Проектирование электроснабжения промышленных предприятий нормы технологического проектирования




старонка3/5
Дата канвертавання24.04.2016
Памер0.82 Mb.
1   2   3   4   5

6.4. Цеховые трансформаторные подстанции

6.4.1. Цеховые ТП, питающие силовые и, как правило, осветительные электроприемники промышленных предприятий, являются основными электроустановками систем распределения электроэнергии напряжением до 1 кВ.

6.4.2. Цеховые ТП подразделяются по количеству, единичной мощности, схеме соединения обмоток, способу охлаждения трансформаторов, схеме распределительного устройства низшего напряжения, комплектности поставки. Выбор цеховых ТП, особенно для энергоемких предприятий со значительной низковольтной нагрузкой, должен быть в проекте обоснован.

6.4.3. Количество трансформаторов цеховой ТП определяется, в основном, требованиями надежности питания потребителей.

6.4.3.1. Питание электроприемников I категории следует предусматривать от двухтрансформаторных и трехтрансформаторных подстанций. Трехтрансформаторные подстанции рекомендуется применять в тех случаях, когда имеется возможность примерно равномерно распределить подключаемую нагрузку по секциям распределительного устройства до 1 кВ подстанции.

6.4.3.2.. Двухтрансформаторные и трехтрансформаторные подстанции рекомендуется также применять для питания электроприемников II категории.

6.4.3.3. Двухтрансформаторные и трехтрансформаторные подстанции могут применяться как при сосредоточенной, так и при распределенной нагрузке, питаемой по магистральным сетям. При сосредоточенной нагрузке предпочтение следует отдавать трехтрансформаторным подстанциям.

6.4.3.4. Питание отдельно стоящих объектов общезаводского назначения (насосных, компрессорных станций и т. п.) рекомендуется выполнять от двухтрансформаторных подстанций.

6.4.3.5. Однотрансформаторные подстанции рекомендуется применять для питания электроприемников III категории, если перерыв электроснабжения, необходимый для замены поврежденного трансформатора, не превышает 1 суток.

6.4.3.6. Однотрансформаторные подстанции также могут быть применены для питания электроприемников II категории, если требуемая степень резервирования потребителей обеспечивается кабельными линиями низкого напряжения от другого трансформатора и время замены вышедшего из строя трансформатора не превышает 1 суток.

6.4.3.7. При значительной сосредоточенной нагрузке электроприемников III категории взамен двух однотрансформаторных ТП может быть установлена одна двухтрансформаторная ТП без устройства АВР, с полной нагрузкой трансформаторов в нормальном режиме.

6.4.3.8. При сосредоточенной нагрузке электроприемников II категории значительной мощности может оказаться целесообразным сооружение цеховой ТП, на которой устанавливаются несколько полностью загруженных трансформаторов и один резервный трансформатор, способный заменить любой из трансформаторов группы с помощью трансферной системы шин. Применение подобной ТП целесообразно при количестве полностью загруженных трансформаторов шесть и более.

6.4.4. Мощность трансформаторов двухтрансформаторных и трехтрансформаторных подстанций следует определять таким образом, чтобы при отключении одного трансформатора было обеспечено питание требующих резервирования электроприемников в послеаварийном режиме с учетом перегрузочной способности трансформаторов.

6.4.5. Соотношения между коэффициентами допустимой перегрузки масляных, трансформаторов в послеаварийном режиме, определенными согласно ГОСТ 14209-85 [3], и коэффициентами загрузки трансформаторов в нормальном режиме приведены в табл.




Коэффициент допустимой перегрузку масляного трансформатора, определенный согласно ГОСТ 14209-85

Коэффициент загрузки масляного, трансформатора в нормальном режиме

двухтрансформаторная подстанция

трехтрансформаторная подстанция

1,0

0,5

0,666

1,1

0,55

0,735

1,2

0,6

0,8

1,3

0,65

0,86

1,4

0,7

0,93

6.4.6. Для сухих трансформаторов предельное значение коэффициента допустимой перегрузки трансформатора следует принимать равным 1,2.

6.4.7. При значительном количестве устанавливаемых цеховых ТП и рассредоточенной нагрузке следует производить на основании технико-экономического расчета выбор единичной мощности трансформаторов. Определяющими факторами при выборе единичной мощности трансформатора являются затраты на питающую сеть 0,4 кВ, потери мощности в питающей сети и в трансформаторах, затраты на строительную часть ТП. Допускается при определении единичной мощности трансформатора пользоваться следующими критериями при напряжении питающей сети 0,4 кВ:

при плотности нагрузки до 0,2 кВА/м2 - 1000, 1600 кВА;

при плотности нагрузки 0,2 - 0,5 кВА/м2 - 1600 кВА;

при плотности нагрузки более 0,5 кВА/м2 - 2500, 1600 кВА.

В случаях, когда нагрузка не распределена, а сосредоточена на отдельных участках цеха, выбор единичной мощности трансформаторов цеховых ТП не следует производить по критерию удельной плотности нагрузки.

6.4.8. Для энергоемких производств, при значительном количестве цеховых ТП, рекомендуется унифицировать единичные мощности трансформаторов.

6.4.9. Трансформаторы цеховых ТП мощностью 400 - 2500 кВА выпускаются со схемами соединения обмоток "звезда-звезда" с допустимым током нулевого вывода, равным 0,25 номинального тока трансформатора, или "треугольник-звезда" с нулевым выводом, рассчитанным на ток, равный 0,75 номинального тока трансформатора. По условиям надежности действия защиты от однофазных КЗ в сетях напряжением до 1 кВ и возможности подключения несимметричных нагрузок предпочтительным является применение трансформаторов со схемой соединения "треугольник-звезда".

6.4.10. Выбор исполнения трансформатора по способу охлаждения его обмоток (масляный, сухой, заполненный негорючей жидкостью и др.) определяется в зависимости от условий окружающей среды, противопожарных требований, объемно-планировочных решений производственного здания.

6.4.11. Цеховые двухтрансформаторные ТП могут иметь следующие схемы распределительных устройств низшего напряжения.

6.4.11.1. Одиночная секционированная система сборных шин с фиксированным подключением каждого трансформатора к своей секции через автоматический выключатель, рассчитанный на выдачу мощности трансформатора с учетом его перегрузочной способности. Секционный автоматический выключатель в нормальном режиме отключен. На сборных шинах предусмотрено устройство АВР.

6.4.11.2. С двумя, не связанными непосредственно между собой, секциями сборных шин. Расщепленные выводы каждого трансформатора подключены к разным секциям сборных шин через автоматические выключатели, рассчитанные каждый на выдачу половины мощности трансформатора с учетом его перегрузочной способности. Два из четырех задействованных автоматических выключателя используются для целей резервирования в устройстве АВР.

Такие ТП с трансформаторами мощностью 250, 400, 630 кВА применяются в городских сетях. В настоящее время ведется разработка подобных ТП мощностью 1000, 1600 и 2500 кВА для промышленных предприятий.

6.4.12. Цеховые однотрансформаторные ТП могут иметь следующие схемы распределительных устройств низкого напряжения.

6.4.12.1. Одиночная несекционированная система сборных шин, подключенная к выводу трансформатора через автоматический выключатель, рассчитанный на выдачу полной мощности трансформатора.

6.4.12.2. С двумя несвязанными секциями сборных шин, подключенных к расщепленному выводу трансформатора через автоматические выключатели, каждый из которых рассчитан на выдачу половины полной мощности трансформатора.

6.4.13. Цеховая трехтрансформаторная подстанция имеет распределительное устройство низшего напряжения с шестью секциями сборных шин, каждая из которых подключена через автоматический выключатель к расщепленному выводу трансформатора. Резервирование питания осуществляется тремя автоматическими выключателями, связывающими между собой секции NN 2 и 3, 4 и 5, 1 и 6.

6.4.14. Любые из перечисленных выше схем распределительных устройств низшего напряжения цеховых ТП позволяют осуществить схему блока "трансформатор - магистраль".

6.4.15. Цеховые ТП подразделяются на комплектные подстанции заводского изготовления (КТП) и подстанции, монтируемые на месте строительства (ТП). При проектировании следует отдавать предпочтение КТП, обеспечивающим большую надежность и сокращение сроков строительства.

6.4.16. Цеховые ТП и КТП не должны иметь сборные шины первичного напряжения. Установка отключающего аппарата перед цеховым трансформатором при магистральном питании подстанции обязательна. Глухое присоединение цехового трансформатора может применяться при радиальном питании кабельными линиями по схеме блока "линия-трансформатор", за исключением случаев:

питания от пункта, находящегося в ведении другой эксплуатирующей организации;

необходимости установки отключающего аппарата по условиям защиты.



6.5. Сети до 1 кВ

6.5.1. Электрические сети напряжением до 1 кВ переменного тока на промышленных предприятиях подразделяются на питающие сети до 1 кВ (от цеховых ТП до распределительных устройств до 1 кВ) и распределительные сети до 1 кВ (от РУ до 1 кВ до электроприемников ).

6.5.2. Питающие силовые сети до 1 кВ прокладываются как внутри зданий и сооружений, так и вне их.

6.5.3. Внутрицеховые питающие силовые сети могут выполняться как магистральными, так и радиальными. Выбор вида сети зависит от планировки технологического оборудования, требований по бесперебойности электроснабжения, условий окружающей среды, вероятности изменения технологического процесса, вызывающего замену технологического оборудования, размещения цеховых ТП.

Каждый вид прокладки имеет свою предпочтительную область применения.

6.5.4. Магистральные силовые питающие сети рекомендуется применять:

- в энергоемких производствах при распределении электроэнергии от трансформаторов 1600 и 2500 кВА;

- для обеспечения определенной независимости электроустановок от технологии и строительной части, что важно при возможных изменениях технологического процесса и заменах технологического оборудования, при выполнении проектных и электромонтажных работ в случаях отсутствия полных исходных данных об устанавливаемом технологическом оборудовании;

- при создании модульных сетей для производств с равномерно распределенной нагрузкой по площади цеха.

6.5.5. Для трансформатора мощностью 1000 кВА должна предусматриваться, как правило, одна магистраль, для трансформаторов мощностью 1600 и 2500 кВА - не более двух магистралей. Не следует допускать применение схем распределения электроэнергии, при которых от одного трансформатора отходят несколько радиальных магистралей (шинопроводов) с суммарной пропускной способностью, намного превышающей номинальную мощность трансформатора.

6.5.6. Радиальные внутрицеховые силовые питающие сети должны применяться при неблагоприятной среде помещения (взрывоопасные и пожароопасные установки, наличие проводящей пыли, химически активная среда), при повышенных требованиях по обеспечению бесперебойности питания РУ до 1 кВ.

6.5.7. В тех случаях, когда для конкретного объекта могут быть применены как магистральные, так и радиальные схемы распределения электроэнергии, выбор вида сети следует производить на основании технико-экономического расчета.

6.5.8. Магистральные питающие силовые сети рекомендуется выполнять комплектными магистральными шинопроводами.

6.5.9. Внецеховые питающие силовые сети напряжением до 1 кВ следует выполнять, как правило, радиальными кабельными линиями.

6.5.10. При построении питающей сети до 1 кВ в целях повышения надежности питания рекомендуется руководствоваться следующими общими положениями.

6.5.10.1. РУ до 1 кВ следует размещать вблизи центров нагрузок.

6.5.10.2. Питающие сети до 1 кВ должны формироваться таким образом, чтобы длина распределительной сети до 1 кВ была по возможности минимальной.

6.5.10.3. Питающие сети рекомендуется прокладывать открыто. Применение трубных проводок должно обосновываться.

6.5.10.4. Каждый участок или отделение цеха рекомендуется питать от одного или нескольких РУ до 1 кВ, от которых не должны, как правило, питаться другие участки или отделения цеха. Также желательна привязка цеховых ТП к определенным цехам, если этому не препятствует незначительность электрической нагрузки.

6.5.10.5. При построении питающей сети следует учитывать указания о раздельном учете электроэнергии для различных цехов, если это не приводит к значительному удорожанию питающих сетей.

6.5.11. Применение на промышленных предприятиях питающих силовых сетей постоянного тока общего назначения следует обосновывать в проекте.

6.5.12. Распределительные сети до 1 кВ могут выполняться магистральными или радиальными. Выбор вида сети зависит от планировки и габаритов технологического оборудования, условий среды, особенностей проведения подъемно-транспортных работ в цехе.

6.5.13. Магистральные распределительные сети до 1 кВ рекомендуется выполнять с помощью комплектных распределительных шинопроводов.

6.5.14. Радиальные распределительные сети до 1 кВ следует выполнять при распределении электроэнергии от распределительных щитов, пунктов, щитов и шкафов станций управления, других видов НКУ.


7. Определение электрических нагрузок и расходов электроэнергии
7.1. Определение электрических нагрузок должно производиться при разработке систем электроснабжения промышленных предприятий на всех стадиях проектирования (ТЭО, ТЭР, проект, рабочий проект, рабочая документация).

7.2. При предпроектной проработке (схема развития, ТЗО, ТЭР) должна определяться результирующая электрическая нагрузка предприятия, позволяющая решить вопросы его присоединения к сетям энергосистемы. Ожидаемая электрическая нагрузка определяется либо по фактическому электропотреблению предприятия-аналога, либо по достоверному значению коэффициента спроса при наличии данных о суммарной установленной мощности электроприемников, либо через удельные показатели электропотребления.

7.3. На стадии проект следует производить расчет электрических нагрузок в целях выполнения схемы электроснабжения предприятия на напряжении 6-10 кВ и выше, выбора и заказа электрооборудования подстанций и других элементов электрической сети предприятия. Расчет электрических нагрузок производится параллельно с построением системы электроснабжения в следующей последовательности.

7.3.1. Выполняется расчет электрических нагрузок напряжением до 1 кВ в целом по корпусу (предприятию) в целях выявления общего количества и мощности цеховых ТП.

7.3.2. Выполняется расчет электрических нагрузок на напряжении 6-10 кВ и выше на сборных шинах РП, ГПП, ПГВ.

7.3.3. Определяется расчетная электрическая нагрузка предприятия в точке балансового разграничения с энергосистемой.

7.4. На стадиях рабочий проект и рабочая документация дополнительно к указанным в п. 7.3 расчетам следует выполнить расчет электрических нагрузок питающих сетей напряжением до 1 кВ и на шинах каждой цеховой ТП. Расчет ведется одновременно с построением питающей сети напряжением до 1 кВ. Согласно произведенным расчетам определяются сечения проводников питающих сетей напряжением до 1 кВ и выбор защитных аппаратов, уточняются мощности трансформаторов цеховых ТП.

7.5. Определение электрических нагрузок на стадиях проект, рабочий проект, рабочая документация следует производить согласно разработанным институтом Тяжпромэлектропроект в 1992 г. указаниям по расчету электрических нагрузок [15, 16], заменяющим действующие с 1968 г. "Указания по определению электрических нагрузок в промышленных установках".

Не следует допускать пользование ранее действующими указаниями, приводящими к необоснованному завышению как средних, так и максимальных электрических нагрузок.

7.6. Усовершенствованная методика определения электрических нагрузок базируется на следующих положениях.

7.6.1. Исходными для расчета данными являются таблицы - задания от технологов, сантехников и других смежных подразделений, в которых указываются данные электроприемников.

7.6.2. В расчетах используются содержащиеся в существующих справочных материалах среднестатистические значения коэффициентов использования Ки и коэффициентов реактивной мощности для различных электроприемников.

7.6.3. Приняты следующие постоянные времени нагрева:

для сетей до 1 кВ - 10 мин ;

для сетей выше 1 кВ - 30 мин;

для трансформаторов и магистральных шинопроводов - 150 мин.

7.6.4. Значения коэффициентов расчетных нагрузок Кр определены в зависимости от коэффициента использования, эффективного числа электроприемников и постоянной времени нагрева.

7.6.5. Значения коэффициентов одновременности Ко для определения расчетных нагрузок на шинах 6-10 кВ РП, ГПП определены в зависимости от средневзвешенных коэффициентов использования и числа присоединений 6-10 кВ на сборных шинах РП, ГПП.

7.6.6. Фактические значения расчетных нагрузок могут превышать расчетные с вероятностью не более 0,05.

7.7. Указания не распространяются на определение электрических нагрузок электроприемников с резкопеременными графиками нагрузки (дуговых электропечей, электроприводов прокатных станов, контактной сварки и т. п.), промышленного электрического транспорта, а также электроприемников с известным графиком нагрузки.

7.8. При расчетах электрических нагрузок должны быть определены отдельно нагрузки электроприемников особой группы I категории и нагрузки электроприемников III категории.

7.9. Годовой расход активной и реактивной энергии, потребляемой промышленным предприятием, рекомендуется рассчитывать на основании расчетных электрических нагрузок и годового числа часов использования максимума активной и реактивной мощности.

7.9.1. Годовой расход активной энергии, потребляемой предприятием, следует определять по выражению

,

где Pр - математическое ожидание расчетной активной мощности (нагрузки) на границе балансового разграничения с энергосистемой. Допускается принимать = 0,9 Pр, где Pр - расчетная нагрузка, определенная согласно [15, 16];



Tм - годовое число часов использования максимума активной мощности, определяемое в зависимости от сменности предприятия. Для 1, 2 и 3-сменных предприятий Tм соответственно следует принимать 1900, 3600 и 5100 ч, для непрерывного производства - 7650 ч.

7.9.2. Годовой расход реактивной энергии, не превышающий экономическое значение, следует определять по выражению



,

где Qэ - реактивная мощность в пределах экономических значений, с учетом устанавливаемых на предприятии средств КПМ. Значение Qэ определяется согласно [21, 22];



- годовое число часов использования потребляемой максимальной реактивной мощности, не превышающей экономическое значение.

Значение зависит от режима работы предприятия и напряжения сети энергосистемы, от которой получает питание потребитель.




Режим работы предприятия

1 смена

2 смены

3 смены

Непрерывное производство

, ч

питание от сети 35 кВ

1660

2400

3000

5660

питание от сети 110 кВ

1750

3000

3750

6400

питание от сети 220-330 кВ

1800

3200

4200

6800

питание от сети 500 кВ или на генераторном напряжении

1850

3460

4800

7300

7.9.3. Годовой расход реактивной энергии, превышающий экономическое значение



,

где Qпэ - реактивная мощность, потребляемая из энергосистемы и превышающая экономическое значение;



- годовое число часов использования потребляемой максимальной реактивной мощности, превышающей экономическое значение.

Значения Qпэ и определяются в соответствии с указаниями по выбору средств КРМ в электрических сетях общего назначения [21, 22].




8. Расчеты токов КЗ
8.1. В проекте электроснабжения предприятия должны быть приведены данные расчета токов КЗ, используемые для выбора аппаратов и проводников, для расчетов релейной защиты и параметров качества электроэнергии.

8.2. Расчеты токов КЗ следует производить исходя из полного развития проектируемой системы электроснабжения.

8.3. Методы расчета токов КЗ приведены в следующих стандартах:

ГОСТ 27514-87 - электроустановки переменного тока напряжением свыше 1 кВ;

ГОСТ Р 50270-92 - электроустановки переменного тока напряжением до 1 кВ;

ГОСТ 29176-91 - электроустановки постоянного тока.

Электродинамическое и термическое действия тока КЗ рассмотрены в ГОСТ Р 50254-92.

8.4. Для промышленных предприятий определение токов однофазных КЗ в электроустановках до 1 кВ может производиться, наряду с рекомендуемым ГОСТ Р 50270-92 методом симметричных составляющих, методом петли фаза-нуль [17].

8.5. В зависимости от наличия исходных данных для расчета метод петли фаза-нуль позволяет определять значение тока однофазного короткого замыкания как по сумме активных и индуктивных сопротивлений в фазной и нулевой цепях, так и по сумме полных сопротивлений (z) всех последовательных участков цепи короткого замыкания.

В первом случае, как и в методе симметричных составляющих, учитываются сопротивления всех элементов цепи короткого замыкания, включая сопротивления трансформаторов тока, автоматических выключателей, контактных соединений и электрической дуги. Точность расчета при этом не отличается от точности метода симметричных составляющих, но для расчета не требуется данных по сопротивлениям нулевой последовательности, которые не всегда можно найти для конкретной схемы.

Во втором случае сопротивления отдельных элементов цепи короткого замыкания и электрической дуги не учитываются, так как арифметическое (вместо геометрического) суммирование полных сопротивлений приводит, как правило, к увеличению общего сопротивления короткозамкнутой цепи и как бы компенсирует неучет сопротивлений отдельных элементов.

Расчет тока однофазного короткого замыкания по сумме полных сопротивлений является простым по сравнению с двумя другими методами, но несколько уступает последним в точности результата.

8.6. При расчете тока трехфазного КЗ в установках напряжением до 1 кВ следует учитывать не только индуктивные и активные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи, но и активные сопротивления всех переходных контактов в этой цепи (на шинах, на вводах и выводах аппаратов, разъемные контакты аппаратов и контакт в месте короткого замыкания).

При отсутствии достоверных данных о контактах и их переходных сопротивлениях допускается при расчете токов КЗ в сетях, питаемых трансформаторами мощностью до 2500 кВА включительно, учитывать их суммарное сопротивление введением в расчет активного сопротивления:

8.6.1 для распределительных устройств до 1 кВ цеховых ТП мощностью до 1000 кВА включительно - 0,015 Ом; для распределительных устройств до 1 кВ цеховых ТП мощностью 1600 и 2500 кВА значения активных сопротивлений подлежат уточнению;

8.6.2 для первичных цеховых распределительных пунктов, как и на зажимах аппаратов, питаемых радиальными линиями от щитов подстанций или главных магистралей, - 0,02 Ом;

8.6.3 для вторичных цеховых распределительных пунктов, как и на зажимах аппаратов, питаемых от первичных распределительных пунктов, - 0,025 Ом;

8.6.4 для аппаратуры, установленной непосредственно у электроприемников, получающих питание от вторичных распределительных пунктов, - 0,03 Ом.

8.7. При проектировании системы электроснабжения промышленного предприятия, имеющего в своем составе электроприемники, чувствительные к изменениям показателей качества электроэнергии, следует оптимизировать расчетное значение тока КЗ с учетом двух факторов:

- обеспечения возможности применения электрических аппаратов облегченной конструкции и проводников меньших сечений;

- обеспечения поддержания ПКЭ в нормируемых пределах. В необходимых случаях расчетное значение тока КЗ должно определяться технико-экономическим расчетом по минимуму приведенных затрат на ограничение токов КЗ и меры по поддержанию ПКЭ в нормируемых пределах. Учитывая значительную стоимость технических средств по поддержанию ПКЭ в нормируемых пределах, рекомендуется, как правило, указанные промышленные предприятия подключать к точкам сети энергосистемы с наибольшими токами КЗ.

8.8. В качестве средств ограничения токов КЗ на промышленных предприятиях могут быть применены:

- токоограничивающие реакторы;

- трансформаторы с расщепленной обмоткой низшего напряжения;

- трансформаторы с повышенным значением напряжения короткого замыкания;

- специальные тиристорные быстродействующие токоограничивающие устройства типа ТОУ.

8.9. При необходимости ограничения токов КЗ в РП 6-10 кВ следует производить установку токоограничивающих реакторов на питающих линиях или устанавливать групповые реакторы на отходящих линиях 6-10 кВ с присоединением до 4 линий к одному реактору.

Индивидуальное реактирование отходящих линий должно быть обосновано.

1   2   3   4   5


База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка