поэтому оптимальное размещение подстанций на территории промышленного предприятия - важнейший вопрос при построении рациональных схем электроснабжения. Это означает, что размещение всех подстанций должно соответствовать наиболее рациональному сочетанию капитальных затрат на сооружение системы электроснабжения и эксплуатационных расходов.

Для определения местоположения ГПП при проектировании системы электроснабжения на генеральный план промышленного предприятия наносится картограмма нагрузок.

Главную понизительную, распределительную и цеховые подстанции следует располагать как можно ближе к центру нагрузок, так как это позволяет приблизить высокое напряжение к центру потребления электрической энергии и значительно сократить протяженность как распределительных сетей высокого напряжения предприятия, так и цеховых электрических сетей низкого напряжения, уменьшить расход проводникового материала и снизить потери электрической энергии.

Принимаем нагрузки цеха равномерно распределенными по площади цеха. Тогда центр нагрузки совпадает с центром площади фигуры, изображающей цех на плане.

Ввиду небольшой расчетной мощности большинства цехов принимаем решение о групповых трансформаторных подстанциях, расположенных на территории предприятия. Составляем картограмму нагрузок для каждой группы цехов и наносим координаты трансформаторных подстанций на генеральный план предприятия. Для наглядности данные о трансформаторных подстанциях сведем в таблицу 1.2.

Центр электрической нагрузки предприятия, а значит и теоретического расположения ГПП определяется с помощью аналогии системы масс и электрическими нагрузками цехов Р, координаты центра можно определить в соответствии со следующими формулами:

Данные расположения ГПП заносив в таблицу 1.3.

Таблица 1.2 – Данные о трансформаторных подстанциях

Наименование цехов	Xi	Yi	Sp, кВА	Sтр,кВА	Xo	Yo
ТП-1
Механический ,	22	40	315	2х400	31	20
Механосборочный	22	40	245
ТП-2
Столов	24	25	95,5	2х400	22	20
Административное здание	24	25	59,4
Заводские склады	24	25	88,2
Лесопилка	24	25	159
ТП-3
Испытательная станция	57	31	307,9	2х1000
Зарядное для электротранспорта	57	31	205
Лительный кузнечный	57	31	317
Интсрументальный	57	31	423

Таблица 1.3 – Данные расположения ГПП

ГПП	Xi	Yi	Sp, кВА	Xo	Yo
ТП-1	22	40	560	34	32
ТП-2	24	25	402,1
ТП-3	57	31	1252,9

1.4 Выбор силовых трансформаторов

1.4.1 Общие требования к силовым трансформаторным подстанциям

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для главных понизительных и цеховых трансформаторных подстанций промышленных предприятий должен быть технически и экономически обоснованным, так как он оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения.

Критериями при выборе силовых трансформаторов являются надежность электроснабжения, расход цветного металла и потребная трансформаторная мощность. Оптимальный вариант выбирается на основе сравнения капиталовложений и годовых эксплуатационных расходов.

Для удобства эксплуатации систем электроснабжения следует стремиться выбирать не более двух стандартных мощностей основных трансформаторов. Желательна, где это осуществимо, установка трансформаторов одинаковой мощности.

Цеховые трансформаторные подстанции, как правило, не должны иметь распределительного устройства на стороне высшего напряжения. Следует широко применять непосредственное (глухое) присоединение питающей кабельной линии к трансформатору при радиальных схемах питания и присоединение через разъединитель или выключатель нагрузки при магистральных схемах питания. При номинальной мощности трансформатора 1000 кВА и выше вместо разъединителя необходимо устанавливать выключатель нагрузки, так как при напряжении 6-20 кВ разъединителем можно отключать ток холостого хода трансформатора мощностью не более 630 кВА.

При сооружении цеховых трансформаторных подстанций предпочтение следует отдавать комплексным трансформаторным подстанциям (КТП), полностью изготовленным на заводах.

1.4.2 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов ГПП

Главные понизительные подстанции и цеховые подстанции желательно выполнять с числом трансформаторов не более двух. Для потребителей третьей и частично второй категории, возможно рассматривать варианты установки одного трансформатора с осуществлением резервного питания от соседней трансформаторной подстанции. Однако, в связи с тем, что подавляющее число электропотребителей являются потребителями 2 категории, этот вариант нецелесообразен

Таким образом, учитывая вышеуказанное, выберем двухтрансформаторную ГПП.

В системах электроснабжения промышленных предприятий мощность силовых трансформаторов должна обеспечить в нормальных условиях питание всех электроприемников.

При выборе мощности трансформаторов следует добиваться как экономически целесообразного режима работы, так и соответствующего обеспечения явного или неявного резервирования питания приемников при отключении одного из трансформаторов, причем нагрузка трансформатора в нормальных условиях не должна (по нагреву) вызывать сокращения естественного срока его службы. Мощность трансформаторов должна обеспечивать потребную мощность в режиме работы после отключения поврежденного трансформатора в зависимости от требований, предъявляемых потребителями данной категории.

Зная расчетную величину нагрузки завода, Sнагр.=2215 кВА и учитывая условия перегрузки, Sр=0,7·Sмах.см, определяем номинальную мощность трансформатора

Sном.тр.≥ / 2 · 0, 7 = 2215 / 1,4 = 1582,1 кВА

Выбираем трансформатор мощностью 1600 кВА.

Проверяем выполнение условия по перегрузке

1,4 Sтр. ≥ Sнагр. 2240 ≥ 2215

Условие выполняется.

По каталожным данным [2] выбираем трансформатор ТМН 1600/110.

Выбранные трансформаторы будут работать с недогрузкой по мощности. Недогрузка будет компенсирована при пуске двух строящихся газонагнетательных станций.

1.5 Выбор схемы электроснабжения предприятия

1.5.1 Общие положения

Схемы электроснабжения промышленных предприятий делятся на схемы внешнего и внутреннего электроснабжения. Схемы электроснабжения выбираются из соображений надежности, экономичности и безопасности. Надежность определяется в зависимости от категории потребителей. Если в числе приемников или потребителей предприятия имеется хотя бы один, относящийся к первой категории, то количество источников питания должно быть не менее двух.

В зависимости от установленной мощности приемников электроэнергии различают объекты большой (75-100 МВт и более), средней (от 5-7 до 75 МВт) и малой (до 5 МВт) мощности. Для предприятий малой и средней мощности, как правило, применяют схемы электроснабжения с одним приемным пунктом электроэнергии (ГПП, ГРП, ТП). Если имеются потребители первой категории, то предусматривают секционирование шин приемного пункта и питание каждой секции по отдельной линии.

Наиболее дешевыми являются схемы с отделителями и короткозамыкателями.

Число секций зависит от числа подключений и принятой схемы внутризаводского распределения электроэнергии. В большинстве случаев число секций не превышает двух. Каждая секция работает раздельно и получает питание от отдельной линии или трансформатора. В нормальном режиме работы секционный аппарат (разъединитель или выключатель) отключен.

Применение секционного выключателя обеспечивает автоматическое включение резерва (АВР), что позволяет использовать такую схему для потребителей любой категории по надежности.

Внутреннее и внешнее электроснабжение потребителей электроэнергии осуществляют с помощью радиальных, магистральных и смешанных схем питания.

Радиальными называют такие схемы, в которых электроэнергию от источника питания (электростанции предприятия, энергосистемы и так далее) передают непосредственно к ПС, без ответвлений на пути для питания других потребителей.