Электротехника \ Электроснабжение промышленных предприятий

Упрощенная структура СЭС. Общие требования к СЭС. Классификация ЭП по режиму работы. Характеристика приемников электрической энергии. Определение центра электрических нагрузок предприятия. Определение электрических нагрузок на различных уровнях СЭС

Страницы работы

2 страницы (Word-файл)

Скачать файл

Фрагмент текста работы

1. Упрощенная структура СЭС.

1. – система внешнего электроснабжения.

2. – система внутреннего электроснабжения.

3. – система потребления.

ППЭ - главная подстанция данного объекта:

- подстанция глубокого ввода (ПГВ)

- главная понизительная подстанция (ГПП)

- бывает центральная распределительная подстанция

ГПП – преобразовательная подстанция, для преобразования высшего напряжения источника питания до напряжения потребления.

ПГВ – это подстанция предназначенная для питания одного объекта, как правило с вводом высокого напряжения на территорию предприятия.

ЦРП– применяется при условии, что система имеет класс напряжения 35 кВ и при этом система потребления работает на том же классе напряжения ГПП.

Общая характеристика СЭС.

Общее представление о СЭС может дать структурное исполнение:

ИП – это РУ электрической станции или подстанции, к которому присоединены электрические сети, питающие потребителя электрической энергией.

Независимый ИП – источник питания, схемы и конструктивные исполнения таковы, что при отказе одного из них, снижение качества электрической энергии на другом источнике не превышает установленного предела нормы в любой момент времени.

ППЭ – это электрическая установка, на которую поступает электрическая энергия от внешнего источника питания.

Потребитель электрической энергии – приемник или группа электрических приемников объединенных технологическим процессом и размещенных на определенной территории.

2. Общие требования к СЭС.

1. Надежность питания – бесперебойное снабжение потребителей электрической энергией (с учетом качества электрической энергии).

2. Безопасность при монтаже и эксплуатации.

3. Удобства при эксплуатации.

4. Экономичность (минимальные затраты и минимальные издержки).

5. Выполнение своих функций при определенных условиях.

6. Возможность развития с минимальными затратами.

3. Классификация ЭП.

Согласно ПУЭ (п.1.1.13.) все ЭУ подразделяются на ЭУ до 1 кВ и ЭУ выше 1кВ (по действующему значению напряжения) В тоже время их подразделяют на группы:

1. ЭП 3-х фазного тока до 1000 В, f=50 Гц

2. ЭП 3-х фазного тока выше 1000 В, f=50 Гц

3. ЭП 1-х фазного тока до 1000 В, f=50 Гц

4. ЭП работающие с частотой отличной от 50 Гц

5. ЭП const. тока

Также ЭУ могут подразделяется по режиму работы нейтрали.

4. Категории ЭП по надежности питания.

ЭП 1 категории – ЭП перерыв электроснабжения (ЭС) которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждения дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства.

Из состава 1-ой категории выделяются: особая группа ЭП, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.

1 и особая категории – 2 независимых ИП (может быть 3 ИП и t_{перерыва}= время срабатывания АВР)

ЭП 2 категории – ЭП, перерыв ЭС приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей

2 категория – от 2х независимых ИП (рекомендуется) t_{перерыва}=t_{ручное вкл.} Если 1 ИП то должно быть складской резерв, а аварийные работы не более 1 суток.

ЭП 3 категории – все остальные ЭП, не подходящие под определение 1 и 2 категорий.

3 категория от 1 ИП, при условии что ремонт не более 1 суток.

5. Классификация ЭП по режиму работы.

Все ЭП могут быть подразделены на группы по сходству режимов работы (по сходству графиков нагрузки)

1) ДР – приемники работающие в режиме с продолжительностью неизменной или мало изменяющейся нагрузкой.

2) КР - приемники работающие в режиме кратковременной нагрузки. В этом режиме раб.период ЭП не настолько длителен, что его t⁰C не может достичь предельного значения, а период остановки настолько длителен, что он успевает остыть до t⁰C окружающей среды.

3) ПКР – приемники работающие в повторно-кратковременном режиме работы (ПКР), в котором рабочие периоды работы ЭП чередуются с кратковременными периодами отключения.

- продолжительность включения

Также ЭУ могут подразделяется по режиму работы нейтрали

1) Нормальный режим – установившиеся состояние системы, при котором режим работы можно считать неизменным (раздельная работа ЛЭП, трансформаторов, ограничение токов КЗ).

2) Ремонтный режим – это режим плановых профилактических и капитальных ремонтов, которые, как правило, разрешаются в период снижения нагрузки электроустановки или ее элементов. В ремонтном режиме возможна повышенная нагрузка отдельных оставшихся в работе элементов электроустановки, резервирующих ремонтируемые элементы

3) Аварийный режим - кратковременный режим связанный с нарушением короткого режима работы системы (продолжительность аварийного режима – до включения аварийного участка)

4) Послеаварийный режим – это режим возникший после отключения поврежденного участка системы (продолжительность до восстановления нормального режима работы не более 1 суток)

6. Характеристика приемников электрической энергии.

1. Силовые общепромышленные установки (компрессоры, вентиляторы, насосы и подъемно-транспортные устройства). Как правило, 3-х фазная симметричная нагрузка.

2. Преобразовательные установки (полупроводниковые, установки с ртутными выпрямителями, с двигателями-генераторами, с механическими выпрямителями). Для преобразования 3-х фазного тока в постоянный или 3-х фазного тока промышленной частоты в 3-х фазный или 1-х фазный ток пониженной, повышенной или высокой частоты. Трехфазная симметричная нагрузка.

3. Электрические печи и электротермические установки (печи сопротивления, индукционные печи и установки, дуговые электрические печи, печи со смешанным нагревом). Трехфазная симметричная нагрузка.

4. Сварочные ЭУ. Относятся к приемникам электроэнергии 2-ой категории. Электросварочные установки постоянного тока – трехфазная нагрузка. Эл.сварочные установки переменного тока – однофазная нагрузка с повторно-кратковременным режимом

5. Электрические осветительные установки (длительный режим). Для газоразрядных ламп cosφ=0,6. Для ламп накаливания cosφ=1. Однофазная нагрузка (с несимметрией не более 5-10% при правильной группировке осветительных приборов).

7. Графики электрических нагрузок индивидуальных ЭП.

Следует различать графики индивидуальных и групповых (потребителей) ЭП

Индивидуальные ЭП:

1) График периодический (t_п=const; t_p=const; W₁=W₂=const; t_ц= t_п+ t_p= const)

Мощность потребления одинакова.

2) Почти периодический -циклический (t_п1≠ t_п2≠const; t_p₌const; W₁=W₂=const)

3) Случайный график (t_п≠const; t_p≠const; t_ц ≠const; W₁≠ W₂≠const).

4) Нерегулярный график – потребление мощностей не равно

5) Равномерный график – Р(t)=const

6) Интегральный график – закон изменения неопределенны, усредняют время и интегрируют в ступенчатый.

8. Графики электрических нагрузок группы ЭП.

Годовой график (график упорядоченных диаграмм).

Групповой график активных нагрузок:

Для Сибири: зима – 213 суток, лето – 152 суток.В году 8760 ч.

9. Назначение графиков электрических нагрузок.

Графики нагрузок предназначены для:

- определения времени пуска и останова агрегатов, включения и отключения трансформаторов;

- определения количества выработанной (потребленной) электроэнергии, расхода топлива и воды;

- введения экономичного режима электроустановки;

- планирования сроков ремонтов оборудования;

- проектирования новых и расширения действующих электроустановок;

- проектирования новых и развития существующих энергосистем, их узлов нагрузки и отдельных потребителей электроэнергии.

График электрической нагрузки, показывает изменение электрической величины во времени.

11. Длительный режим работы ЭП.

Работа при постоянной нагрузке в течении такого времени, что температура всех частей машины достигает установившегося значения.

12. Повторно-кратковременный режим работы ЭП.

ПКР – приемники работающие в повторно-кратковременном режиме работы (ПКР), в котором рабочие периоды работы ЭП чередуются с кратковременными периодами отключения.

- коэффициент включения

13. Кратковременный режим работы ЭП.

КР - приемники работающие в режиме кратковременной нагрузки. В этом режиме раб.период ЭП не настолько длителен, что его t⁰C не может достичь предельного значения, а период остановки настолько длителен, что он успевает остыть до t⁰C окружающей среды.

14. Коэффициенты, характеризующие режим работы электроприемников.

- продолжительность включения

15. Номинальная мощность. (определение)

Номинальная величина – это та величина, при которой нагрузка обладает наиболее лучшими технико-экономическими показателями.

- коэффициент мощности (пасп. вел-на).

16. Средняя мощность. (определение)

Средней нагрузкой называется такая нагрузка, работая с которой в течение интересующего промежутка времени, электропотребитель потерял бы то же количество электроэнергии, которое он потребляет в действительности при неравномерной нагрузке.

10. Коэффициенты характеризующие графики нагрузок

1) Коэффициент использования – как для индивидуальных (k_И), так и для групповых (K_И) есть отношение средней активной мощности за наиболее загруженную смену к её номинальному значению.

ввиду того, что средняя мощность меньше номинальной k_И всегда будет ≤1

2) Коэффициент включения приемника k_В называется отношение продолжительности включения в цикле t_В ко всей продолжительности цикла t_Ц(характерен только для индивидуальных графиков или многодвигательного агрегата).

Для группы ЭП:

К_В справочная величина и зависит от технологического процесса.

3) Коэффициент загрузки – определяется как отношение фактически потребляемой ЭП-ом средней мощности за время включения t_В в течение времени цикла t_Ц к его номинальной мощности.

(аналогично все коэффициенты для Q, I )

Для группы ЭП : ;

K_И=K_З+K_В

4) Коэффициент формы графика – характеризует неравномерность графика во времени. Есть отношение квадратичной полной мощности ЭП или группы ЭП к её среднему значению за тот же период.

5) Коэффициент максимума (только для группы ЭП) – отношение расчетной активной к средней за исследуемый период времени.

Рр=Км*Рср.

Км=f(Ки,n_Э), где n_Э – эффективное число ЭП

n – число приемников в реальной группе

- мощность из одной группы.

Если n→∞, m>3, K_И=0.2, то n_Э считается по упрощенной формуле ,

А)Если n_Э по упрощенной формуле > n, то n_Э = n

Б) Если n≤3, то n_Э = n

В) Если все ЭП в группе имеют одинаковую мощность, то n_Э = n

6) Коэффициент спроса – это отношение потребленной мощности (в условиях эксплуатации) или расчетной (в условиях проектирования) к номинальной (установленной) мощности группы приемников. K_c=0,5-0,7.

(при Дл Р.Р. Кс=1);

P_p=K_c·P_н

- при большом числе ЭП.

7) Коэффициент заполнения графика – отношение средней активной мощности к максимальной за исследуемый период времени.

если учесть, что Р_М тоже что Р_Р, то

8) Коэффициент равномерности максимумов (коэффициент одновременности) – отношение расчетной мощности на шинных 6-10 кВ к сумме расчетных мощностей 6-0,4 кВ.

- характеризует смещение максимумов нагрузки. (0,85 ÷1,0)

9) Коэффициент, характеризующий годовой график

Потребление электрической энергии предприятием за 1 год. Время использования максимальных нагрузок в течении года:

где P_m – максимальная мощность; W_Г – энергия потребленная за год.

17. Среднеквадратичная мощность. (определение)

Среднеквадратичную мощность определяют из ступенчатого графика нагрузки:

по среднеквадратичной мощности рассчитываются потери мощности, оценивают эффект снижения потерь мощности в сетях, а так же выбирают элементы электрической сети.