3. Составление и обсчёт группового графика нагрузки
Электрические нагрузки характеризуют потребление электроэнергии отдельными приемниками или группой приёмников, предприятием в целом.
Правильное определение ожидаемых электрических нагрузок при проектировании является основой для рационального электроснабжения промышленного предприятия. От их значения зависят выбор всех токоведущих элементов и аппаратов и технико-экономические показатели проектируемой системы электроснабжения.
На этапе проектирования и при эксплуатации систем электроснабжения основными являются следующие нагрузки: активная мощность Р, реактивная мощность Q, кажущаяся мощность S и ток I. Графики нагрузок разделяют на индивидуальные и групповые.
Групповые графики используются для проектирования систем электроснабжения, а индивидуальные – для определения нагрузок мощных приёмников электроэнергии (электрических печей, преобразовательных агрегатов главных приводов прокатных станов и т.д.). По продолжительности различают суточные и годовые графики нагрузок.
Для комплексного учета нагрузок при проектировании и анализе схемы электроснабжения недостаточно наличия только графиков нагрузки. Необходимо учитывать и ряд дополнительных характеристик. К ним относятся:
1. Номинальная мощность приемника. Групповые номинальные активная и реактивная мощности представляют собой сумму номинальных мощностей отдельных приемников, приведенных к продолжительному режиму (ПВ=100%):
2. Средние активные и реактивные нагрузки приёмника:
3. Среднеквадратичные нагрузки:
4. Максимальные нагрузки Рmax – наибольшие из соответствующих средних величин. Они оцениваются значением и ожидаемой частотой появления за тот или иной период времени.
При наличии данных об удельном расходе электроэнергии на единицу продукции (тонну, штуку и т.д.) wуд и годового выпуска продукции М расчет максимальной нагрузки по цеху можно вести по формуле:
где Тmax – число рабочих часов в году.
5. Расчетная нагрузка по допустимому нагреву – это длительная неизменная нагрузка элемента системы электроснабжения, которая эквивалентна ожидаемой изменяющейся нагрузке по тепловому воздействию.
Для мощностей всегда должно выполняться соотношение:
6. Коэффициент использования равен отношению средней активной мощности отдельного приемника (или группы их) к ее номинальному значению:
7. Коэффициент включения – отношение продолжительности включения приемника в цикле ко всей продолжительности цикла:
8. Коэффициент загрузки – отношение фактически потребляемой приемником активной мощности за время включения в течение цикла к номинальной его мощности:
9. Коэффициент формы графика нагрузок – отношение среднеквадратичной полной мощности приёмника (или группы) за определенный период времени к среднему значению его за тот же период:
10. Коэффициент максимума – отношение расчетной активной мощности к средней нагрузке за исследуемый период времени:
11. Коэффициент спроса по активной мощности – отношение расчетной или потребляемой активной мощности к номинальной активной мощности группы приёмников:
График нагрузки рассчитываем для участка с пятью печами Ц105 и установкой эндогаза. Групповой график составляется на основе индивидуальных графиков силовой нагрузки каждой ЭТУ, так чтобы не было большого пика нагрузки из-за включения всех агрегатов одновременно. На рисунке 2 представлены индивидуальные графики нагрузок печи Ц105 и установки эндогаза. Рисунок 3 представляет собой общий график нагрузки.
Рис.2
Рис 3
1.
2. Для нахождения среднего значения нагрузки необходимо определить площадь, описываемую ломаной группового графика нагрузки. Для этого разобьем на определенное количество прямоугольников.
,
где Pi-мощность выбранного интервала времени,
ti- интервал времени, в течение которого мощность остаётся постоянной.
P∑ = 482·1·18+397·0,2·18=10105,2 кВт
Тогда среднее значение нагрузки будет:
3. Найдём среднеквадратичную мощность:
4. Максимальная мощность
Определим коэффициенты графика нагрузки:
Коэффициент использования:
Коэффициент включения:
Коэффициент загрузки:
Коэффициент формы:
Из рис.1.9./9/ находим .
Расчётная мощность равна:
Коэффициент спроса:
Заявленная мощность:
4. ВЫБОР КОМПЛЕКТНОЙ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ
Комплектной трансформаторной подстанцией (КТП) называется подстанция, состоящая из трансформаторов или преобразователей и блоков КРУ, поставляемых в сборном или полностью подготовленном для сборки виде.
Трансформаторы для КТП должны допускать аварийные перегрузки на 30% сверх номинального тока не более чем 3 ч в сутки, если длительная предварительная нагрузка составляла не более 70% номинального тока трансформатора.
КТП могут быть одно- и двухтрансформаторными с их расположением в один или два ряда.
На проектируемом участке находятся следующие потребители электроэнергии:
Пять печей Ц105 с
Вспомогательные механизмы: вентилятор и механизм подъема крышки
Установка эндогаза ЭМ-60М1 с
Вспомогательные механизмы: привод газодувки
Таблица 4.1 Параметры определения расчетных нагрузок.
|
Электроприемник |
Количество(n) |
Суммарная установленная мощность, кВт |
Расчетные нагрузки |
||||
|
, кВт |
, кВт |
, кВA |
|||||
|
Ц105 |
5 |
525 |
0,8 |
0,9 |
420 |
201,6 |
466,6 |
|
вентилятор |
5 |
5 |
0,75 |
0,8 |
3,75 |
2,8 |
4,68 |
|
механизм подъема крышки |
5 |
5 |
0,75 |
0,8 |
3,75 |
2,8 |
4,68 |
|
установка эндогаза |
1 |
34 |
0,8 |
0,9 |
27,2 |
13,1 |
30,2 |
|
механизм газодувки |
1 |
3 |
0,2 |
0,6 |
0,6 |
0,8 |
1 |
|
Суммарный показатель |
5 |
535 |
- |
- |
455,3 |
221,1 |
507,16 |
Расчет производился по следующим выражениям:
Выбираем следующую КТП:
КТП – 630
Номинальная мощность, кВА 630
Номинальное напряжение, кВ 10/0,4-0,23
Тип силового трансформатора ТМФ
Ставим двухтрансформаторную КТП, общий вид которого представлен на рис.4, для обеспечения необходимой мощности. Все пять печей Ц105 питаются от одного трансформатора КТП, а установка эндогаза ЭН-60М1 и другие установки питается от второго трансформатора КТП.
Рис 4. общий вид двухтрансформаторной КТП – 630:
1 – высоковольтный ввод; 2 –силовой трансформатор; 3 – распределительный шкаф; 4 – шкаф секционного выключателя; 5 − линейный шкаф;
5. РАСЧЕТ ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ШИНАХ КТП.
Питание агрегатов участка и необходимых механизмов осуществляется по схеме представленной на рис. 5. Рассчитаем предложенную схему электроснабжения. Последовательность расчета токов короткого замыкания следующая:
- составляется расчетная схема установки;
- выбирается место условного короткого замыкания;
- задаемся базисными условиями, выражаем сопротивления всех элементов в относительных единицах и составляем схему замещения;
- путем постепенного преобразования сводим расчетную схему к простейшему виду;
- определяем ток короткого замыкания.
При расчетах принимаем следующие допущения:
- в течение всего процесса короткого замыкания ЭДС всех генераторов системы совпадают по фазе;
- не учитывается насыщение магнитных систем, что позволяет считать постоянными и независящими от тока индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи;
- пренебрегают намагничивающими токами силовых трансформаторов;
- не учитывают емкости всех элементов короткозамкнутой цепи, включая и воздушные и кабельные линии;
- считают, что трехфазная система является симметричной.
Исходные данные: схема 2 (Рис.5) задание 2 (Таблица 5.1)
Таблица 5.1
|
Система |
Напряжение, кВ |
220 |
|
Мощность, МВА |
∞ |
|
|
Сопротивление, о.е. |
− |
|
|
ТЭЦ |
генератор |
ТВФ-120-2 |
|
трансформатор |
ТДЦ-125000/220 |
|
|
реактор |
РБДГ 10-4000-0,18 |
|
|
ГПП |
Трансформатор трёхобмоточный |
ТДТН–40000/220 |
|
Длина линий, км |
AL1, AL2 |
150 |
|
AL3, AL4 |
150 |
|
|
CL1, CL2 |
10 |
|
|
CL3, CL4 |
0,3 |
