Характеристика источника питания

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

 

 

Исходными данными для проектирования электроснабжения завода:

- генеральный план проектируемого объекта;

- установленные мощности по цехам;

- суточный и годовой по продолжительности графики нагрузок завода;

- характеристика источника питания;

- характеристика режима работы проектируемого объекта;

- характеристика высоковольтных потребителей.

В таблице 1.1 должны быть представлены: установленные мощности ЭП 0.4 и 10кВ по цехам, размеры цехов, коэффициенты спроса и мощности.

 

Таблица 1.1 – Наименование и установленные мощности цехов                                                                                                                                          

N o п/п	Наименование цехов	Размер, м			Pн, кВт			Кс	Cos j
		L	B	H	0.4 кВ	10кВ
						Кол-во	Рн, кВт

 

 

Характеристика источника питания

Данные энергосистемы: мощность короткого замыкания, сопротивление системы в относительных единицах, приведённое к шинам ВН.

Данные районной подстанции: мощность и напряжение трансформаторов; и при двухставочном тарифе: стоимость электроэнергии α, руб/кВт·ч и плата за заявленную мощность С_рп, руб/кВт·мес. 

 

 

Расчёт освещения дорог

 

Нормирование освещения территории имеет существенное отличие от нормирования освещения помещений цехов. Освещенность открытых площадок предприятий на уровне земли нормируется в соответствии с требованиями СНиП 23-05-95.

Нормируемая освещенность дорог, проездов с интенсивностью движения автомобилей в обоих направлениях 10 – 50 машин в час по оси дороги принимается равной   2 лк.; пожарных проездов, дорог для хозяйственных нужд, подъезды к зданиям, железнодорожных путей, переездов, пешеходных дорожек – 0,5 лк.

Для освещения площадок промышленных предприятий и мест производства постоянных работ рекомендуется применять газоразрядные лампы высокого давления типа ДРЛ, МГЛ, НЛВД, ДКсТ, а также лампы накаливания (галогенные или общего назначения).

Для ограничения слепящего действия установок наружного освещения высота подвески светильников с защитным углом менее 15⁰ определяется по таблице 2.6, с защитным углом 15⁰ и более принимается не меньше 3,5 м над уровнем земли при любых источниках света.

 

Таблица 2.6 – Наименьшая высота установки светильников

Характер светораспределения и тип светильника	Максимальный световой поток ламп в светильниках, установленных на одной опоре, лм	Наименьшая высота установки, м
		При лампах накаливания	При газоразрядных лампах
Полуширокое КСС - Л СПОР-250	Менее 500 500 - 10000 10000 - 20000 20000 - 30000	6,5 7,0 7,5 -	7,0 7,5 8,0 9,0
Широкое, КСС – Ш РКУ-125, РКУ-250, СЗПР-250М, РСУ-250, СППР-125М	Менее 500 500 – 10000 10000 – 20000 20000 - 30000	7,0 8,0 9,0 -	7,5 8,5 9,5 10,5

 

       Светильники для освещения дорог крепятся на металлических или железобетонных опорах. Опоры на пересечении дорог рекомендуется устанавливать до начала закругления тротуаров и не ближе 1,5 м от различного рода въездов.

Расчёт производится точечным методом. На рисунке 2.1 представлена расчётная схема для определения расстояния между светильниками

 

 

Рисунок 2.1 Расположение светильников и контрольной точки

 

 L – расстояние между светильниками;

 а – половина ширины дороги;

 d – расстояние  от точки подвеса светильника до контрольной точки А, расположен-

  ной на оси дороги.

 

Исходными данными для расчета являются: схема расположения светильников; тип светильников и мощность лампы; высота подвеса светильников; ширина дороги; нормированная освещенность, а также коэффициент запаса и тип КСС.

- Нормативная минимальная освещённость Е_н, лк, выбирается по таблице __?__ в зависимости от интенсивности движения транспорта.

- Коэффициент запаса светильника К_з зависит от источника света и принимается для газоразрядных ламп равным 1,5 и для ламп накаливания – 1,3;

- Световой поток ламп ДРЛ, обычно используемых для освещения дорог внутри предприятия равен: при мощности лампы 125 Вт – 5900 лм, при мощности 250 Вт –13000 лм;

       - Минимальная высота подвеса светильника  h_св зависит от величины светового потока и определяется по таблице 2,6.

       - Тип светильников для освещения внутризаводских дорог – РКУ 01.   

       - Искомой величиной является расстояние между опорами.

 

Для определения относительной освещённости предварительно определяется коэффициент ρ³, для этого рассчитывается отношение «а/h_св.». По величине этого отношения по таблице 9.7 /5/ определяются значения   ρ³ и ξ.

                                                                         

Суммарная относительная освещённость

 

                                                                      (2.6)

 

Минимальная освещённость в точке А создаётся одновременно двумя ближайшими светильниками, отсюда

Σε = 2·ε                                                         (2.7)

 

По графикам условных изолюкс, рисунок 9.33 /3/, по величинам ε и ξ определяется η. Далее, снова по таблице 9.7 /3/ по полученному значению η определяется, интерполируя данные, отношение , отсюда находится значение «y».

Тогда шаг светильника

L = 2· y                                                          (2.8)

 

  Принимается средний шаг расстановки светильников L, м. Рассчитывается число светильников, необходимое для освещения дорог предприятия и их суммарная мощность Р_Σ, кВт и Q_Σ, квар. Сеть уличного внутризаводского освещения выполняется кабелем, проложенным в земле.

 

Расчёт охранного освещения

 

Охранное освещение устанавливается по периметру охраняемой зоны, располагаются светильники на опорах вдоль забора. В качестве источника света используются только лампы накаливания. Питание производится от одной из ТП, расположенной ближе к периметру завода. Недопустимо питание от одной ТП рабочего и охранного освещения.

Электрическая сеть охранного освещения выполняется голым проводом.

Расчёт ведётся точечным  методом. Определяется шаг расстановки светильников.

В качестве расчётных данных принимаются:

- тип светильников и мощность лампы;

- нормируемая минимальная освещённость Е_Н=0,5 лк;

- высота расположения светильников (6 м);

- ширина освещаемой зоны (10 м);

- коэффициент запаса светильников с лампами накаливания (К_З=1.3);

- световой поток лампы, лм

На рисунке 2.2 представлена схема для определения расстояния между светильниками

 

Рисунок 2.2 Расположение светильников и контрольной точки

 

Величина светового потока определяется по формуле

 

                                          , 

                                         (2.10)

откуда минимальная освещённость равна

 

.                                            (2.11)

 

Минимальная освещённость в точке А создаётся одновременно двумя ближайшими светильниками, отсюда

Σ ε = 2·ε, лк                                                         (2.12)

 

По рисунку 9.32 /5/, определяется h/d, откуда вычисляется d (проекция светового луча от светильника на плоскость).

Тогда шаг расстановки опор светильников определится по формуле

 

L = 2· ,                                                (2.13)

 

Принимается средний шаг расстановки опор светильников L. Рассчитывается число светильников, необходимое для освещения дорог и их суммарная мощность Р_Σ.

 

 

 2.3.3 Освещение открытых площадок

 

   Для освещения больших площадок перед зданиями (заводоуправление, склады, гаражи и т.д.), можно использовать прожекторы с различными источниками света: ПЗС, ПСМ, ПФС – для ламп накаливания общего назначения; ПЗР, ПЗС-45, ПСМ-50 – для ламп ДРЛ. Для освещения очень больших площадей (строительные объекты, стадионы и т.д.) применяются прожекторы с лампами ДКсТ (мощностью до 20 кВт), устанавливаемые на мачтах высотой 35 – 50 м.

   Прожекторы могут быть установлены на крыше или стенах зданий, расположенных рядом с освещаемой площадкой. Для установки прожекторов применяются  также мачты 

 высотой от10 до 50 м, изготовленные из металла или железобетона. Расстояние между мачтами, предназначенными для установки прожекторов, должно быть в пределах 5-8-кратной высоты мачт. Увеличение расстояния между ними допускается, если освещение обеспечивает только необходимые условия для передвижения транспорта и пешеходов. Расстояние может сокращаться в случае неровного рельефа освещаемой площадки.

Расчёт сводится к определению мощности ламп и числа прожекторов, места и высоты их установки над освещаемой поверхностью, углов наклона и поворота прожекторов в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Для ориентировочных расчетов можно пользоваться методом удельной мощности. Данные приведены в таблице 12.39 /4/ и частично в таблице 2.7.

Коэффициент запаса при расчете прожекторных установок принимается равным 1,5 при лампах накаливания и 1,7 при газоразрядных лампах.

 

Таблица 2.7 – Ориентировочные значения удельной мощности общего прожекторного

освещения

Источник света (тип)	Ширина освещаемой площадки, м	Удельная мощность общего освещения, Вт/м^2 при нормируемой минимальной освещенности, лк
		0,5	1	2	5	10
ЛН	75 – 150	0,65	0,75	0,85
	151 – 300	0,4	0,55	0,70
КГ	75 – 150	0,18	0,45	0,55
	126 – 300	0,15	0,25	0,40
ДРЛ	75 – 250	0,20	0,35	0,45
	251 – 300	0,18	0,30	0,50
МГ	75 – 150	0,18	0,25	0,30
	151 – 350	0,13	0,15	0,20

 

При расчете методом удельных мощностей мощность прожекторной установки определяется по формуле

 

Р_{пр  =}  Р_уд · S_зоны,                                                (2.14)

 

где S_зоны – площадь освещаемой поверхности, м²;

    Р_уд – удельная мощность общего освещения, Вт/м² таблица 12.39 /4/;

    Р_пр – мощность прожекторной установки, Вт.

   Задавшись мощностью лампы Р_Л, определяется число ламп в прожекторной установке

 

,                                                (2.15)

 

По таблице 12.38 /4/ определяется тип прожектора и высота его установки. Окончательно выбирается количество прожекторов. Далее по допустимому току нагрева определяется сечение кабеля.

 

 

Выбор низковольтных БСК

 

 

Выбор комплектные конденсаторные установки напряжением 0,38 кВ с автоматическим регулированием по напряжению заключается в подборе мощности БСК для компенсации реактивной нагрузки на ТП.

       Необходимо выбрать оптимальный вариант, т.е. подобрать мощность и количество БСК на ТП так, чтобы было скомпенсировано максимальное потребление реактивной мощности, но, чтобы суммарная мощность конденсаторной установки не превышала всю реактивной нагрузки ТП. На каждый трансформатор цехового ТП выбирается одинаковое количество БСК одного типа.

 Мощность компенсирующего устройства приходящегося на один трансформатор:

                                                 (3.9)

 

Тип и необходимая мощность конденсаторной установки выбирается по таблице П.Е.2

Пример выбора БСК приведен в таблице 3.5. На шины каждого трансформатора выбрано две батареи БСК (по одной БСК каждого типа), компенсация реактивной мощности составит 275 квар, а на ТП в целом компенсируется 550 квар из 563,174 квар реактивной нагрузки.

Таблица 3.5- Выбор БСК на 0,4 кВ

№ ТП	QНК(ТПi), квар			Количество и тип БСК
1	563,174	2	281,587	2хУКБН-0,38-200-У3, 2хУК3-0,38-75У3	550

 

3.5 Расчёт потерь мощности в трансформаторах на ТП

             

Для определения расчетной нагрузки на шинах ВН подстанций необходимо учитывать потери мощности в трансформаторах цеховых ТП.

В данном пункте выбираются тип трансформаторов на ТП и рассчитываются потери мощности в них

По таблице П.Ж.3 выбираются тип трансформаторов устанавливаемых на ТП. В таблице 3.6 необходимо представить технические данные принятых трансформаторов.

 

Таблица 3.6- Паспортные данные трансформаторов

Тип	кВА	ВН, кВ	НН, кВ	Потери, кВт		, %	, %
				РХ	РК
1	2	3	4	5	6	7	8

 

Расчет потерь мощности в трансформаторах цеховых ТП производится в следующем порядке:

 

1. Реактивная мощность, проходящая через трансформаторы после установки БСК:

                                                                                       (3.10)                   

2. Максимальная мощность нагрузки на ТП с учетом компенсации реактивной мощности на напряжение 0,4 кВ без учета потерь в трансформаторах, рассчитываем по формуле:

                                   ;                                              (3.12) где - суммарная активная нагрузка на каждом ТП (таблица 3.1);

3. Коэффициент загрузки трансформаторов на ТП:

                                                                                                                     (3.13)

4. Реактивная мощность режима холостого хода:

                                                                                                             (3.14)

где - ток холостого хода, % принимаем по таблице 3.6 для каждого типоразмера трансформатора;

5. Реактивная мощность режима короткого замыкания:

                                                                                                               (3.15)

где - напряжение короткого замыкания, % также принимаем по таблице 3.6

6. Приведенные потери активной мощности режима холостого хода трансформатора:

                                                                                                (3.16)

где - коэффициент повышения потерь, для цеховых ТП =0,07кВт/кВар.

-потери активной мощности трансформатора режима холостого хода, кВт принимаем по таблицы 3.3.

7. Приведенные потери активной мощности режима короткого замыкания трансформатора:

                                                                                                   (3.17)

где - потери активной мощности трансформатора режима короткого замыкания;

 

8. Полные приведенные потери активной мощности в трансформаторах ТП:

                                                                                   (3.18)

 

9. Полные приведенные потери реактивной мощности в трансформаторах ТП:

                                                                                 (3.19)

10. Полная активная мощность с учетом потерь в трансформаторах:

                                                                                                 (3.20)

11. Фактическая реактивная мощность, проходящая через трансформаторы ТП

с учетом приведенных потерь в ТП:

                                                                                             (3.21)

12. Полная максимальная мощность нагрузки на ТП с учетом потерь в трансформаторах:

                                                                                        (3.22)

 

Результаты расчетов заносятся в таблицу 3.7

 

Таблица 3.7- Расчетные потери мощности в трансформаторах ТП и расчетные нагрузки на шинах 10 кВ ТП

№ ТП	кВт	квар	квар	квар	кВА	Кз	кВт	квар	кВт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

 

№ ТП	квар	кВт	кВт	кВт	квар	кВт	квар
	11	12	14	15	16	17	18

 

 

Выбор местоположения ГПП

 

Наиболее удачным местом является центр электрических нагрузок, так как уменьшается длина кабельных линий до наиболее мощных потребителей. Если для установки ГПП в центре электрических нагрузок места недостаточно, переносим ГПП на свободное место по направлению к источнику питания. Расположение ГПП на территории завода показать на генплане.

ЛЭП с учетом стоимости ГПП

Технико-экономическое обоснование (ТЭО) производится для выбора на основе сравнения приведенных затрат для напряжения 35 кВ и 110 кв. По итогам расчетов выбирается напряжение питающих линий.

Капитальные затраты рассчитываются по формуле:

 

                                 (6.7)

 

где – - нормативные коэффициенты отчислений: эффективности, амортизации и текущего ремонта, соответственно, принимаются по таблице П.Ж.1;

- полная стоимость сооружения ЛЭП, тыс. руб.;

- полная стоимость оборудования ГПП, тыс. руб.;

- стоимость издержек на потери в ЛЭП, тыс. руб.;

 - стоимость издержек на потери в трансформаторах, тыс. руб.

Стоимость сооружения ЛЭП рассчитывается по формуле:

                                                                                         (6.8)

где - удельная стоимость сооружения 1 км ЛЭП, тыс. руб.; таблицам П.З.1-П.З.4

- коэффициент удорожания;

- длина ЛЭП.

Стоимость оборудования ГПП рассчитывается по формуле:

 

                                                                       (6.9)

где  - стоимость разъединителей, тыс. руб.;

 - стоимость выключателей, тыс. руб.;

 - стоимость ОПН, тыс. руб.;

 - стоимость трансформаторов, тыс. руб.

Стоимость основного оборудования ГПП и линий электропередачи на 2004г. приведены в таблице П.Ж.2

Издержки на потери в ЛЭП рассчитываются по формуле:                                            

                     

;                                                                             (6.10)

где  - стоимость 1 кВт заявленной мощности, руб.

Издержки на потери электроэнергии в трансформаторах рассчитываются по формуле:

                                                                                (6.11)

 

Стоимость 1 кВт заявленной мощности рассчитывается по формуле:

                        ;                                                                                           (6.12)

где C₀- стоимость 1кВт отпускной электроэнергии, руб. (принимается по двухставочному тарифу, на электрическую энергию напряжение 35 или 110кВ, на момент расчетов),

C₀ = 0,79 руб./кВт ч., на U_Н = 110кВ(2006г.)

C₀ = 1,03 руб./кВт ч., на U_Н = 35кВ(2006г.)

 

Результаты расчетов затрат привести в таблице 6.1

 

Таблица 6.1- Суммарные капитальные затраты на оборудование ГПП и на ЛЭП

Наименование	Тип оборудования	Количество, шт. (км.)	Вариант 1 UН=35кВ, тыс.руб.	Вариант 1 UН=110кВ, тыс. руб.
ЛЭП
Трансформаторы ГПП
Выключатели
Разъединители:
ОПН
, руб.
Итого - З

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

 

 

Исходными данными для проектирования электроснабжения завода:

- генеральный план проектируемого объекта;

- установленные мощности по цехам;

- суточный и годовой по продолжительности графики нагрузок завода;

- характеристика источника питания;

- характеристика режима работы проектируемого объекта;

- характеристика высоковольтных потребителей.

В таблице 1.1 должны быть представлены: установленные мощности ЭП 0.4 и 10кВ по цехам, размеры цехов, коэффициенты спроса и мощности.

 

Таблица 1.1 – Наименование и установленные мощности цехов                                                                                                                                          

N o п/п	Наименование цехов	Размер, м			Pн, кВт			Кс	Cos j
		L	B	H	0.4 кВ	10кВ
						Кол-во	Рн, кВт

 

 

Характеристика источника питания

Данные энергосистемы: мощность короткого замыкания, сопротивление системы в относительных единицах, приведённое к шинам ВН.

Данные районной подстанции: мощность и напряжение трансформаторов; и при двухставочном тарифе: стоимость электроэнергии α, руб/кВт·ч и плата за заявленную мощность С_рп, руб/кВт·мес.