Электроснабжение насосной станции

При проектировании системы электроснабжения или анализе режимов ее работы потребители электроэнергии (отдельный приемник электроэнергии, группа приемников, цех или завод в целом) рассматривают в качестве нагрузок. Различают следующие виды нагрузок: активную мощность Р, реактивную мощность Q, полную мощность S и ток I.

В практике проектирования систем электроснабжения применяют различные мет

оды определения электрических нагрузок, которые подразделяют на основные и вспомогательные. В первую группу входят методы расчета по:

- установленной мощности и коэффициенту спроса;

- средней мощности и отклонению расчетной нагрузки от средней (статистический метод);

- средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузок;

- средней мощности и коэффициенту максимума (метод упорядоченных

диаграмм).

Вторая группа включает в себя методы расчета по:

- удельному расходу электроэнергии на единицу продукции при заданном объеме выпуска продукции за определенный период времени;

- удельной нагрузке на единицу производственной площади.

Применение того или иного метода определяется допустимой погрешностью расчетов.

Определим расчетные нагрузки насосной станции по методу коэффициента спроса. Для определения расчетных нагрузок по этому методу необходимо знать установленную мощность Рн группы приемников и коэффициенты мощности cosj и спроса Кс данной группы, определяемые по справочным материалам [9, 10]. Данный метод расчета является приближенным, поэтому его применение рекомендуют для предварительных расчетов и определения общезаводских нагрузок.

Расчетную нагрузку группы однородных по режиму работы приемников определяют по формулам [5]:

; (2.65)

; (2.66)

; (2.67)

где tgj соответствует cosj данной группы приемников.

Определим расчетную нагрузку для группы электроприемников (ЭП) — пожарные насосы.

Расчетные нагрузки группы ЭП по (2.65), (2.66) и (2.67) соответственно:

Рр = 0,8 ×15 = 12 кВт;

Qp = 12 × 0,54 = 6,48 кВар;

Определим расчетную нагрузку для группы ЭП, работающих в повторно-кратковременном режиме (ПКР) — сварочные трансформаторы.

Рн = Sн × cosjн = 162 × 0,62 = 100,44 кВт;

Определим расчетную нагрузку для группы ЭП, работающих в повторно-кратковременном режиме (ПКР) — сварочные трансформаторы.

Рн = Sн × cosjн = 162 × 0,62 = 100.44 кВт;

Расчетные нагрузки группы ЭП по (2.16), (2.17) и (2.18) соответственно:

Рр = 0,4 •155,6 = 62,24 кВт;

Qp = 62,24 × 1,265= 78,733 кВар;

Для остальных групп ЭП расчеты сведены в табл. 2.1.

Суммарные активные и реактивные нагрузки, по насосной станции в целом, рассчитываются по следующим формулам [11]:

PåM = ( PåM0,4 + PåM10) × Kpм + DPm (2.68)

QåM = ( QåM0,4 + QåM10) × Kpм + DQm (2.69)

где PåM0,4 и QåM0,4- суммарная активная и реактивная расчетная нагрузка ЭП напряжением 0.4 кВ;

PåM10 и QåM10 - суммарная активная и реактивная расчетная нагрузка ЭП напряжением 10 кВ;

DРт, DQт - потери мощности в цеховых трансформаторах;

Крм - коэффициент разновременности максимумов нагрузок отдельных групп приемников.

Потери в трансформаторах цеховых подстанций DРт и DQт можно определить приближенно, по суммарным значениям нагрузок напряжением до 1000 В [5,11]:

DРт = 0,02 • SåM0,4 = 0,02 × 250,396 = 4,547 кВт;

DQm = 0,1 × SåM0,4 =0,1 × 250,396 = 22,736 кВар.

По (2.68): РåM = (190,871 + 16000) • 1 + 4,547 = 16169,243 кВт.

При реальном проектировании энергосистема задает экономическую (близкую к оптимальной) величину реактивной мощности Оэ » 0,3 × PåM в часы максимальных (активных) нагрузок системы, передаваемой в сеть потребителя.

Qэ = 0,3 × PåM = 0,3 × 16169,243 = 4850,773 кВар.

По этой величине, исходя из баланса реактивных нагрузок на шинах (6-10 кВ) пункта приема электроэнергии (ППЭ), определяется величина компенсирующих устройств:

Qку = QåM - Qэ.

В тех случаях, когда величина Qку получается менее 300 кВар, равна нулю или принимает отрицательное значение, то компенсирующих устройств не требуется.

Полная расчетная мощность в общем случае определяется по выражению:

На насосной станции основными ЭП являются синхронные двигатели (СД). Отличительной особенностью СД от других типов электродвигателей является то, что они могут работать с опережающим cosj, то есть выдавать в сеть реактивную мощность, минимальную величину которой по условию устойчивой работы СД можно определить по следующей формуле [5, 10]:

; (2.70)

где Рн - номинальная активная мощность СД, кВт;

Кз — коэффициент загрузки СД по активной мощности;

tgjн — номинальный коэффициент реактивной мощности.

По (2.70): Qсд.min = (8 • 2000) • 0,925 • (-0,484) = -7163,2 кВар.

Как видно из табл.2.1 насосная станция потребляет реактивную мощность QåM0,4 = 162,07 кВар, но учитывая, что насосная станция работает на нефтеперерабатывающем заводе (НПЗ), на котором большое количество потребителей реактивной мощности предполагается, что СД будут выдавать реактивную мощность потребителям НПЗ.

Тогда по (2.69): QåM= (162,07 –7163,2) • 1 + 22,736 = -6991,736 кВар.

Полная расчетная мощность в данном случае:

Средневзвешенный коэффициент мощности:

(2.71)

На рис.2.5 - 2.12 приведены графики нагрузок для отдельных групп ЭП и насосной станции в целом.

Насосная станция подает воду на НПЗ, технологический процесс непрерывный, станция работает в 3 смены без выходных дней.

Число часов использования максимума нагрузки насосной станции по рис.2.13:

где Рmax - максимальная активная мощность, потребляемая электроприемниками насосной станции.

Для сравнения, определения расчетную нагрузку насосной станции методом математической статистики. По этому методу расчетную нагрузку группы электроприемников определяют двумя показателями: средней нагрузкой Рср и среднеквадратическим отклонением sср.кв из уравнения [5]:

Для сравнения, определения расчетную нагрузку насосной станции методом математической статистики. По этому методу расчетную нагрузку группы электроприемников определяют двумя показателями: средней нагрузкой Рср и среднеквадратическим отклонением sср.кв из уравнения [5]:

 Скачать реферат