Центр электрических нагрузок предприятия необходим для определения места расположения ПГВ (ГПП), с точки зрения экономической целесообразности: наименьший расход проводников (каб. линий, шин, воздушных линий) распределительной системы завода.

Существует несколько методов определения ЦЭН, воспользуемся метолом, основанным на аналогии между центрами масс и электрическими нагрузками цехов. Координаты условного центра определяются по формулам:

, .

Таблица 6

Здесь:

X_i, Y_i – условные ЦЭН цехов, принимаются равными центру тяжести цехов.

– радиус круга, определяющий нагрузку цеха. Нагрузка до 1000 В и выше рассматривается раздельно.

α=Р₀*360/π*r_i²*m – угол осветительной нагрузки.

m – масштаб (m=50 кВт/мм-0.4 кВ, m=100 кВт/мм-6 кВ).

Произведем расчет для модельного цеха:

Р_Рi=509,535 кВт, Р_Оi=26,48 кВт, Х_i=72, Y_i=41, r_i= , ,

Расчет центра электрических нагрузок:

Так как установка ППЭ в точном геометрическом ЦЭН невозможна из-за нехватки место под строительство, то смещаем ППЭ в сторону питания.

Выбор системы питания

Система электроснабжения любого промышленного предприятия может быть разделена условно на две подсистемы – питания и распределения электроэнергии внутри предприятия.

В систему питания входят питающие линии электропередач (ЛЭП) и ППЭ. Для учебного проектирования принято считать, что канализация электрической энергии от источника питания до ППЭ осуществляется двухцепными воздушными линиями электропередач соответствующего напряжения. Поэтому после привязки ППЭ к какому-либо цеху порядок выбора системы питания необходимо проводить в следующей последовательности.

Графики нагрузок ПГВ

Выбор трансформаторов ППЭ производится по ГОСТ 14209–85, которым задаются графики допустимых систематических нагрузок для различных типов трансформаторов.

Прежде чем воспользоваться графиками, необходимо заданный суточный график нагрузки преобразовать в эквивалентный двухступенчатый.

Нагрузочная способность трансформаторов рассчитывается по следующему алгоритму:

1. Исходя из заданного графика нагрузки определяется среднеквадратичное значение полной мощности

 кВА,

где S₁, S₂,…, S_n – нагрузка трансформаторов по полной мощности на различных ступенях графика нагрузки длительностью соответственно t₁, t₂,…, t_n.

2. На ППЭ устанавливаются два трансформатора мощностью

 кВА.

К выбору принимаем трансформатор ТДН-16000/110.

3. Определяем коэффициенты недогрузки и перегрузки.

Так как полная мощность двух трансформаторов больше максимальной суточной нагрузки предприятия, то проверка на перегрузочную способность не требуется.

Коэффициент аварийной перегрузки

.

Коэффициент загрузки:

4. Проверка на перегрузочную способность в ПАР:

Коэффициент начальной загрузки

Коэффициент перегрузки

Значение 0.9К_МАХ равно 1.512. Так как оно больше 1.5, то трансформатор не проходит по перегрузочной способности в ПАР.

Выбираем трансформатор большей мощности ТРДН-25000/110. (трансформатор трехфазный, двухобмоточный с расщепленной обмоткой низкого напряжения, охлаждение масляное с дутьём, регулирование под нагрузкой).

Выбор схемы ППЭ высокого напряжения.

Схемы электроснабжения выбираются из соображений надежности, экономичности и безопасности.

При выборе схемы учитывается класс напряжения, место расположения ППЭ, расстояния от системы (ИП) до завода.

Так как на предприятии имеются потребители второй категории, перерыв электроснабжения которых допускается на время ручного ввода резерва, то присутствует необходимость установки двух силовых трансформаторов. Выбираем следующую схему электроснабжения:

Выбор ВЛЭП проводится по экономической плотности тока.

Экономически целесообразное сечение провода определяется из соотношения:

Где J_ЭК определяем по ПУЭ [2].

где

j_ЭК – экономическая плотность тока, равная 1.0 А/мм².

Выбираем провод марки АС-70 с I_ДОП=265 А.

Проверяем выбранный провод на нагрев по длительно допустимому току:

в нормальном режиме I_P<I_ДОП (72.1 А < 265 А).

в послеаварийном режиме 2I_p<I_ДОП (144.2 А < 265 А)

Проверка по потерям напряжения (ΔUнр<5%, ΔUпар<10%)

Потери напряжения в нормальном режиме:

Потери напряжения в после аварийном режиме:

Принимаем сечение 70 мм².

Выбор рационального напряжения производится на основании ТЭР.

Для рассмотрения предварительных вариантов напряжения питания используется эмпирическая формула:

 кВ.

В нашем случае выбор рационального напряжения питания проводить не нужно, так как в задании дано напряжения питания, равное 110 кВ.

Мощность электроприемников на 6 кВ составляет 58% от суммарной мощности предприятия, поэтому принимаем без технико-экономического обоснования U_рац = 6 кВ:

Суммарная мощность по заводу в целом:

Суммарная мощность шестикиловольтной нагрузки:

Процент шестикиловольтной нагрузки 58%