Расчёт мощности и выбора ДЭС

1. Исходные данные.

Выполним расчет мощности и выбора ДЭС исходя из следующих исходных данных:

- суммарной расчетной нагрузки - 1247,58 кВт;

- характера нагрузки - преимущественно индуктивного типа, cos φ =0,84 (н-р насосы и компрессора);

- режим работы (использования) ДЭС- резервный, аварийный источник питания;

- температура окружающей среды-  -55 С -:- +36 С;

- высота над уровнем моря - 1000м;

- степень автоматизации ДЭС - 2-я, согласно ГОСТ Р 53174-2008, дистанционное и

автоматическое управление при пуске, работе и остановке;

- дистанционное управление и дистанционный контроль за работой ДЭС;

- требования к ДЭС по шумовым характеристикам

- специальными шумопоглащающими кожухами или контейнерами;

- место установки ДЭС – на территории промышленного предприятия;

- исполнение - в утепленном контейнере (Север).

- способ питания ДЭС топливом - основным топливным баком, обеспечивающим ее непрерывную работу в номинальном режиме от 6 до 20 часов в зависимости от модели

ДЭС. При необходимости электростанция может быть оснащена дополнительным топливным баком и системой перекачки топлива;

- Необходимость параллельной работы в централизованной электросети – одиночная работа в параллель с сетью.

 2. Определение номинальной мощности ДЭС

Суммарной мощность нагрузки КТП-2х1600 кВА №7 НПЗ составляет: Pрасч.=1247,58 кВт.

При расчетах мощности ДЭС учитываются потери мощности в сетях и на собственные нужды ДЭС.

Номинальная расчетная нагрузка ДЭС в этом случае составит:

Pном. расч. = Pрасч.kпот./kс.н.= 1247,58х1,05/0,97=1350,5 кВт,

где kпот — коэффициент, учитывающий потери мощности в сетях kпот =1,05;

kс.н. — коэффициент, учитывающий расход электроэнергии на собственные нужды ДЭС, kс.н. = 0,95 …0,97.

Полная расчетная мощность составляет S ном. расч. = P ном. расч./cos φ=1350,5/0,84= 1607,7 кВА;

3. Режим работы и мощность выбираемой ДЭС

В режиме постоянной работы рекомендуемая производителем нагрузка не должна превышать 60 …80% мощности ДЭС из соображений достижения максимального срока службы. А при использовании ДЭС в режиме резерва мощность нагрузки должна лежать в пределах 70 …90% от мощности станции.

Это означает, что мощность выбираемой ДЭС для постоянной работы должна превышать мощность нагрузки в 1,25 …1,67 раза, а резервной ДЭС – в 1,11 …1,43 раза.

Следовательно, расчетное значение мощности (Pmax. расч. или Smax. расч.) увеличивается в указанное выше число раз: Pmax. расч. = Pmax.расч.х kмах= 1350,5х1,11=1499,1 кВт,

где kмах — коэффициент, учитывающий достижения максимального срока службы

1,11. При температуре выше+40 С, высоте над уровнем моря более 1000м, коэффициенте активной мощности потребителей (cosф) менее 0,8 и постоянстве величины нагрузки выбираемая ДЭС должна иметь большую мощность.

Величина снижения номинальных рабочих характеристик генератора переменного тока определяется величинами коэффициентов:

k1=1, зависящий от температуры (абсолютная максимальная температура воздуха в

районе строительства +36о С);

k2=1, зависящий от высоты над уровнем моря (до 1000 м),

k3=1, зависящий от cosф (cosф=0,84).

Pmax. расч. = Pmax.расч./k1*k2*k3= 1499,1 /1*1*1 =1499,1 кВт;

S max. расч. = P max. расч./cos φ=1499,1/0,84= 1785 кВА;

Исходя из полученных величин расчетной мощности Pmax. расч. (или Smax. расч.) по таблице окончательно выбирается ДЭС, мощность которой лежит в вычисленном допустимом диапазоне мощностей - 1500 кВт/1785 кВА.

4. Проверка выбора мощности ДЭС с учетом перегрузки дизельной электростанции пиковыми (пусковыми) токами нагрузки.

Мощность наиболее мощного двигателя – АД-0,4кВ ПК-201/1 LR5328E10822 Pдв1=224кВт модуля М200-1, кратность пускового тока — kкр= 7. 

Соответственно запас по мощности должен составлять: Рпик.нагр.дв1= Pдв1хkкр=224*7=1568 кВт.

Чтобы ДЭС обеспечивала пиковую нагрузку, должно выполняться условие

Pпик.нагр.<=Рпер.ДЭС где Pпик.нагр.– пиковая мощность нагрузки;

Рпер.ДЭС– перегрузочная способность ДЭС, т.е. кратковременная (пусковая) нагрузка. В соответствии с СО 153-34.20.501-2003 «Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации» п. 5.1.23. длительная перегрузка генераторов по току сверх значения, допустимого при данных температуре и давлении охлаждающей среды, запрещается. В энергосистемах допускаются кратковременные перегрузки генераторов по току статора при указанной в табл. 5.1 кратности тока, отнесенной к номинальному значению:

- перегрузка 10% в течение 1 часа, 15% в течении 15 мин., 20% в течении 6 мин., 25% в течении 5 мин., 30% в течении 4 мин., 40% в течении 3 мин., 50% в течении 2мин., 100% в течении 1 мин.

Номинальная расчетная нагрузка с учетом потерь в сетях и на собственные нужды ДЭС (без учета наиб. двигателя) составляет:

Pном. расч.1 = (Pном-Pдв1.)*kпот./kс.н.= (1247,58-224)х1,05/0,97= 1108 кВт

Пиковая (максимальная) расчетная нагрузка с учетом перегрузки дизельной электростанции пиковыми (пусковыми) токами нагрузки наиб. двигателя и каскадным (последовательным) запуском двигателей составляет:

Рпик.нагр = Pном. расч.1 + Рпик.нагр.дв1= 1108+1568=2676кВт, 2676 кВт < 1499,1 х2=2998,2 кВт, что соответствует требованиям кратковременного перегруза 100% в течении 1мин. дизельной электростанции пиковыми (пусковыми) токами нагрузки.

Условие Pпик.нагр.<=Рпер.ДЭС выполняется.