Проектирование системы электроснабжения для предприятия по производству строительных материалов

Наименование цеха	Установленная мощность, кВт	К-т спроса	К-т мощности	Категории потребления
Цементный	387.4	0.8	0.85	1
Асбестовый	309.4	0.9	0.85	1
Стекольный	330.2	0.7	0.85	1
Кирпичный	416	0.7	0.85	2
Деревянных изделий	161.2	0.6	0.8	2
Обжига	390	0.9	0.8	2
ЖБИ	204.1	0.4	0.85	2

1.  Задание

Отрасль промышленности: Производство строительных матерьялов

Таблица 1

Исходные данные

1. 

2. 

Рассчитаем координаты центра активной и реактивной нагрузок.

Координаты центра электрических нагрузок определяются по формулам:

где  P_i,Q_i – значение мощности i – го элемента

X_i,Y_i – значение координаты i –го элемента

Пример расчёта:

3.  Определение активной,  реактивной мощностей и полной мощности предприятия.

При расчёте используется метод установленной мощности и коэффициента спроса.

            Формула для расчёта мощности:

где К_с – коэффициент спроса.  

P_ust – установленная мощность

где К_и.m. – коэффициент несовпадения максимальных нагрузок, принято  К_и.m.=0,9

P_ras, Q_ras – расчётная активная и реактивная мощности соответственно

Таблица 2

Определение расчётных электрических мощностей

Цех	Расчётная активная мощность, кВт	Расчётная реактивная мощность, кВАр	Расчётная полная мощность, кВА
Цементный	309.9	192.1	328.1
Асбестовый	278.5	172.6	294.9
Стекольный	231.1	143.2	244.7
Кирпичный	291.2	180.5	308.3
Деревянных изделий	96.7	72.5	108.3
Обжига	351	263	394.7
ЖБИ	81.6	50.6	86.4
	åPras=1640	åQras=1074	åSras=1764

Пример расчёта:

4.  Определение расчётных токов, сечений кабелей, и проверка их по допустимой потере напряжения  сетей напряжением до 1000 В и выше 1000 В

4.1. Расчёт первого варианта схемы электроснабжения.

Формула для определения расчётных токов:

где  P_ras – расчётная мощность, КВТ;

U_nom – номинальное напряжение, КВ;

cos(φ) – коэффициент мощности.

Так  как мощность будет передаваться по двум кабелям, то величину в числителе делим на два.

Для кабелей напряжением до 1000В сечения выбираются по таблицам, приведённым в ПУЭ, в зависимости от величины расчётного тока.

Для кабелей напряжением выше 1000В сечение рассчитывается по экономичной плотности тока, и выбирается стандартное из ряда сечений:

         

       где  S – сечение кабеля;

 j_ekonom – экономичная плотность тока,  j_ekonom=1,2 принимается по ПУЭ;

             I_ras – расчётный ток, А.

Пример расчета:

Для реализации линий электропередачи в пределах промышленного предприятия вобран кабель марки АСБВ-10 кв., АСБВ-0.4 кв.

Таблица 3

Определение сечения кабеля

Величина тока при передаче мощности по сети напряжением доо 1000 В , A	Маршрут линии	Длина Длинна линии, м	Сечение кабеля, мм2	Маршрут линии	Величина тока при передаче мощности по сети напряжением свыше 1000 В, A	Сечение кабеля, мм2
I1n=263	ТП-1	105	120	ТП-1	I1v=10,5	10
I2n=244	ТП-2	171	95	ТП-2	I2v=9,5	10
I3n=196	ТП-3	175	70	ТП-3	I3v=7,8	6
I4n=247	ТП-4	100	95	ТП-4	I4v=10	10
I5n=87	ТП-5	260	25	ТП-5	I5v=3,5	2,5
I6n=316	ТП-6	062	150	ТП-6	I6v=12,7	10
I7=69	ТП-7	093	10	ТП-7	I7=2,8	2,5

Так как вариант передачи мощности на напряжению до 1000В  является более  приоритетным в экономическом плане (не требуется установка дополнительных понизительных подстанций в каждом отдельном цехе), то сначала выполняем проверку по допустимой потере напряжения для него.

Формула для проверки по допустимой потере напряжения  линии до 1000В:

где l – длина кабельной линии, м

g - удельная проводимость g=57 м/ом×мм² 

При проверке кабель номер 5 сечением 16 мм² не удовлетворяет условию потере напряжения DU=±5%, т.е. DU> DU_доп  ,следовательно, увеличиваем его сечение до 25 мм².

Пример расчета:

Таблица 4

Потери напряжения в кабельной линии

Кабельная линия	1	2	3	4	5	6	7
DU, В	5,9	11	12,7	6,7	18.6	3,2	16,6
DU, %	1,5	2,8	3,2	1,7	4,7	0,8	4,2

Так как требуемую мощность возможно передать по сетям напряжением до 1000В, то вариант передачи мощности по сетям напряжением свыше 1000В не рассматриваем как менее эффективный в экономическом плане.

4.2.  Расчёт второго варианта схемы электроснабжения.

Второй вариант схемы предусматривает наличие распределительного пункта 10кВ и двух подстанций 10/0,4 кВ, в отличие от первого варианта с одной ГПП. Это позволяет уменьшить количество кабеля напряжением до 1000 В крупного сечения, вследствие чего будет осуществлена экономия цветного металла и снижена стоимость кабельных трасс.