Характеристика режима работы проектируемого объекта

На данном этапе проектирования студент должен дать развернутую характеристику проектируемого предприятия: с точки зрения надежности электроснабжения отдельных цехов; состояния среды внутри помещений; классификации помещений по опасности поражения электрическим током; категории помещений по взрыво- и пожароопасности по СНиП II-90-81 и по ПУЭ.

По влажности воздуха внутри: помещения классифицируются на сухие (относительная влажность воздуха <60% при температуре воздуха +20^оС), влажные (60%–75%), периодическое появление конденсата при повышении температуры в помещении), сырые (менее 100%, периодическое появление конденсата при существующей температуре окружающей среды) и особо сырые (≥100%, постоянное наличие конденсата).

Помещение считается жарким, если температура внутри помещения более 35°С.

Согласно СНиП II-4-79 характеристика помещений по пыли делится на:

а) свыше 5 мг/м² пыли, дыма, копоти;

б) от 1 до 5 мг/м² пыли, дыма, копоти;

в) менее 1 мг/м² пыли, дыма, копоти;

г) значительное количество концентрированных паров, кислот, щелочь, газов, способных при соприкосновении образовывать слабые растворы кислот, щелочей, а также обладающих большой коррозионной способностью.

  Все данные по характеристикам сред и помещений необходимо свести в таблицу 1.2

 

Таблица 1.2 – Характеристика сред и помещений   

Наименование цехов	Категория надежности электроприемников	Характеристика среды	Классификация помещений по опасности поражения электрическим током	Категории помещений по
				СНиП	ПУЭ

      Примечание: в таблице могут быть использованы следующие сокращения:

        ПО – помещения с повышенной опасностью по поражению электрическим током;                      

        ОО – помещения  с  особой опасностью по поражению электрическим  током;

  без ПО – помещения без повышенной опасности по поражению электрическим током;

            ρ – пыльное помещение; 

                      х/а – помещения с химически активной средой. 

 

        1.3 Выбор и обработка графиков электрических нагрузок

Далее необходимо выбрать суточный график нагрузки и годовой график по продолжительности для той отрасли промышленности, к которой относится проектируемое предприятие (см. рисунок 1.1, 1.2).

        В таблице 1.3 необходимо представить данные о величине, в %, и продолжительности, в часах, ступеней годового графика по продолжительности.

 

Таблица 1.3 – Расчётные данные для определения Т_м

Номер ступени

Нагрузка, %

Время работы на i-ой cтупени, час.

 

По данным графика определяется время использования максимума нагрузки – Т_м и, затем, время максимальных потерь - t_м.

 

                                                                      (1.1)

 

где Рi – мощность i-й ступени графика, кВт;

   i – продолжительность  i-й ступени графика, ч;

      n – число ступеней годового графика;

P_max – суммарная  максимальная нагрузка, кВт.

                           

                                                                                      (1.2)

 1.4  Характеристика высоковольтных потребителей

К высоковольтным потребителям относятся:

1). ДСП – это трёхфазный электроприёмник с нелинейной нагрузкой. ДСП являются причиной возникновения высших гармоник, что оказывает отрицательное влияние на работу системы электроснабжения. ДСП питаются током промышленной частоты напряжением (6 ¸ 10) кВ через понижающие трансформаторы. В процессе работы, в период расплавления шихты, в ДСП происходят частые технологические короткие замыкания. Короткие замыкания вызывают колебания напряжения на шинах подстанции, что отрицательно сказывается на работе других ЭП. В связи с этим совместная работа потребителей и ДСП от общей подстанции допустима в том случае, если: при питании от мощной энергосистемы суммарная мощность печей не превышает 40% мощности ГПП, а при питании от маломощной системы ­­­­­­­­­­­ – (15 ¸20) %. При этом должно быть разделение ДСП и других потребителей с помощью сдвоенных реакторов или трансформаторов с расщепленными обмотками низкого напряжения.

При наличии в цехе ДСП, которые подключены на общие шины с другими ЭП, нельзя использовать в качестве компенсирующих устройств статические конденсаторы, на которые отрицательно влияют высшие гармоники,.

2). Индукционные печи. Принцип действия основан на нагреве проводящих материалов индукционными токами. Нагрузка характеризуется как спокойная. Броски тока происходят только в момент включения и выключения печи.

3). Синхронные двигатели СД, которые устанавливаются в компрессорных, кислородных, газогенераторных станциях.

Нагрузка СД на валу составляет (50¸100)% от номинальной. При такой нагрузке, а также при регулировании возбуждения электродвигателя, можно использовать электроприводы с СД в качестве компенсаторов реактивной мощности. Компенсирующая способность двигателя определяется нагрузкой на валу, напряжением, подведённым к зажимам двигателя и током возбуждения. При токе возбуждения ниже номинального компенсирующая способность двигателя снижается.

4). Асинхронные двигатели. Для  приводов насосов и других стационарных машин, устанавливаемых во взрывоопасных зонах согласно ПУЭ, в настоящее время применяются двигатели высокого напряжения различных серий.

Каждый АД должен нагружаться не более чем номинальной нагрузкой, в противном случае возможно «опрокидывание» двигателя. Для АД предусматриваются защиты: от перегрузок, вызванных технологическими причинами и затянувшимся пуском или самозапуском; от короткого замыкания; от исчезновения или длительного снижения напряжения.

Питание высоковольтных электроприемников осуществляется от РП, расположенных в цехах, где установлены эти ЭП. Если такие электроприемники имеются в двух-трех рядом расположенных цехах, то их можно питать от одного РП. Допускается питание высоковольтных электроприемников непосредственно от шин ГПП, если они расположены недалеко от нее.

 В качестве коммутационных аппаратов для высоковольтных двигателей, индукционных, тигельных печей и ДСП нужно применять высоковольтные автоматические выключатели.

 

 

2. РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

       2.1 Расчёт силовых электрических нагрузок

В случае, когда нагрузка потребителя задана суммарным значением без указания числа и мощности отдельных электроприемников, максимальная расчетная нагрузка определяется по формулам

                           Р_мс = Р_н × К_с,                                                                                 (2.1) 

                          Q_мс = Р_мс × tgj,

 

                             j = arccosj,

 

где К_с – коэффициент спроса, принимается по справочным данным;

  Р_н – установленная мощность.

При отсутствии значений К_с для каких-либо объектов можно принимать их приближенно, ориентируясь на родственные по технологии производства. Но необходимо помнить, что одинаковые электроприемники, работающие в разных технологических режимах, могут иметь разные коэффициенты спроса.

Результаты расчёта следует представить в таблице 2.1 для напряжения 0.4 и в таблице 2.2 для напряжения 10кВ.

 

Таблица 2.1 – Расчетные силовые нагрузки цехов U_н=0.4кВ

Наименование цехов

Рн,  кВт

Кс

cosφ

tgφ

Pмc, кВт

Qмс, квар

 

Таблица 2.2 – Расчетные силовые нагрузки U_н=10 кВ

Наименование цехов

Рн, кВт

Кс

cosφ

tgφ

Pмc, кВт

Qмс, квар