Введение. 
Разработка рационального электроснабжения

Потребителями электроэнергии городов являются крупные промышленные предприятия, фабрики, заводы, электрический транспорт, жилые и общественные здания, предприятия коммунально-бытового назначении и предприятия, обслуживающие нужды города. Более 70% электроэнергии при этом потребляют промышленные предприятия. Передача электроэнергии от источников к потребителям производится энергетическими системами, объединяющими несколько электростанций. Для обеспечения подачи электроэнергии в необходимом количестве и соответствующего качества от энергосистем к промышленным объектам, установкам, устройствам и механизмам служат системы электроснабжения промышленных предприятий, состоящие и сетей напряжением до 1 кВ и выше и трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций. Электрические сети предприятия (трассы кабельных и воздушных линий, размещение электроустановок и т. д.), как и другие его коммуникации (паропроводы, воздухопроводы и т. д.), являются частью общего комплекса предприятия и должны увязываться с его генеральным планом, строительной и технологической частями. Система электроснабжения промышленных предприятий состоит из питающих, распределительных, трансформаторных и преобразовательных подстанций и связывающих их кабельных и воздушных сетей и токопроводов высокого и низкого напряжения. Электрические схемы предприятий строятся таким образом, чтобы обеспечить удобство и безопасность их обслуживания, необходимое качество электроэнергии и бесперебойность электроснабжения потребителей в нормальных и аварийных условиях.

В системах электроснабжения промышленных предприятий и установок энергои ресурсосбережения достигается главным образом уменьшением потерь электроэнергии при ее передаче и преобразовании, а также применение менее материалоемких и более надежных конструкций всех элементов этой системы. Одним из испробованных путей минимизации потерь электроэнергии является компенсация реактивной мощности потребителей при помощи местных источников реактивной мощности, причем большое значение имеет правильный выбор их типа, мощности, местоположения и способа автоматизации.

Главной задачей проектирования предприятий является разработка рационального электроснабжения с учетом новейших достижений науки и техники на основе технико-экономического обоснования решений, при которых обеспечивается оптимальная надежность снабжения потребителей электроэнергией в необходимых размерах, требуемого качества с наименьшим затратами.

Реализация данной задачи связана с рассмотрением ряда вопросов, возникающих на различных этапах проектирования. При технико-экономических сравнениях вариантов электроснабжения основными критериями выбора технического решения является его экономическая целесообразность, т. е. решающими факторами должны быть стоимостные показатели, а именно — приведенные затраты, учитывающие единовременные капитальные вложения и расчетные ежегодные издержки производства. Надежность системы электроснабжения в первую очередь определяется схемными и конструктивными построениями системы, разумным объемом заложенных в нее резервов, а также надежностью входящего электрооборудования.

При проектировании систем электроснабжения необходимо учитывать, что в настоящее время все более широкое распространение находит ввод, позволяющий по возможности максимально приблизить высшее напряжение (35−330 кВ) к электроустройствам потребителей с минимальным количеством ступеней промежуточной трансформации. Основополагающим принципом при проектировании схем электроснабжения является также отказ от «холодного» резерва. Рациональные схемы решения должны обеспечивать ограничение токов короткого замыкания. В необходимых случаях при проектировании систем электроснабжения должна быть предусмотрена компенсация реактивной мощности. Мероприятия по обеспечению качества электроэнергии должны решаться комплексно и базироваться на рациональной технологии и режиме производства, а также на экономических критериях. При выборе оборудования необходимо стремиться к унификации и ориентироваться на применение комплексных устройств (КРУ, КСО и др.) различных напряжений, мощности и назначения, что повышает качество электроустановки, надежность, удобство и безопасность ее обслуживания.

1. Расчёт электрических нагрузок

Расчётные формулы:

Расчёт:

Рн = Р цеха х Кс = 320×0,5 =160 кВт.

Qн = Pн х tg ц = 160×1,51 = 241,6 кВар

Росв = Руд х F х 10−3 = 18×6093×10−3 = 109 кВт

Рнн = Рн + Росв = 160 + 109 = 269 кВт

Qнн = Qн = 241,6 кВар

Sнн =v Рнн 2 + Qнн2 = v2692 + 241,62 = 361 кВА

Таблица 1 Расчёт электрических нагрузок

• 2. Расчет нагрузочной диаграммы завода
• 1 График нагрузок

Рисунок 1 — График нагрузки «Комбината цветной металлургии»

2 Определим реактивную мах мощность

Qmах = Pmax х tg ц = 9195×1,51 = 13 884 кВар

3 Определим полную мах мощность

кВА 16 718 кВА.

4 Суточной расход электроэнергии по площади графика активной нагрузки n

Wсут = ? х Рн х tн = 0,85×9195×8+1×9195×3+

• 0,85×9195×2+1×9195×3+0,85×9195×1+
• 0,9×9195×5+0,85×9195×2=198 151,51
• 5 Средняя активная мощность за сутки

Рср = Wcут/ Тсут = 198 151,5/24 = 8256,3

мВт.

6 Коэффициент заполнения графика

Кз.г. =.

7 График нагрузок

Рисунок 2 — График нагрузки «Комбината цветной металлургии» .

8 Годовой расход электроэнергии по площади графика активной нагрузки

9 Максимальное время работы трансформатора в год

ч

3. Выбор схемы электроснабжения и рационального напряжения.

Намечаем два варианта электроснабжения по напряжению.

Вариант 1 — 35/10 кВ (рисунок 3).

Рисунок 3 — Схема электроснабжения. Ввод 35 кВ.

Вариант 2 — 110/10 кВ (рисунок 4).

Рисунок 4 — Схема электроснабжения. Ввод 110 кВ.

Для начала расчетов необходимо определиться с капитальными затратами на сооружение каждой схемы. Капитальные затраты — стоимость оборудования на создание схемы.