%                                                                                 (3.3)

и коэффициентом неуравновешенности напряжения — отношением напряжений нулевой последовательности основной частоты Uo к номинальному фазному напряжению Uн:

%                                                                               (3.4)

Коэффициент несимметрии напряжений служит нормированным показателем качества электрической энергии. В соответствии с ГОСТ 13109—97 % длительно допустим на зажимах любого трехфазного симметричного приемника электрической энергии. В случаях, когда коэффициент несимметрии оказывается больше, должны быть приняты меры к его снижению.

Несимметрия напряжений в системах электроснабжения оказывает значительное влияние на работу отдельных элементов сети и приемников электрической энергии. При несимметрии напряжений, обусловленных несимметричной нагрузкой, в статорах синхронных машин проходят токи прямой, обратной и нулевой последовательности, что вызывает нагрев ротора и увеличение вибрации, в некоторых случаях опасной для конструкции машин.

Особенно неблагоприятно несимметрия напряжений сказывается на работе и сроке службы асинхронных машин. При несимметрии напряжений конденсаторные установки неравномерно загружаются реактивной мощностью по фазам, мощность многофазных выпрямителей снижается.

При несимметричном режиме токи нулевой последовательности постоянно проходят через заземлители и отрицательно сказываются на их работе, вызывая высушивание грунта и увеличение сопротивления растеканию. Они оказывают значительное влияние на низкочастотные каналы проводной связи, сигнализации и автоблокировки.

Несинусоидальность формы кривой напряжения и тока. Широкое внедрение приемников электрической энергии с нелинейными вольт-амперными характеристиками, определяемое потребностями увеличения экономической эффективности производства, привело к отрицательному влиянию этих приемников на электрические параметры режима сети.

К элементам систем электроснабжения (СЭС) с нелинейными вольт-амперными характеристиками относятся вентильные преобразователи (ртутные и полупроводниковые), установки электросварки, газоразрядные источники света, а также трансформаторы и электродвигатели. Характерная особенность этих устройств — потребление ими из сети несинусоидальных токов при подведении к их зажимам несинусоидального напряжения.

Высшие гармонические токи и напряжения обусловливают дополнительные потери электроэнергии, приводят к нагреву электрооборудования и увеличивают интенсивность старения его изоляции и изоляции кабелей. Особенно неблагоприятное влияние эти гармоники оказывают на работу конденсаторных батарей, вызывая дополнительные потери и даже выход их из строя.

Токи высших гармоник, проходя по элементам сети, вызывают падения напряжения в сопротивлениях этих элементов, которые, накладывала на основную синусоиду напряжения, приводят к искажению формы кривой напряжения.

Степень несинусоидальности напряжения сети принято характеризовать коэффициентом несинусоидальности напряжения Кнс, который представляет собой отношение действующего значения гармонической составляющей несинусоидального напряжения к напряжению основной частоты, %:

,                                                                            (3.5)

где Uv, U1 — действующие значения соответственно v-й и 1-й гармоник напряжения.

ГОСТ 13109—97 нормирует форму кривой напряжения у приемников электроэнергии, допуская отклонение действующего напряжения всех высших гармоник от действующего напряжения основной частоты не более 5%.

Для снижения уровня влияния высших гармоник на напряжение устанавливают силовые фильтры, уменьшают число фаз I выпрямления.

Отклонение частоты ∆f—разность действительного f и номинального fн значений основной частоты:в Гц

                                                                                       (3.6)

или в %

                                                                                (3.7)

В нормальном режиме работы энергетической системы допускаются отклонения частоты, усредненные за 10 мин, ±0,1 Гц. Допускается временная работа энергетической системы с отклонением частоты, усредненным за 10мин, ±0,2 Гц.

Колебания частоты — это изменения частоты, происходящие со скоростью 0,2 Гц/с. Колебания частоты δf— разность наибольшего fнб и наименьшего fнм значений основной частоты за определенный промежуток времени: в Гц

                                                                                              (3.8)

или в роцентах

.                                                                            (3.9)

В установившемся режиме частота во всей энергетической системе (связанной сетями переменного тока) одинакова и определяется частотой вращения генераторов. Однако частота вращения генераторов определяется частотой вращения первичных двигателей — турбин, которые имеют специальный регулятор частоты вращения (первичное регулирование), обладающий сравнительно большой инерцией (до 5%). Это значит, что частота вращения турбин зависит от механической нагрузки на ее валу и определяется расходом энергоносителя (пар, вода). Электрическая нагрузка турбин непрерывно изменяется, поэтому должна изменяться и частота вращения генераторов (турбогенераторов); при росте нагрузки частота вращения (и частота сети) снижается, а при уменьшении возрастает.

В настоящее время поддержание допустимого размаха колебаний частоты в энергетических системах во время аварийного отключения источников питания обеспечивается устройствами аварийной автоматической разгрузки по частоте (ААРЧ), которые отключают часть менее ответственных потребителей.

Нормализация параметров качества электроэнергии в каждом отдельном случае решается по-разному.

Значения показателей качества электроэнергии должны находиться в допустимых пределах с вероятностью 0,95 за установленный период времени. Показатели качества, выходящие за допустимые пределы с верояностью не более 0,05, должны в случае необходимости ограничиваться по величине и длительности по согласованию с энергоснабжающей организацией.

Согласно ГОСТу, проектные и эксплуатирующие организации должны предусматривать применение экономически обоснованных устройств и мероприятий, обеспечивающих нормированное качество электроэнергии у ее приемников. Решения отдельных организаций по размещению регулирующих и компенсирующих устройств в питающих и распределительных сетях, а также по снижению колебаний, несимметрии и несинусоидальности напряжения должны быть взаимно согласованы на основе технико-экономических обоснований.

Для обеспечения показателей качества электроэнергии у приемников по согласованию между электроснабжающей организацией и потребителем должны быть установлены значения показателей качества электроэнергии на границе раздела балансовой принадлежности электрических сетей. Контроль качества электроэнергии на границе раздела балансовой принадлежности должен осуществляться энергоснабжающей организацией и потребителем. Следует отметить, что практически все показатели качества электроэнергии по напряжению зависят от потребляемой промышленными электроприемниками реактивной мощности. Поэтому вопросы качества электроэнергии необходимо рассматривать в непосредственной связи с вопросами компенсации реактивной мощности.

4 Определение расчетных электрических нагрузок

Начальным этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты на систему электроснабжения, эксплуатационные расходы, надежность работы электрооборудования.

Определение электрических нагрузок производится для правильного выбора количества и мощности трансформаторов, проверки токоведущих элементов по нагреву и потери напряжения, правильного выбора защитных устройств и компенсирующих установок.

Результаты расчетов нагрузок являются исходными материалами для всего последующего проектирования. Для определения расчетных нагрузок групп приемников необходимо знать установленную мощность (сумма номинальных мощностей всех электроприемников группы) и характер технологического процесса.

Расчетная нагрузка определяется для смены с наибольшим потреблением энергии данной группы электроприемников, цехом или предприятием в целом для характерных суток.

4.1 Расчетная нагрузка насосной №2

Расчет ведется по коэффициенту спроса и установленной активной мощности.

Пример расчета:

Насосы:  ,  

                                                                         (4.1)

                                                                          (4.2)

                                                                        (4.3)

кВт.

 кВар.

Результаты расчетов сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 –Электрооборудование насосной №2 завода бензинов.

Суммарные мощности электрооборудования по насосной №2:

кВт.

кВар.

 кВА.

Суммарная средняя мощность всех электроприемников:

 кВт.

Групповой коэффициент использования:

4.2 Расчетные нагрузки для остальных цехов завода

Расчет производится по коэффициенту спроса (КС)

4.2.1 Определение расчетных электрических нагрузок на низшем (0,38кВ) напряжении

Компрессорная №1:

Коэффициент спроса и cosφ зависят от технологии производства и приводятся в отраслевых инструкциях и справочниках.

 кВт; ; cosφ=0,8;

                                                                                      (4.4)

                                                                     (4.5)

 кВт.

 кВар.

Результаты расчета сведены в таблицу 4.2

Таблица 4.2 – Ведомость электрических нагрузок завода

4.2.2 Определение расчетных электрических нагрузок на высшем (6кВ) напряжении

В проектируемом предприятии будет 2 потребителя на 6кВ. Расчет производится по коэффициенту использования (КИ).

Воздушная компрессорная (6кВ):

РУСТ=5300 кВт.

КИ=0,8

cosφ =0.9

                                                                             (4.6)

                                                                      (4.7)

                                                             (4.8)

 кВт.

 кВар.

 кВА.

Газовая компрессорная (6кВ):

РУСТ=2500 кВт.

КИ=0,75

cosφ =0.9

                                                                             (4.9)

                                                                      (4.10)

 кВт.

 кВар.

 кВА.

4.3 Определение расчетной нагрузки электрического освещения

В качестве источников электрического света на промышленном предприятии используются газоразрядные лампы и лампы накаливания.

,                                                                 (4.11)

где F – площадь, м2.

Коэффициент спроса для расчета освещения цехов принимаем равным 0,8

                                                              (4.12)

Пример расчета для воздушной компрессорной:

17 кВт; ;  м2.

 кВт.

 КВар.

Для остальных цехов расчет аналогичен. Результаты расчета сведены в таблицу 3.3

А – длина цеха, м.

В – ширина цеха, м.

Таблица 4.3 – Расчетные нагрузки электрического освещения цехов завода

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10