Электроснабжение промышленных предприятий

 

 

МЕТОД РАСЧЕТА  ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК (КОЭФФИЦИЕНТ СПРОСА)

Метод коэффициента спроса. Для определения расчетных нагрузок по этому методу необходимо знать установленную мощность Р_ном группы приемников и коэффициенты мощности cos φ и спроса К_с,а данной группы, определяемые по справочным материалам.

Расчетную нагрузку группы однородных по режиму работы приемников определяют по формулам:

 

 

 

 

где соответствует cos φ данной группы приемников.

Расчетную нагрузку узла системы  электроснабжения, содержащего группы приемников электроэнергии с различными режимами работы, определяют с учетом разновременности максимумов нагрузки отдельных групп.

Определение расчетной силовой  нагрузки по установленной мощности и коэффициенту спроса является приближенным методом расчета, поэтому его применение рекомендуют для предварительных расчетов и определения общезаводских нагрузок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- учитывает освещение.

 

 

 

№	Наименование  цехов	Кат.	Руст, кВт	Kc	Pp	tg φ	Qp
1	Сборочный цех	II	1200	0,4	480	0,82	393,6
2	Цех сборки щитовых устройств	II	1600	0,4	640	0,78	499,2
3	Инструментальный цех	II	645,1	0,5	322,55	0,76	245,138
4	Механический цех	II	2100	0,35	735	0,85	624,75
5	Штамповочный цех	II	1850	0,7	1295	0,85	1100,75
6	Цех сборки металлоконструкций	II	2000	0,55	1100	0,74	814
7	Электроцех	II	960	0,32	307,2	0,70	215,04
8	Цех литья пластмасс	II	1800	0,75	1350	0,50	675
9	Цех сборки реле	II	1700	0,4	680	0,47	319,6
10	Гальванический цех	II	2500	0,6	1500	0,52	780
11	Цех не стандартного оборудования	II	2400	0,35	840	0,81	680,4
12	Метизный цех	II	2220	0,35	777	0,86	668,22
13	Заводоуправление	III	560	0,6	336	0,63	211,68
14	Котельная	I	2600	0,31	806	0,74	596,44
15	Компрессорная	I	1900	0,7	1330	0,80	1064
16	Насосная	I	1400	0,75	1050	0,66	693
17	Склады	III	400	0,45	180	0,76	136,8
18	Столовая	III	320	0,6	192	0,44	84,48
19	Транспортный цех	III	1300	0,5	650	0,73	474,5
20	Заготовительный цех	II	2600	0,26	676	0,85	574,6
	Σ		32055,1	9,84	15247	14,3	10851,2

 

 

№	Наименование  цехов	F, м2	Руд.осв	Pно	Ксо	Ppo	Pp + Ppo	tg φ1	Sp
1	Сборочный цех	12628	14,3	180,58	0,95	171,55	651,55	0,60	761,21
2	Цех сборки щитовых устройств	9240	14,3	132,13	0,95	125,53	765,53	0,65	913,91
3	Инструментальный цех	8316	14,3	118,92	0,95	112,97	435,52	0,56	499,77
4	Механический цех	11088	14,3	158,56	0,95	150,63	885,63	0,71	1083,81
5	Штамповочный цех	8736	15,6	136,28	0,95	129,47	1424,47	0,77	1800,21
6	Цех сборки металлоконструкций	14125	14,3	201,99	0,80	161,59	1261,59	0,65	1501,40
7	Электроцех	7458	15,6	116,34	0,95	110,53	417,73	0,51	469,83
8	Цех литья пластмасс	14125	12,4	175,15	0,95	166,39	1516,39	0,45	1659,84
9	Цех сборки реле	9690	15,6	151,16	0,95	143,61	823,61	0,39	883,44
10	Гальванический цех	8736	14,3	124,92	0,95	118,68	1618,68	0,48	1796,81
11	Цех не стандартного оборудования	10075	14,3	144,07	0,95	136,87	976,87	0,70	1190,47
12	Метизный цех	5000	14,3	71,50	0,95	67,93	844,93	0,79	1077,23
13	Заводоуправление	8505	9,2	78,25	0,90	70,42	406,42	0,52	458,24
14	Котельная	1664	15,6	25,96	0,85	22,06	828,06	0,72	1020,51
15	Компрессорная	1302	9,1	11,85	0,85	10,07	1340,07	0,79	1711,11
16	Насосная	325	12,0	3,90	0,85	3,32	1053,32	0,66	1260,84
17	Склады	2240	12,0	26,88	0,80	21,50	201,50	0,68	243,55
18	Столовая	360	14,3	5,15	0,95	4,89	196,89	0,43	214,25
19	Транспортный цех	7920	14,3	113,26	0,95	107,59	757,59	0,63	893,92
20	Заготовительный цех	6720	10,0	67,20	0,95	63,84	739,84	0,78	936,76
Σ		148253	270,1	2044,05		1899,44	17146,19		20377,12

 

 

КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

 

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ КОМПЕНСАЦИИ  РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

 

Одним из основных вопросов, решаемых при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий, является вопрос о компенсации реактивной мощности.

Передача значительного  количества реактивной мощности из энергосистемы к потребителям нерациональна по следующим причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и дополнительные потери напряжения в питающих сетях.

Компенсация реактивной мощности с одновременным улучшением качества электроэнергии непосредственно в  сетях промышленных предприятий  является одним из основных направлений сокращения потерь электроэнергии и повышения эффективности электроустановок предприятий.

Ввод источника реактивной мощности приводит к снижению потерь в период максимума нагрузки в среднем на 0,081 кВт/кВАр. В настоящее время степень компенсация в период максимума нагрузки составляет 0,25 кВАр/кВт, что значительно меньше экономически целесообразной компенсации, равной 0,6 кВАр/кВт. Поэтому решение этой проблемы даст большой экономический эффект. Следует отметить, что с точки зрения экономии электроэнергии и регулирования напряжения компенсацию реактивной мощности наиболее целесообразно осуществлять у ее потребителей.

С 1 января 1982 г. введены в  действие новые нормативные документы по компенсации реактивной мощности: «Тарифы на электрическую и тепловую энергию, отпускаемую электростанциями и энергосистемами Министерства энергетики и электрификации», «Правила пользования электрической и тепловой энергией», «Инструкция по системному расчету компенсации реактивной мощности в электрических сетях», «Указания по проектированию компенсации реактивной мощности промышленных предприятий». Перечисленные документы устанавливают порядок определения реактивной мощности, которая может быть передана из энергосистемы в электрическую сеть промышленного предприятия.

При выборе средств компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий необходимо различать по функциональным признакам две группы промышленных сетей в зависимости от состава их нагрузок; 1-я группа — сети общего назначения (сети с режимом прямой последовательности основной частоты 50 Гц); 2-я группа — сети со специфическими нелинейными, несимметричными и резкопеременными нагрузками. Решение задачи компенсации реактивной мощности для обеих групп различно.

На начальной стадии проектирования определяют наибольшие суммарные расчетные активные Яр и реактивные Qp электрические нагрузки предприятия (при естественном коэффициенте мощности) в соответствии с расчетом электрических нагрузок в промышленных установках.

Наибольшая суммарная  реактивная нагрузка предприятия, принимаемая для определения мощности компенсирующих устройств (КУ), равна

 

 

 

где — коэффициент, учитывающий несовпадение по времени наибольших активной нагрузки энергосистемы и реактивной нагрузки промышленного предприятия.

Значения коэффициента несовпадения для всех объединенных энергосистем (ОЭС) принимают в зависимости от отрасли промышленности:

Нефтеперерабатывающая, текстильная	0,95
Черная и цветная  металлургия, химическая, нефтедобывающая, пищевая, строительных материалов, бумажная	0,9
Угольная, газовая, машиностроительная и металлообрабатывающая	0,85
Торфоперерабатывающая, деревообрабатывающая	0,8
Прочие	0,75

 

 

Значения наибольших суммарных  реактивной Q_м1 и активной Р_р нагрузок сообщают в энергосистему для определения экономически оптимальной реактивной (входной) мощности, которая может быть передана предприятию и режимах наибольшей и наименьшей активной нагрузки энергосистемы, соответственно Q_э1 и Q_э2.

По входной реактивной мощности Q_э1 определяют суммарную мощность КУ предприятия, а по значению Q_э2 – регулируемую часть КУ.

Суммарную мощность КУ Q_к1 определяют по балансу реактивной мощности на границе электрического раздела предприятия и энергосистемы в период наибольшей активной нагрузки энергосистемы

 

 

 

Для промышленных предприятий  с присоединенной суммарной мощностью трансформаторов менее 750 кВА значение мощности КУ задается непосредственно энергосистемой и является обязательным при выполнении проекта электроснабжения промпредприятия.

По согласованию с энергосистемой, выдавшей технические условия на присоединение потребителей, допускается принимать большую по сравнению с суммарную мощность КУ (соответственно меньшее значение ), если это снижает приведенные затраты на систему электроснабжения предприятия в целом.

На предприятиях со специфическими нагрузками средства компенсации реактивной мощности (КРМ) должны обеспечивать надлежащие показатели качества электроэнергии у приемников электроэнергии и на границе электрического раздела предприятия и энергосистемы. При питании от отдельного узла сети предприятия только специфических приемников электроэнергии допускается превышение нормированных показателей качества электроэнергии в этом узле при условии обеспечения нормальной работы других электроустановок, питающихся от системы электроснабжения предприятия.

Средствами КРМ являются: в сетях общего назначения — батареи конденсаторов (низшего напряжения — НБК и высшего напряжения — ВБК) и синхронные двигатели (СД); в сетях со специфическими нагрузками, дополнительно к указанным средствам, — силовые резонансные фильтры (СРФ) (называемые также фильтрокомпенсирующими устройствами ФКУ), симметрирующие (СУ) и фильтросимметрирующие устройства (ФСУ), устройства динамической и статической КРМ (прямого или косвенного действия) с быстродействующими системами управления (СТК) и специальные быстродействующие синхронные компенсаторы (ССК).

 

КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В  ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 кВ.

 

К сетям напряжением до 1 кВ на промышленных предприятиях подключается большая часть потребителей реактивной мощности. Коэффициент мощности нагрузки НН обычно не превышает 0,8. Сети напряжением 380 — 660 В электрически более удалены от источников питания, поэтому передача реактивной мощности в сеть НН требует увеличения сечений проводов и кабелей, повышения мощности силовых трансформаторов и сопровождается потерями активной и реактивной мощностей. Затраты, обусловленные перечисленными факторами, можно уменьшить или даже устранить, если осуществлять КРМ непосредственно в сети НН.

Источниками реактивной мощности в сети НН являются СД напряжением 380—660 и конденсаторные батареи. Недостающая часть (нескомпенсированная реактивная нагрузка НН) покрывается перетоком реактивной мощности из сети ВН Q_max,т.

При решении задачи КРМ  требуется установить оптимальное соотношение между источниками реактивной мощности НН и ВН, принимая во внимание потери электроэнергии на генерацию реактивной мощности источниками НН и ВН, потери электроэнергии на передачу Q_max,т из сети ВН в сеть НН и удорожание цеховых ТП в случае загрузки их реактивной мощностью.

Выбор оптимальной мощности НБК осуществляют одновременно с выбором цеховых ТП. Расчетную мощность НБК округляют до ближайшей стандартной мощности комплектных конденсаторных установок (ККУ). Основные технические характеристики нерегулируемых НБК приведены в таблице, а регулируемых по току (Т) и напряжению (Н) — в таблице ниже.