Определение электрических нагрузок РМЦ

6. Определение электрических нагрузок РМЦ

Расчетную нагрузку по РМЦ будем определять методом упорядоченных диаграмм. Согласно этого метода все электроприемники разбиваются на подгруппы с примерно одинаковыми коэффициентами использования k_и и коэффициентами мощности cosj (tgj), затем для каждой подгруппы находят расчетный максимум по формулам:

(1)

 (2)

где kиi –коэффициент использования;

kмi- коэффициент максимума [ ] табл.2.2.

Затем расчетные мощности, как активные, так и реактивные суммируются и получается максимальная нагрузка по РМЦ. Точность определения расчетных нагрузок тем выше, чем больше число подгрупп.

Сформируем подгруппы из электроприемников по одинаковым коэффициентам мощности и коэффициентам использования.

Данные приведены в табл.3

Табл. 3.

№ ЭП	Наименование оборудования	Руст, кВт	Ки	cos
1 Группа
1.	Токарно-винторезный станок	4,6	0,14	0,4
2.	Сверлильный станок	6,9
3.	Универсальный заточный станок	1,25
4.	Намоточный станок	2,8
5.	Сверлильный станок	0,6
6.	Полуавтомат для намотки катушек	1,0
7.	Токарно-винторезный станок	4,6
2 Группа
8.	Токарно-револьверный станок	5,5	0,14	0,5
9.	Фрезерный станок	3,5
10.	Токарный станок	4,5
11.	Таль электрическая	0,85
3 Группа
12.	Кран-балка электричесекая	3,06	0,2	0,5
13.	Отрезной станок	1,9
14.	Тельфер	0,85
15.	Кран-балка электрическая	3,06
16.	Горно-коксовое	0,8
4 Группа
17.	Трубоотрезной станок	2,8	0,2	0,65
18.	Станок труботочильный	7,0

5 Группа
19.	Машина эл.сварочная точечная	37,64	0,35	0,6
20.	Машина эл.сварочная шовная	12,55
6 Группа
21.	Трансформатор сварочный	4,65	0,35	0,65
7 Группа
22.	Вентилятор	7,0	0,8	0,8
23.	Вентилятор	4,5
24.	Вентилятор	10,0
25.	Вентилятор дутьевой	1,2
26.	Вентилятор вытяжной	7,0
27.	Вентилятор	7,0
28.	Вентилятор	7,0
8 Группа
29.	Печь муфельная	2,2	0,8	0,95
30.	Сушильный шкаф	6,0
9 Группа
31.	Высокочастотная установка	25	0,8	0,4

Полный расчет приводится только для одной подгруппы (первой) для остальных полученные величины сведены табл. 4

Необходимо также учесть что для сварочных аппаратов и подъемных машин расчетные нагрузки считаются через продолжительность включения.

Для подъемного оборудования ПВ = 0,4

Для сварочных аппаратов ПВ = 0,7

Для примера рассмотрим расчет для первой подгруппы. Параметры этих электроприемников cosj = 0.4, k_И = 0,14;

 кВт (3)

Найдем эффективное количество электроприемников.

 (4)

Округляем до меньшего ближайшего целого числа и принимаем эффективное число электроприемников равным 4.

Таким образом, получаем, что расчетная нагрузка имеет следующую величину:

кВт (5)

 кВар (6)

Где  определяется по формуле:

(7)

Результаты расчетов сведены в табл.4.

Для расчета мощности по РМЦ в целом найдем средневзвешенные коэффициенты

 и .

 (8)

(9)

№ П/г	Наименование станка	Рn,кВт	n		kи	nэ	km	Рр,кВт	Qр,кВт
1.	Токарно-винторезный	4,6	2	0,4/2,3	0,14	4	2,35	10,5	4,62
	Шлифовальный	10,2	1
	Сверлильный	6,9	1
	Универсальн. заточный	1,25	1
	Намоточный	2,8	1
	Сверлильный	0,6	1
	Полуавтомат для н.к.	1,0	1
2.	Токарно-револьверный	5,5	1	0,5/1,7	0,14	3	2,89	5,8	3,19
	Фрезерный	3,5	1
	Токарный	4,5	1
	Таль электрическая	0,85	1
3.	Кран-балка	3,06	2	0,5/1,7	0,2	3	2,31	4,46	2,45
	Отрезной	1,9	1
	Тельфер	0,85	1
	Горно-коксовое	0,8	1
4.	Трубоотрезной	2,8	1	0,65/1,2	0,2	1	4	7,84	5,6
	Труботочильный	7,0	1
5.	Машина св. точечная	37,64	1	0,6/1,33	0,35	1	2	35,13	23,18
	Машина св. шовная	12,55	1
6.	Трансформатор св.	4,65	1	0,65/1,2	0,35	1	2	3,25	2,32
7.	Вентилятор	7,0	3	0,8/0,75	0,8	6	1	34,96	30,76
	Вентилятор	4,5	1
	Вентилятор	10,0	1
	Вентилятор дутьевой	1,2	1
	Вентилятор вытяжной	7,0	1
8.	Печь муфельная	2,2	1	0,95/0,3	0,8	1	1	6,56	6,85
	Шкаф сушильный	6,0	1
9.	Высокочаст. установка	25	1	0,4/2,3	0,8	1	1	20	8,8

 (10)

Тогда

Расчетная активная и реактивная мощность по РМЦ в целом:

кВт (11)

где  - коэффициент максимума [ ] табл.2.2.

 кВар (12)

7. Определение расчетной нагрузки по заводу в целом

Расчетный максимум остальных цехов определяется по коэффициенту спроса, взятого по справочным данным. Определение

(13)

По этим аналитическим выражениям определяют максимум силовой нагрузки цехов. Также необходимо учесть нагрузку искусственного освещения.

Эта нагрузка как правило определяется по удельной плотности s Вт/м² площади цеха (или территории предприятия).

Определение расчетной нагрузки рассмотрим на примере ремонтно-механического цеха.

Параметры цеха: Р_РРМЦ = 41,33 кВт; cosf = 0,62; tgf = 1,26; kc = 0,23

№	Наименование цеха	Рн, кВт		Кс	, кВт	,кВар
1.	Литейный цех	5700	0,8/0,75	0,8	4560	3420
2.	РМЦ	41,33	0,62/1,26	0,23	9,5	11,97
3.	Кузнечный цех	1800	0,8/0,75	0,85	1530	1147,5
4.	Главный корпус (6кВ) Главный корпус (0,4кВ)	12100 1200	0,5/1,73 0,4/2,3	0,16 0,15	1936 180	3349,3 414
5.	Корпусно-котельный цех	3500	0,8/0,75	0,8	2800	2100
6.	Компрессорная (6кВ) Компрессорная (0,4кВ)	2150 550	-0,9/-0,48 0,8/0,75	0,8 0,85	1720 467,5	-825,6 350,6
7.	Такелажно-парусный цех	7900	0,8/0,75	0,8	6320	4740
8.	Сухой док	1900	0,9/0,48	0,8	1520	729,6
9.	Заводоуправление	280	0,5/1,73	0,16	44,8	77,5
10.	Механический док	1900	0,5/1,73	0,16	304	525,9
11.	Кислородная станция (6кВ) Кислородная станция (0,4кВ)	1300 350	0,8/0,75 0,7/1,02	0,8 0,8	1040 280	780 285,6
12.	Плавающий док	3500	0,5/1,73	0,16	560	968,8
13.	Лесосушилка	470	0,9/0,48	0,8	376	180,5

кВт (14)

кВар (15)

Нагрузка искусственного освещения определяется по следующим расчетным формулам:

, (16)

где s₀ – удельная плотность осветительной нагрузки на 1 м² полной площади; Вт/м².

Так как высота РМЦ h=3 м, то в качестве источников света цеха используем люминесцентные лампы, ;  Вт/м²

k_C0 - коэффициент спроса освещения (справочная величина) [ ].

F- площадь цеха, м.

 кВт (17)

 кВар (18)

Расчетный максимум цеха на напряжение 0,4 кВ с учетом осветительной нагрузки и потерь в трансформаторе определяется по формуле:

 (19)

 (20)

При определении максимальной нагрузки по заводу в целом, необходимо учесть коэффициент разновременности максимумов , а также потери в цеховых трансформаторах, линиях распределительной сети и других элементах. Так как эти элементы еще не выбраны потери в трансформаторах цеховых подстанций  и  учитываем приближенно, по суммарным значениям нагрузок напряжением до 1000 В, т.е.

 кВт(21)

 кВар(22)

где

 кВА(23)

Мощность требуемая для освещения территории:

 кВт (24)

(25)

 - коэффициент учитывающий потери на пускорегулирующею аппаратуру.

 - коэффициент спроса на освещение территории.

 кВар(26)

Согласно формуле (19,20) расчетный максимум цеха равен:

 кВт(27)

 кВар(28)

Результаты расчетов сведены в табл.6.

Итого по заводу

24525,1

19668,6

33005,1

4.	Главный корпус	1936	3349,3	3000		1949,6	3417,5	3934,5
6.	Компрессорная	1720	-825,6	1800		1733,6	-757,3	1891,8
11.	Кислородная станция	1040	780	2700		1053,6	848,2	1352,6

№ №	Наименование цеха							, кВт	, кВар	, кВт	, кВар	, кВт	, кВар	, кВА
1.	Литейный цех	4560	3420	1225	2,4	0,98	0,484	2,88	1,4	13,65	68,276	4576,5	3490,8	5755,8
2,	Ремонтно-механический цех	9,5	11,97	975		1		2,34	1,13			580,5	350	677,8
3.	Кузнечный цех	1530	1147,5	1800		0,98		4,23	2,04			1547,8	1217,8	1969,4
4.	Главный корпус	180	414	3000		0,9		6,48	3,13			200,1	485,4	525,02
5.	Корпусно-котельный	2800	2100	6600		0,98		15,52	7,51			2829	2175,7	3568,8
6.	Компрессорная	467,5	350,6	1800		0,95		4,1	1,98			485,25	420,8	642,3
7.	Такелажно-парусный цех	6320	4740	3000		0,95		6,84	3,31			6340,5	4811,6	7959,4
8.	Сухой док	1520	729,6	5750		0,95		13,11	6,34			1546,7	814,2	1743,3
9.	Заводоуправление	44,8	77,5	3675		0,9		7,9	3,84			66,35	149,6	163,6
10.	Механический док	304	525,9	9680		0,95		22,07	10,68			339,72	604,8	693,6
11.	Кислородная станция	280	285,6	2700		0,95		6,15	2,98			300	356,8	466,1
12.	Плавающий док	560	968,8	1925		0,95		4,39	2,12			578,04	1040	1189,8
13.	Лесосушилка	376	180,5	3600		0,95		8,21	3,97			397,86	252,7	471,3

В табл.6. нагрузка 6 кВ представлена отдельно. Так как у 6 кВ потребителей отсутствует нагрузка на освещение. Также необходимо заметить, что в компрессорной используются синхронные двигатели, которые имеют «опережающий» cosf, т.е. они выдают реактивную мощность в сеть и в расчетах принимаются со знаком «минус».

Как было указано выше при определении максимальной нагрузки по заводу в целом, необходимо учесть коэффициент разновременности максимумов .

кВт(29)

 кВар(30)

Определим мощность компенсационных устройств, которые надо установить у потребителя и полную мощность, подведенную к шинам ППЭ.

При реальном проектировании энергосистема задает экономически выгодную (близкую к оптимальной) величину реактивной мощности Q_Э в часы максимальных нагрузок системы.

 кВар(31)

 кВар (32)

 кВА(33)

8. Определение центра электрических нагрузок

Для построения картограммы нагрузок, как наглядной картины территориального расположения мощностей цехов, необходимы центры электрических нагрузок этих цехов. При реальном проектировании для нахождения ЦЕН возможно использование различных методов. Для учебного проекта принимаем, что ЦЭН каждого цеха находиться в центре тяжести фигуры плана цеха. Поэтому теоретически находят только ЦЭН завода, который необходим для ориентировочного определения места расположения ПГВ. На генеральном плане завода произвольным образом выбираются оси координат, а координаты ЦЭН определяются по следующим формулам:

, (30)

Далее строим картограмму электрических нагрузок. Картограмма строится из условия, что площади кругов в выбранном масштабе являются расчетными, полными нагрузками цехов:

(31)

где r_i – радиус круга определяющего нагрузку цеха.

P_Pi – расчетная нагрузка цеха.

m – масштаб.

Силовая нагрузка до и выше 1000 В изображается различными кругами. Осветительная нагрузка наносится в виде сектора круга рис.3.

Для удобства результаты расчета сводим в табл.7.

Табл.7.

№					,мм
1.	4576,5	2,88	86	105	17	0,22
2.	580,5	2,34	10	98	6	1,4
3.	1547,8	4,23	63	79	10	1
4.	200,1	6,48	86	70	4	10
5.	2829	15,52	31	57	13	2
6.	485,25	4,1	49	55	6	3
7.	6340,5	6,84	32	84	20	0,5
8.	1546,7	13,11	68	40	10	3
9.	66,35	7,9	7	25	2	50
10.	330,72	22,07	36	21	21	1,2
11.	300	6,15	29	9	5	6
12.	578,04	4,39	102	39	6	3
13.	397,86	8,21	72	14	5	7,5
6кВ
4.	1949,6				11
6.	1733,6				10
11.	1053,6				8

Рис.3. Масштаб: 5 кВт/мм

9. Выбор системы питания

Система электроснабжения любого предприятия может быть условно разделена на две подсистемы – это система питания и система распределения энергии внутри предприятия.

В системы питания входят следующие элементы: питающие ЛЭП, пункт приема электрической энергии это может быть ПГВ или ГПП, состоящие из устройства высшего напряжения, силовых трансформаторов и распределительного устройства низшего напряжения.

Таким образом, выбор системы питания производится в следующей последовательности:

Ø  Выбор устройства высокого напряжения системы питания.

Ø  Выбор ЛЭП.

Ø  Выбор рационального напряжения.

Ø  Выбор трансформаторов ППЭ.

Выбор устройства высокого напряжения системы питания

Выбор устройства высокого напряжения должно осуществляется на основе нормативных документов в следующем порядке: