Файл: Дипломного проекта Электроснабжение и электропривод насосной станции.doc
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 347
Скачиваний: 6
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
н группы приемников и коэффициенты мощности cos и спроса Кс данной группы, определяемые по справочным материалам [9, 10]. Данный метод расчета является приближенным, поэтому его применение рекомендуют для предварительных расчетов и определения общезаводских нагрузок.
Расчетную нагрузку группы однородных по режиму работы приемников определяют по формулам [5]:
; (2.65)
; (2.66)
; (2.67)
где tg соответствует cos данной группы приемников.
Определим расчетную нагрузку для группы электроприемников (ЭП) — пожарные насосы.
Расчетные нагрузки группы ЭП по (2.65), (2.66) и (2.67) соответственно:
Рр = 0,8 15 = 12 кВт;
Qp = 12 0,54 = 6,48 кВар;
Определим расчетную нагрузку для группы ЭП, работающих в повторно-кратковременном режиме (ПКР) — сварочные трансформаторы.
Рн = Sн cosн = 162 0,62 = 100,44 кВт;
Определим расчетную нагрузку для группы ЭП, работающих в повторно-кратковременном режиме (ПКР) — сварочные трансформаторы.
Рн = Sн cosн = 162 0,62 = 100.44 кВт;
Расчетные нагрузки группы ЭП по (2.16), (2.17) и (2.18) соответственно:
Рр = 0,4 •155,6 = 62,24 кВт;
Qp = 62,24 1,265= 78,733 кВар;
Для остальных групп ЭП расчеты сведены в табл. 2.1.
Суммарные активные и реактивные нагрузки, по насосной станции в целом, рассчитываются по следующим формулам [11]:
PM = ( PM0,4 + PM10) Kpм + Pm (2.68)
QM = ( QM0,4 + QM10) Kpм + Qm (2.69)
где PM0,4 и QM0,4- суммарная активная и реактивная расчетная нагрузка ЭП напряжением 0.4 кВ;
PM10 и QM10 - суммарная активная и реактивная расчетная нагрузка ЭП напряжением 10 кВ;
Рт, Qт - потери мощности в цеховых трансформаторах;
Крм - коэффициент разновременности максимумов нагрузок отдельных групп приемников.
Потери в трансформаторах цеховых подстанций Р
т и Qт можно определить приближенно, по суммарным значениям нагрузок напряжением до 1000 В [5,11]:
Рт = 0,02 • SM0,4 = 0,02 250,396 = 4,547 кВт;
Qm = 0,1 SM0,4 =0,1 250,396 = 22,736 кВар.
По (2.68): РM = (190,871 + 16000) • 1 + 4,547 = 16169,243 кВт.
При реальном проектировании энергосистема задает экономическую (близкую к оптимальной) величину реактивной мощности Оэ 0,3 PM в часы максимальных (активных) нагрузок системы, передаваемой в сеть потребителя.
Qэ = 0,3 PM = 0,3 16169,243 = 4850,773 кВар.
По этой величине, исходя из баланса реактивных нагрузок на шинах (6-10 кВ) пункта приема электроэнергии (ППЭ), определяется величина компенсирующих устройств:
Qку = QM - Qэ.
В тех случаях, когда величина Qку получается менее 300 кВар, равна нулю или принимает отрицательное значение, то компенсирующих устройств не требуется.
Полная расчетная мощность в общем случае определяется по выражению:
На насосной станции основными ЭП являются синхронные двигатели (СД). Отличительной особенностью СД от других типов электродвигателей является то, что они могут работать с опережающим cos, то есть выдавать в сеть реактивную мощность, минимальную величину которой по условию устойчивой работы СД можно определить по следующей формуле [5, 10]:
; (2.70)
где Рн - номинальная активная мощность СД, кВт;
Кз — коэффициент загрузки СД по активной мощности;
tgн — номинальный коэффициент реактивной мощности.
По (2.70): Qсд.min = (8 • 2000) • 0,925 • (-0,484) = -7163,2 кВар.
Как видно из табл.2.1 насосная станция потребляет реактивную мощность QM0,4 = 162,07 кВар, но учитывая, что насосная станция работает на нефтеперерабатывающем заводе (НПЗ), на котором большое количество потребителей реактивной мощности предполагается, что СД будут выдавать реактивную мощность потребителям НПЗ.
Тогда по (2.69): QM= (162,07 –7163,2) • 1 + 22,736 = -6991,736 кВар.
Полная расчетная мощность в данном случае:
Средневзвешенный коэффициент мощности:
(2.71)
На рис.2.5 - 2.12 приведены графики нагрузок для отдельных групп ЭП и насосной станции в целом.
Насосная станция подает воду на НПЗ, технологический процесс непрерывный, станция работает в 3 смены без выходных дней.
Число часов использования максимума нагрузки насосной станции по рис.2.13:
где Рmax - максимальная активная мощность, потребляемая электроприемниками насосной станции.
Для сравнения, определения расчетную нагрузку насосной станции методом математической статистики. По этому методу расчетную нагрузку группы электроприемников определяют двумя показателями: средней нагрузкой Рср и среднеквадратическим отклонением ср.кв из уравнения [5]:
Для сравнения, определения расчетную нагрузку насосной станции методом математической статистики. По этому методу расчетную нагрузку группы электроприемников определяют двумя показателями: средней нагрузкой Рср и среднеквадратическим отклонением ср.кв из уравнения [5]:
(2.72)
где - принятая кратность меры рассеяния.
При выборе параметров токоведущих частей без учета теплового износа изоляции принимается расчетное значение р = +2.5, то есть расчетная нагрузка в этом случае равна:
Рр = Рср + 2,5 ср.кв.. (2.73)
Средняя нагрузка определяется по формуле:
(2.74)
Среднеквадратичная нагрузка определяется по выражению:
(2.75)
Среднеквадратичное отклонение для группового графика нагрузок определяется по формуле:
(2.76)
Суточный график нагрузок насосной станции представлен на рис. 2.12 (табл. 2.9). По суточному графику нагрузок определяем значения Рср и Рср.кв.
При расчете нагрузок методом математической статистики в качестве максимальной (100% - ной) нагрузке принимаем сумму номинальных мощностей всех электроприемников насосной станции (см. табл. 2.11).
Средняя нагрузка по (2.74):
Среднеквадратичная нагрузка по (2.75):
Расчетная нагрузка по (2.73):
Расчётное значение нагрузки по методу математической статистики получилось больше, чем по методу коэффициента спроса поэтому в дальнейших расчетах будем использовать значение расчетной нагрузки, определенное по методу коэффициента спроса.
3. Выбор системы питания.
3.1. Выбор типа пункта приема электроэнергии.
Система электроснабжения любого промышленного предприятия может быть разделена на две подсистемы: питания, распределения энергии внутри предприятия.
В систему питания входят питающие линии электропередач (ЛЭП) и пункт приема электроэнергии (ППЭ), состоящий из устройства высшего напряжения (УВН), силовых трансформаторов и распределительного устройства низшего напряжения (РУНН).
ППЭ называется электроустановка, служащая для приема электроэнергии от источника питания (ИП) и распределяющая (или преобразующая и распределяющая) ее между электроприемниками предприятия непосредственно или с помощью других электроустановок. Число и тип ППЭ зависят от мощности потребляемой предприятием и от характера размещения электрических нагрузок на его территории.
При близости ИП к потребителям электроэнергии с суммарной потребляемой мощностью в пределах пропускной способности линий 6-10 кВ электроэнергия подводится к РП, которые служат для приема и распределения электроэнергии без ее преобразования или трансформации. От РП электроэнергия распределяется по цеховым ТП 6-10/0,4-0,69 кВ и подводится также к высоковольтным электроприемникам 6 -10 кВ. В этих случаях напряжения питающей и распределительных сетей совпадают.
ГПП называется подстанция, получающая питание от энергосистемы и преобразующая и распределяющая электроэнергию на более низком напряжении (6-35 кВ) по предприятию или по отдельным его районам.
ПГВ называется подстанция с первичным напряжением 35 - 220 кВ, выполненная, как правило, по упрощенным схемам коммутации на первичном напряжении, получающая питание непосредственно от энергосистемы или от УРП данного предприятия или предназначенная для питания отдельного объекта (цеха) или района.
В качестве ППЭ выбираем ПГВ.
3.2. Выбор трансформаторов ППЭ.
Расчетную нагрузку группы однородных по режиму работы приемников определяют по формулам [5]:
; (2.65) ; (2.66) ; (2.67) где tg соответствует cos данной группы приемников.
Определим расчетную нагрузку для группы электроприемников (ЭП) — пожарные насосы.
Расчетные нагрузки группы ЭП по (2.65), (2.66) и (2.67) соответственно:
Рр = 0,8 15 = 12 кВт;
Qp = 12 0,54 = 6,48 кВар;
Определим расчетную нагрузку для группы ЭП, работающих в повторно-кратковременном режиме (ПКР) — сварочные трансформаторы.
Рн = Sн cosн = 162 0,62 = 100,44 кВт;
Определим расчетную нагрузку для группы ЭП, работающих в повторно-кратковременном режиме (ПКР) — сварочные трансформаторы.
Рн = Sн cosн = 162 0,62 = 100.44 кВт;
Расчетные нагрузки группы ЭП по (2.16), (2.17) и (2.18) соответственно:
Рр = 0,4 •155,6 = 62,24 кВт;
Qp = 62,24 1,265= 78,733 кВар;
Для остальных групп ЭП расчеты сведены в табл. 2.1.
Суммарные активные и реактивные нагрузки, по насосной станции в целом, рассчитываются по следующим формулам [11]:
PM = ( PM0,4 + PM10) Kpм + Pm (2.68)
QM = ( QM0,4 + QM10) Kpм + Qm (2.69)
где PM0,4 и QM0,4- суммарная активная и реактивная расчетная нагрузка ЭП напряжением 0.4 кВ;
PM10 и QM10 - суммарная активная и реактивная расчетная нагрузка ЭП напряжением 10 кВ;
Рт, Qт - потери мощности в цеховых трансформаторах;
Крм - коэффициент разновременности максимумов нагрузок отдельных групп приемников.
Потери в трансформаторах цеховых подстанций Р
т и Qт можно определить приближенно, по суммарным значениям нагрузок напряжением до 1000 В [5,11]:
Рт = 0,02 • SM0,4 = 0,02 250,396 = 4,547 кВт;
Qm = 0,1 SM0,4 =0,1 250,396 = 22,736 кВар.
По (2.68): РM = (190,871 + 16000) • 1 + 4,547 = 16169,243 кВт.
При реальном проектировании энергосистема задает экономическую (близкую к оптимальной) величину реактивной мощности Оэ 0,3 PM в часы максимальных (активных) нагрузок системы, передаваемой в сеть потребителя.
Qэ = 0,3 PM = 0,3 16169,243 = 4850,773 кВар.
По этой величине, исходя из баланса реактивных нагрузок на шинах (6-10 кВ) пункта приема электроэнергии (ППЭ), определяется величина компенсирующих устройств:
Qку = QM - Qэ.
В тех случаях, когда величина Qку получается менее 300 кВар, равна нулю или принимает отрицательное значение, то компенсирующих устройств не требуется.
Полная расчетная мощность в общем случае определяется по выражению:
На насосной станции основными ЭП являются синхронные двигатели (СД). Отличительной особенностью СД от других типов электродвигателей является то, что они могут работать с опережающим cos, то есть выдавать в сеть реактивную мощность, минимальную величину которой по условию устойчивой работы СД можно определить по следующей формуле [5, 10]:
; (2.70) где Рн - номинальная активная мощность СД, кВт;
Кз — коэффициент загрузки СД по активной мощности;
tgн — номинальный коэффициент реактивной мощности.
По (2.70): Qсд.min = (8 • 2000) • 0,925 • (-0,484) = -7163,2 кВар.
Как видно из табл.2.1 насосная станция потребляет реактивную мощность QM0,4 = 162,07 кВар, но учитывая, что насосная станция работает на нефтеперерабатывающем заводе (НПЗ), на котором большое количество потребителей реактивной мощности предполагается, что СД будут выдавать реактивную мощность потребителям НПЗ.
Тогда по (2.69): QM= (162,07 –7163,2) • 1 + 22,736 = -6991,736 кВар.
Полная расчетная мощность в данном случае:
Средневзвешенный коэффициент мощности:
(2.71)
На рис.2.5 - 2.12 приведены графики нагрузок для отдельных групп ЭП и насосной станции в целом.
Насосная станция подает воду на НПЗ, технологический процесс непрерывный, станция работает в 3 смены без выходных дней.
Число часов использования максимума нагрузки насосной станции по рис.2.13:
где Рmax - максимальная активная мощность, потребляемая электроприемниками насосной станции.
Для сравнения, определения расчетную нагрузку насосной станции методом математической статистики. По этому методу расчетную нагрузку группы электроприемников определяют двумя показателями: средней нагрузкой Рср и среднеквадратическим отклонением ср.кв из уравнения [5]:
Для сравнения, определения расчетную нагрузку насосной станции методом математической статистики. По этому методу расчетную нагрузку группы электроприемников определяют двумя показателями: средней нагрузкой Рср и среднеквадратическим отклонением ср.кв из уравнения [5]:
(2.72)где - принятая кратность меры рассеяния.
При выборе параметров токоведущих частей без учета теплового износа изоляции принимается расчетное значение р = +2.5, то есть расчетная нагрузка в этом случае равна:
Рр = Рср + 2,5 ср.кв.. (2.73)
Средняя нагрузка определяется по формуле:
(2.74)Среднеквадратичная нагрузка определяется по выражению:
(2.75)Среднеквадратичное отклонение для группового графика нагрузок определяется по формуле:
(2.76)Суточный график нагрузок насосной станции представлен на рис. 2.12 (табл. 2.9). По суточному графику нагрузок определяем значения Рср и Рср.кв.
При расчете нагрузок методом математической статистики в качестве максимальной (100% - ной) нагрузке принимаем сумму номинальных мощностей всех электроприемников насосной станции (см. табл. 2.11).
Таблица 2.11
| Часы | Р,% | Р,кВт | Часы | Р,% | Р,кВт |
| 0 | 98,91887 | 16218,961 | 12 | 99,00769 | 16233,525 |
| 1 | 98,91887 | 16218,961 | 13 | 99,81548 | 16365,972 |
| 2 | 98,91887 | 16218,961 | 14 | 99,75114 | 16355,422 |
| 3 | 98,91887 | 16218,961 | 15 | 99,32982 | 16286,342 |
| 4 | 98,91887 | 16218,961 | 16 | 100,0000 | 16396,226 |
| 5 | 98,91887 | 16218,961 | 17 | 100,0000 | 16396,226 |
| 6 | 98,91887 | 16218,961 | 18 | 99,44982 | 16306,017 |
| 7 | 98,91887 | 16218,961 | 19 | 99,38539 | 16295,453 |
| 8 | 100,0000 | 16396,226 | 20 | 99,06326 | 16242,636 |
| 9 | 100,0000 | 16396,226 | 21 | 99,80674 | 16364,539 |
| 10 | 99,39423 | 16296,903 | 22 | 99,74231 | 16353,975 |
| 11 | 99,32982 | 16286,342 | 23 | 99,09548 | 16247,919 |
Средняя нагрузка по (2.74):
Среднеквадратичная нагрузка по (2.75):
Среднеквадратичное отклонение по (2.76):
Расчетная нагрузка по (2.73):
Расчётное значение нагрузки по методу математической статистики получилось больше, чем по методу коэффициента спроса поэтому в дальнейших расчетах будем использовать значение расчетной нагрузки, определенное по методу коэффициента спроса.
3. Выбор системы питания.
3.1. Выбор типа пункта приема электроэнергии.
Система электроснабжения любого промышленного предприятия может быть разделена на две подсистемы: питания, распределения энергии внутри предприятия.
В систему питания входят питающие линии электропередач (ЛЭП) и пункт приема электроэнергии (ППЭ), состоящий из устройства высшего напряжения (УВН), силовых трансформаторов и распределительного устройства низшего напряжения (РУНН).
ППЭ называется электроустановка, служащая для приема электроэнергии от источника питания (ИП) и распределяющая (или преобразующая и распределяющая) ее между электроприемниками предприятия непосредственно или с помощью других электроустановок. Число и тип ППЭ зависят от мощности потребляемой предприятием и от характера размещения электрических нагрузок на его территории.
При близости ИП к потребителям электроэнергии с суммарной потребляемой мощностью в пределах пропускной способности линий 6-10 кВ электроэнергия подводится к РП, которые служат для приема и распределения электроэнергии без ее преобразования или трансформации. От РП электроэнергия распределяется по цеховым ТП 6-10/0,4-0,69 кВ и подводится также к высоковольтным электроприемникам 6 -10 кВ. В этих случаях напряжения питающей и распределительных сетей совпадают.
ГПП называется подстанция, получающая питание от энергосистемы и преобразующая и распределяющая электроэнергию на более низком напряжении (6-35 кВ) по предприятию или по отдельным его районам.
ПГВ называется подстанция с первичным напряжением 35 - 220 кВ, выполненная, как правило, по упрощенным схемам коммутации на первичном напряжении, получающая питание непосредственно от энергосистемы или от УРП данного предприятия или предназначенная для питания отдельного объекта (цеха) или района.
В качестве ППЭ выбираем ПГВ.
3.2. Выбор трансформаторов ППЭ.