Повышение эффективности режимов электропотребления в сети напряжением 6 (10 кВ)

Введение 2
Исходные данные 4
1. Расчет параметров режима в часы минимума нагрузки предприятия 6
1.1. Расчет электрических нагрузок в сетях напряжением до 1кВ 6
1.2. Определение потерь мощности в цеховых трансформаторах 6
1.3. Расчет мощностей, поступающих в кабельные линии, питающие трансформаторы цеховых подстанций с учетом потерь в них 7
1.4. Определение расчетной мощности электродвигателей с учетом потерь в них 8
1.5. Определение мощности, поступающей в кабельные линии, питающие электродвигатели напряжением 6(10) кВ с учетом потерь мощности в них 10
1.6. Определение суммарной мощности, поступающей в сеть напряжением 6(10) кВ 11
1.7. Расчет мощности, поступающей со стороны источника питания в трансформатор ГПП с учетом потерь в нем 11
1.8. Определение напряжения на стороне высшего напряжения трансформатора ГПП 12
2. Расчет параметров режима узла нагрузки промышленного предприятия в часы минимума нагрузки с учетом компенсации реактивной мощности в сетях до и выше 1 кВ (напряжение на шинах низшего напряжения (НН) трансформаторов ГПП – номинальное (6,3 и 10,5 кВ соответственно варианту задания)) 13
2.1. Определение реактивной мощности, которая должна поступать в сеть напряжением до 1 кВ, чтобы обеспечить требования [1] и величины реактивной мощности, требуемых к установке в сети до 1 кВ батарей конденсаторов (БК) 13
2.2. Определение потерь мощности в цеховых трансформаторах 14
2.3. Расчет мощности, поступающей в кабельные линии, питающие трансформаторы цеховых подстанций с учетом потерь в них 15
2.4. Определение суммарной мощности, поступающей в сеть напряжением 6(10) кВ и решение вопросов о необходимости КРМ 16
2.5. Разработка мероприятий по КРМ в сети 6(10) кВ и расчет режима электропотребления после ее осуществления 16
2.6. Определение мощности, поступающей со стороны источника питания в трансформатор ГПП с учетом потерь в нем 17
2.7. Определение напряжения на шинах ВН трансформатора ГПП 17
3. Разработка мероприятий по повышению эффективности режима электропотребления в часы максимальных нагрузок предприятия 18
3.1. Определение суммарной мощности, потребляемой с шин 6(10) кВ ГПП с учетом изменения состава электроприемников и мероприятий по КРМ 18
3.2. Расчет уровней напряжения в сети НН и выбор регулировочных отпаек РПН трансформатора ГПП 19
Список литературы 20

Введение
В настоящее время энергосбережение - одна из приоритетных задач. Это связано с дефицитом основных энергоресурсов, возрастающей стоимостью их добычи, а также с глобальными экологическими проблемами.
Энергосбережение в любой сфере сводится по существу к снижению бесполезных потерь энергии. Анализ потерь в сфере производства, распределения и потребления электроэнергии показывает, что большая часть потерь - до 90% - приходится на сферу энергопотребления, тогда как потери при передаче электроэнергии составляют лишь 9-10%. Поэтому основные усилия по энергосбережению сконцентрированы именно в сфере потребления электроэнергии.
Основная роль в увеличении эффективности использования энергии принадлежит современным энергосберегающим технологиям. Энергосберегающая технология - новый или усовершенствованный технологический процесс, характеризующийся более высоким коэффициентом полезного использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР).
...

Исходные данные
Таблица 1
Силовые трансформаторы ГПП (Т1)
№варианта
Обозначение на схеме
SНОМ, кВА
n, шт
UВН /UНН, кВ
Отпайки РПН
5
Т1
16000
1
115/10,5
± 9x1,78%

Таблица 2
Силовые трансформаторы ЦТП (Т2,3)
№ варианта
Обозначение на схеме
SНОМ, кВА
n, шт
UВН /UНН, кВ
сosср.взв.
kз, о.е.
5
Т2
1600
2
10,5/0,4
0,85
0,80

Т3
1000
2
10,5/0,4
0,86
0,76

Таблица 3
Электродвигатели напряжением 6 (10) кВ (минимальный режим предприятия)
№
варианта
Обозначение
на схеме
Тип двигателя
п, шт
РНОМ, кВт
сosНОМ.
кс, о.е.
кпд,
о.е.
5
М1,4
СД
1
800
0,90
0,8
0,96

М2,5
АД
2
630
0,87
0,7
0,97

М3,6
АД
3
400
0,88
0,6
0,97

Таблица 4
Электродвигатели напряжением 6 (10) кВ (максимальный режим предприятия)
№ варианта
Обозначение
на схеме
Тип
двигателя
п, шт
РНОМ, кВт
сosНОМ.
кс, о.е.
кпд,
о.е.
...

1.1. Расчет электрических нагрузок в сетях напряжением до 1кВ
Расчет нагрузок на стороне низшего напряжения каждого из цеховых трансформаторов произведем по следующим расчетным формулам:
Расчетная активная мощность:

Расчетная активная мощность:

Выполним расчет на примере трансформатора Т2:

Расчет для Т3 выполняется аналогичным образом. Результаты расчетов сведем в таблицу 1.1.
Таблица 1.1
Результат расчета электрических нагрузок
№ п/п
,

,
Т2
1088
0,62
674,28
Т3
653,6
0,59
387,82

1.2. Определение потерь мощности в цеховых трансформаторах
Потери мощности в цеховых трансформаторах, приведенные к ступени высшего напряжения:

Где , Ом и , Ом соответственно активное и реактивное сопротивления трансформатора, приведенные к ступени высшего напряжения

Выполним расчет на примере трансформатора Т2:

Расчет для Т3 выполняется аналогичным образом. Результаты расчетов сведем в таблицу 1.2.
Таблица 1.
...

2.2. Определение потерь мощности в цеховых трансформаторах 14
2.3. Расчет мощности, поступающей в кабельные линии, питающие трансформаторы цеховых подстанций с учетом потерь в них 15
2.4. Определение суммарной мощности, поступающей в сеть напряжением 6(10) кВ и решение вопросов о необходимости КРМ 16
2.5. Разработка мероприятий по КРМ в сети 6(10) кВ и расчет режима электропотребления после ее осуществления 16
2.6. Определение мощности, поступающей со стороны источника питания в трансформатор ГПП с учетом потерь в нем 17
2.7. Определение напряжения на шинах ВН трансформатора ГПП 17
3. Разработка мероприятий по повышению эффективности режима электропотребления в часы максимальных нагрузок предприятия 18
3.1. Определение суммарной мощности, потребляемой с шин 6(10) кВ ГПП с учетом изменения состава электроприемников и мероприятий по КРМ 18
3.2.
...

1.3. Расчет мощностей, поступающих в кабельные линии, питающие трансформаторы цеховых подстанций с учетом потерь в них
Потери мощности в кабельных линиях 6 (10) кВ, питающих цеховые трансформаторы, зависят от сопротивления этих линий и мощности, протекающей по ним.

где , Ом; , Ом – соответственно активное и реактивное сопротивления кабельных линий.
Выполним расчет на примере трансформатора Т2:
, Ом; , Ом

Расчет для Т3 выполняется аналогичным образом. Результаты расчетов сведем в таблицу 1.3.
Таблица 1.3
Результаты расчета потерь мощности в кабельных линиях
№ п/п
, Ом
, Ом
,
,
Т2
0,055
0,013
849,98
197,62
Т3
0,055
0,013
298,43
69,38

Таким образом, мощности, поступающие в кабельные линии, питающие трансформаторы цеховых подстанций (на схеме рис. 1 они обозначены как – для трансформаторов Т2 и – для трансформаторов Т3) будут определяться по формуле:
– Для КЛ3, питающей нагрузку трансформатора Т2

– для КЛ6, питающей нагрузку трансформатора Т6

955,1+j473
1.4.
...