АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ РАСЧЕТЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЗАВОДА

AUTOMATED CALCULATION OF THE PLANT ELECTRICAL SUPPLY SYSTEM

Alexey V. Ovsyannikov

master's student Samara State Technical University,

Russia, Samara

АННОТАЦИЯ

Разработано программное обеспечение на основе Excel для автоматизированного расчета электроснабжения промышленного предприятия. Существенно сокращено время, затрачиваемое на расчеты. Благодаря оптимизированным значениям параметров сети достигается снижение энергопотребления.

ABSTRACT

The software is developed on the basis of Excel for the automated calculation of the power supply of an industrial factory. Significantly reduced time spent on calculations. Due to the optimized values of the network parameters power consumption is reduced.

Ключевые слова: САПР, оптимальные параметры, энергопотребление, электроснабжение.

Keywords: CADS, optimal parameters, power consumption, power supply.

Проектирование электроснабжения вручную занимает очень много времени. При проектировании электроснабжения завода приходится учитывать множество факторов, работать с большим количеством информации, производить однотипные расчеты, что может привести к ошибкам. Зачастую их удается выявить не сразу, а это существенно замедляет процесс проектирования.

В настоящее время существует достаточное количество программ для реализации задач проектирования электроснабжения. Поэтому в условиях жесткой конкуренции стоит задача создать такую программу, которая бы удовлетворяла основным требованиям, предъявляемым к системам автоматизированного проектирования (САПР), была понятной и простой, доступной широкому кругу людей, а также предоставляла возможность получить проект системы электроснабжения с пониженным потреблением электроэнергии.

С этой целью было разработано программное обеспечение на основе Excel, обеспечивающее автоматизированный расчет сети электроснабжения завода.

Ввод исходных данных в таблицу считается самым трудоемким, так как даже самая маленькая ошибка может привести к неправильному расчету. Однако по сравнению с расчетами вручную этот недостаток весьма незначителен.

После ввода данных программа автоматически рассчитывает мощности (см. рисунок 1), площадь цеха (столбец K), номинальную мощность трансформатора (столбец M) и удельную плотность расчетной электрической мощности цехов σ_н (столбец L).

Низкая σ_н говорит о нерентабельности установки трансформатора. Таким образом, на основании полученного значения плотности электрической нагрузки можно принять решение об установке трансформатора в каждом цеху. Данная информация носит рекомендательный характер, так как число трансформаторов зависит от категории электроснабжения потребителей. Однако стоит учитывать эти рекомендации, так как следование им позволит существенно повысить энергосбережение и уменьшить стоимость проекта в целом.

Рисунок 1. Расчетные мощности

Далее следует расчет компенсации реактивной мощности (см. рисунок 2). После ввода данных Excel автоматически рассчитывает оптимальные мощности конденсаторных батарей (столбец U) с учетом нормативного и расчетного значения tgφ, полученного после компенсации [1]:

где где Q_тп – реактивная мощность трансформаторной подстанции, кВАр;

Q_кб – реактивная мощность конденсаторной батареи, кВАр;

P_тп – активная мощность трансформаторной подстанции, кВт.

Рисунок 2. Компенсация реактивной мощности

Для того чтобы потребители получали реактивную мощность от конденсаторных батарей, а не от энергосистемы, должно выполняться следующее условие: tgφ <  tgφ_н. Excel рассчитывает мощности конденсаторных батарей в соответствии с этим условием, но в то же время так, чтобы их мощность была минимальна, так как перекомпенсация приводит к излишнему энергопотреблению, а также к удорожанию проекта [2].

Следующим проводится расчет сечений (см. рисунок 3). Энергосистема разбивается на участки, для которых рассчитывается ток (столбец G), и по экономической плотности тока (столбец I) определяется расчетное сечение (столбец J), а потом автоматически, по встроенному справочнику, выбирается ближайшее большее стандартное сечение (столбец K).

Заключительным этапом этого расчета является проверка выбранных сечений на термическую стойкость к токам короткого замыкания. Если линия не прошла проверку, то есть если I_дд < I_ав [3], то в столбец O выводится надпись «НЕ ВЫПОЛНЯЕТСЯ». В этом случае Excel автоматически находит стандартное значение сечения, для которого выполняется условие I_дд > I_ав.

Рисунок 3. Выбор сечений

Проект системы электроснабжения промышленного предприятия должен удовлетворять таким требованиям, как надежность, экономичность, безопасность, удобство эксплуатации, а также многим другим. В современном мире остро встает вопрос об энергосбережении. Таким образом, была создана программа, которая не только может обеспечить данные требования, но и существенно сократить потребление энергии системой. Excel быстро находит оптимальные значения параметров сети. В то же время человек не исключается из процесса проектирования, так как окончательное решение принимает он.

Список литературы:

1. Лыков Ю.Ф. САПР систем электроснабжения. - Самара: Самар. гос. тех. ун-т, 2008.
2. Беляевский Р.В. Вопросы компенсации реактивной мощности. - Кемерово: КузГТУ, 2011.
3. Кабышев А.В., Обухов С.Г. Расчет и проектирование систем электроснабжения объектов и установок. - Томск: ТПУ, 2006.