1. Характеристика среды производственных помещений завода. Категории электроприемников по бесперебойности электроснабжения
Компенсирующие устройства реактивной мощности выше 1000 В
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/proektirovanie-elektrosnabjeniya-zavoda/
Релейная защита и автоматика трансформаторов
... нагрузкой трансформаторы оборудуются устройствами РПН (регулятором переключения отпаек обмотки трансформатора под нагрузкой). Автоматическое изменение n осуществляется специальным регулятором коэффициента трансформации (АРКТ), воздействующим на РПН.. ТОКОВЫЕ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ Трансформаторы малой мощности ... управления электроустановкой. К релейной защите предъявляют следующие требования: ...
Работа всех отраслей промышленности в настоящее время непрерывно связана с использованием электроэнергии, получаемой от электрических станций. Все шире применяется электроэнергия на транспорте, в сельском хозяйстве, в быту — для освещения, кондиционирования, приготовления пищи и хранения продуктов, уборки помещений, для работы радио — и телевизионных устройств и др.
Каждое промышленное предприятие находится в состоянии непрерывного развития: вводятся новые производственные мощности, модернизируется старое оборудование, изменяются технологии.
Система электроснабжения промышленного предприятия по структуре должна быть гибкой, допускать постоянное развитие технологий, рост мощности предприятия и изменение производственных условий. Все это выдвигает новые требования к экономичности и надежности работы элементов энергосистемы. Основные задачи, решаемые при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения, заключаются в оптимизации параметров этих систем путем правильного выбора номинальных напряжений, условий присоединений к энергосистеме, определения электрических нагрузок и требований к надежности электроснабжения, рационального выбора числа и мощности трансформаторов, схем и конструкций распределительных и цеховых электрических сетей, средств компенсации реактивной мощности и регулирования напряжения, системы обслуживания и ремонта электрооборудования.
Все эти задачи усложняются вследствие роста общего количества электроприемников на предприятии и увеличения их мощностей, появления новых направлений использования электроэнергии, новых технологических процессов, изменяющихся экономических условий функционирования как производства, так и его систем электроснабжения.
В дипломном проекте поставлена задача проектирования рациональной системы электроснабжения высокотехнологичного предприятия средней мощности, характеризующегося широким спектром электротехнологического оборудования, различающегося как по номинальным мощностям, режимам работы, номинальным напряжениям, так и по направлениям использования электроэнергии.
1. Характеристика среды производственных помещений завода. Категории электроприемников по бесперебойности электроснабжения
Характеристики внешней среды (температура, влажность, наличие взрывоили пожароопасных зон) могут влиять не только на конструктивное исполнение РП, ТП или СП, но и на выбор марок и сечений проводов, кабелей и защитной аппаратуры. Производственный процесс на проектируемом заводе характеризуется наличием горючих материалов, некоторые из отделений завода могут быть отнесены к жарким помещениям. Характеристика среды основных производственных помещений по цехам завода представлена в таблице 3. При детальной проработке сетей 0,4 кВ (РМЦ) характеристика отделений цехов и их участков может быть уточнена.
Перерыв электроснабжения электроприемников основного производства завода приводит к массовому недоотпуску продукции и простою людей. Нет опасности для жизни людей, угрозы для безопасности государства, значительного материального ущерба, расстройства сложного технологического процесса, нарушения функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения. Электроприемники основного производства можно отнести ко второй категории.
Вспомогательные цеха и подразделения, прямо не участвующие в создании продукции предприятия, можно отнести к третьей категории.
Классификация основной доли электроприемников в цехах завода по бесперебойности электроснабжения приведена в таблице 3.
электроснабжение ток машиностроительный трансформатор
Таблица 3 — Характеристика внешней среды производственных помещений завода и бесперебойности электроснабжения основных производств
|
Номер цеха по генплану |
Наименование цеха |
Характеристика производственной среды |
Категория приемников по степени бесперебойности питания |
|
|
Механический цех |
нормальная |
II |
||
|
Моторный цех |
нормальная |
II |
||
|
Сборочный цех |
нормальная |
II |
||
|
Прессовый цех |
нормальная |
I |
||
|
Инструментальный цех |
нормальная |
II |
||
|
Литейный цех |
жаркая |
I |
||
|
Кузнечный цех |
нормальная |
I |
||
|
Компрессорная станция |
нормальная |
I |
||
|
Лаборатория |
нормальная |
II |
||
|
Главный магазин |
нормальная |
III |
||
|
Склад зап. частей |
нормальная |
III |
||
|
Заготовительный цех |
нормальная |
II |
||
|
Склад строй. материалов |
нормальная |
III |
||
|
Котельная |
нормальная |
II |
||
|
Газогенераторная |
нормальная |
II |
||
|
Склад топлива |
взрывоопасная |
II |
||
|
Насосная станция |
нормальная |
I |
||
|
Дом культуры |
нормальная |
III |
||
|
Проходная |
нормальная |
III |
||
|
Заводоуправление |
нормальная |
III |
||
|
Гараж |
нормальная |
III |
||
|
Ремонтно-механический цех |
нормальная |
III |
||
2. Расчетные нагрузки цехов на шинах цеховых ТП
Целью расчета нагрузок цехов является обоснование ряда важнейших вопросов электроснабжения завода:
— уточнение фактической загрузки каждой цеховых ТП по активной и реактивной мощности, компенсация реактивной мощности на каждой из цеховых ТП;
— определение расчетных нагрузок мощных, сосредоточенных потребителей до 1000 В, крупных высоковольтных электродвигателей насосных или компрессорных станций;
— определение центра электрических нагрузок завода;
Следует различать [3]:
1. распределенные нагрузки, сформированные мелкими потребителями (примерно, до 100 кВт номинальной мощности), рассредоточенными более, или менее равномерно по площади цехов;
2. нагрузки мощных потребителей (например, более 100 кВт), с номинальным напряжением как до, так и выше 1000 В.
Для электроснабжения последних требуются либо отдельные линии, или даже источники питания. Источниками питания для них могут служить отдельные РП, трансформаторные (ТП) или преобразовательные подстанции (ПП).
На ПП применяются специализированные трансформаторы, например, печные, выпрямительные, с нестандартными рядами мощности, вторичных напряжений, изготовленные по особым ГОСТ и ТУ. В расчете электрических нагрузок, такие потребители должны учитываться отдельными позициями, с целью дальнейшего рассмотрения применения специфических схем их электроснабжения [3], например, исходя из условий пуска СД или АД.
Электроприемники проектируемого завода в основном относятся к первой группе рассредоточенных потребителей.
Масляные трансформаторы, в том числе и трансформаторы цеховых ТП 6 (10) /0,4 кВ, имеют значительный запас прочности, как по систематическим, так и аварийным перегрузкам. В среднем, постоянная времени нагрева для трансформаторов цеховых подстанций принимается равной ч. Нагрев масляных трансформаторов до максимальной, предельной температуры будет происходить не менее чем за время ч. Последнее определяет время осреднения максимальной расчетной нагрузки, почти равное продолжительности рабочей смены. Иначе, за расчетную нагрузку трансформаторов цеховых ТП следует принимать нагрузку, близкую к средней, определенную по методике.
Для рационального выбора мощности масляных трансформаторов существует несколько методик определения эквивалентных, расчетных нагрузок Последняя из них базируется на эквивалентном, двухступенчатом графике нагрузок. Согласно [9], следует принимать в расчет не только амплитуду максимальной нагрузки, но и ее продолжительность, в контексте с амплитудой и продолжительностью минимальных суточных нагрузок за наиболее загруженные сутки. Так как в исходных данных проекта суточные графики нагрузок цехов отсутствуют, расчет нагрузки на шинах 0,4 кВ цеховых ТП проведем по методике действующих указаний по расчету электрических нагрузок. Расчет выполним по цехам завода.
2.1 Расчётная нагрузка ремонтно-механического цеха
Расчет электрических нагрузок ремонтно-механического цеха (РМЦ) на шинах 0,4 кВ цеховых ТП выполняем по методике действующих нормативных документов [2, 7]. По причине большей доступности, расчетные коэффициенты электропотребления будем принимать по справочной литературе. За расчетную нагрузку на шинах 0,4 кВ цеховых ТП принимаем максимальную нагрузку суточного графика за наиболее загруженную смену, продолжительностью ч, где = 2,5 ч — постоянная времени нагрева для цеховых трансформаторов.
Расчет выполняем с использованием существующей статистики по индивидуальным коэффициентам использования силового электрооборудования за наиболее загруженную смену, и коэффициентам расчетной мощности для цеховых трансформаторов. Результаты расчетов сводим в стандартную табличную форму Ф636−92 (таблица 4).
Группируем электроприемники РМЦ по характерным режимам электропотребления: с одинаковыми коэффициентами использования и коэффициентами мощности .
Например, для шлифовальных станков (табл.2) из справочника находим = 0,35 = 0,65. Их значения заносим в графы 5,6 таблицы 5.
(1)
где — относительная продолжительность включения;
— количество электроприемников,
— номинальная мощность электроприемников.
Суммируем установленную мощность группы для шлифовальных станков
Результат заносим в графу 4 таблицы 4. В графу 2 заносим общее количество потребителей группы шлифовальных станков, шт.
Определяем минимальное и максимальное значения номинальной мощности отдельных электроприемников группы. Результат заносим в графу 3.
В графах 7 и 8 построчно вычисляем расчетные величины и (средние нагрузки).
Для кузнечного оборудования находим
, (2)
где — коэффициент реактивной мощности соответствующий. В итоговой строке определяем суммы величин ,
Определяем средневзвешенный коэффициент использования по цеху в целом
(3)
где N =10 — число однотипных групп электроприемников РМЦ в таблице 4.
Заносим полученное значение средневзвешенного коэффициента использования в итоговую строку 5, таблицы 4.
При значительном числе ЭП на шинах цеховой трансформаторной подстанции РМЦ ( n = 100, таблица 4) эффективное число электроприемников будем определять по упрощенной формуле
(4)
где — принимаем по итоговой строке столбца 4, таблицы 4;
- номинальная мощность наибольшего электроприемника в цехе РМЦ, по итоговой строке столбца 3, таблицы 4.
Если найденное по упрощенному выражению число окажется больше n , то следует принимать = n . Если, где — номинальная мощность наименее мощного ЭП группы, также принимается = n .
Полученное значение эффективного числа электроприемников должно быть округлено [2], до ближайшего меньшего целого значения. Окончательно принимаем = 37.
Для значений и = 37 по [2, таблица 2] находим коэффициент расчетной нагрузки на шинах 0,4 кВ. Таким образом, по указаниям находим расчетные нагрузки РМЦ
(5)
где — суммарное расчетное значение (средняя нагрузка) на шинах 0,4 кВ цеховой трансформаторной подстанции (значение итоговой строки столбца 7, таблица 4).
Реактивная нагрузка на шинах 0,4 кВ РМЦ определяется [5]
(6)
где — суммарное расчетное значение (средняя реактивная нагрузка) на шинах 0,4 кВ цеховой трансформаторной подстанции (значение итоговой строки столбца 8, таблица 4).
Таким образом, расчетные нагрузки силовых электроприемников РМЦ на шинах 0,4 кВ цеховых трансформаторных подстанций составляют, .
Полная мощность и расчетный ток без учета компенсации реактивной мощности равны
- (7)
Результаты расчета полной мощности и расчетного тока записываем в графы 14, 15 итоговой строки, таблицы 4.
Таблица 4 — Расчет электрических нагрузок РМЦ на шинах 0,4 кВ трансформаторов цеховых ТП (форма Ф636−92)
|
Исходные данные |
Расчётные величины |
n э |
К р |
Расчётные нагрузки |
I р , А |
||||||||||
|
По заданию технологов |
Справочные данные |
К и УРн |
К и УРн tgц |
nР 2 н |
Р р , к Вт |
Q р , к вар |
S р , к ВА |
||||||||
|
Наименование электроприёмника |
Количество однотипного оборудования |
Р н , к Вт |
К и |
cosц |
|||||||||||
|
одного |
общая |
||||||||||||||
|
Металлорежущие станки |
0,6/33,28 |
230,63 |
0,15 |
0,45 |
34,59 |
68,64 |
|||||||||
|
Шлифовальные станки |
2,8/19,45 |
73,23 |
0,35 |
0,65 |
25,63 |
29,96 |
|||||||||
|
Краны |
4,85 |
10,01 |
0, 20 |
0,40 |
2,00 |
4,58 |
|||||||||
|
Вентиляция |
1,2/10 |
71,3 |
0,70 |
0,75 |
49,91 |
44,02 |
|||||||||
|
Кузнечное оборудование |
10/15,7 |
68,30 |
0,30 |
0,70 |
20,49 |
20,90 |
|||||||||
|
Автоматическая сварка |
8,75/41,25 |
89,6 |
0,40 |
0,80 |
35,84 |
26,88 |
|||||||||
|
Электропечи сопротивления, сушильные шкафы |
1,/24 |
220,4 |
0,60 |
0,90 |
132,24 |
64,05 |
|||||||||
|
Итого РМЦ |
0,6/41,25 |
767,47 |
0,39 |
300,70 |
259,03 |
0,75 |
225,53 |
194,27 |
297,67 |
452,80 |
|||||
2.2 Определение расчётных нагрузок по цехам завода
Расчетные нагрузки остальных цехов завода определяются аналогично расчету нагрузки РМЦ, по формулам (1) — (7).
Разница заключается лишь в том, что состав электроприемников задан менее подробно.
Для цехов и отдельных электроприемников, для которых сведения по электропотреблению не приведены в справочнике [7], значения коэффициентов использования и коэффициентов реактивной мощности принимаем по аналогии их режимов работы и электропотребления с другими отраслями народного хозяйства. Результаты расчетов заносим в таблицу 5.
2.3 Расчетные нагрузки электродвигателей 6 кВ
Расчетные нагрузки высоковольтных электроприемников определяются аналогично расчету нагрузки 0,4 кВ цеховых ТП. Используется стандартная табличная форма Ф636−92 и расчетные формулы (1) — (6).
Разница заключается лишь в том, что эффективное число электроприемников не определяется, а вместо коэффициента расчетной нагрузки используется коэффициент одновременности максимумов.
По заданию в компрессорной станции установлено 5 синхронных электродвигателей мощностью 720 кВт каждый; в насосной установлено 3 асинхронных электродвигателей мощностью 500 кВт каждый.
Для компрессорной имеем: число рабочих синхронных электродвигателей 6 кВ —; номинальная единичная мощность кВт, полная установленная мощность электродвигателей 6 кВ компрессорной станции — кВт. Коэффициент использования =0,5 и коэффициент мощности =0,85 принимаем по.
Для насосной станции имеем: число рабочих асинхронных электродвигателей 6 кВ —; номинальная единичная мощность кВт, полная установленная мощность электродвигателей 6 кВ насосной станции — кВт. Коэффициент использования =0,7 и коэффициент мощности =0,85 принимаем по (19, https:// ).
Нагрузку высоковольтных электродвигателей компрессорной и насосной станций записываем в таблицу 5 отдельной строкой.
Таблица 5 — Расчётные нагрузки по цехам завода на шинах цеховых ТП (форма Ф636−92)
|
Исходные данные |
Расчётные величины |
n э |
К р |
Расчётные нагрузки |
I р , А |
||||||||||
|
По заданию технологов |
Справочные данные |
К и УРн |
К и УРн tgц |
nР 2 н |
Р р , к Вт |
Q р , к вар |
S р , к ВА |
||||||||
|
Наименование электроприёмника |
Количество однотипного оборудования |
Р н , к Вт |
К и |
cosц |
|||||||||||
|
одного |
общая |
||||||||||||||
|
1. Механический цех |
|||||||||||||||
|
Кузнечное оборудование |
56,3/187,3 |
0,3 |
0,65 |
350,74 |
|||||||||||
|
Металлорежущие станки |
30/85,6 |
2104,9 |
0,2 |
0,45 |
420,98 |
835,44 |
|||||||||
|
Вентиляторы |
3,1/25,3 |
341,2 |
0,65 |
0,8 |
221,78 |
166,34 |
|||||||||
|
Итого 1 |
3,1/187,3 |
3446,1 |
0,27 |
942,76 |
1352,52 |
0,5 |
471,38 |
676,26 |
824,33 |
1253,92 |
|||||
|
2. Моторный цех |
|||||||||||||||
|
Кузнечное оборудование |
8,3/25 |
0,35 |
0,7 |
357,07 |
|||||||||||
|
Металлорежущие станки |
12,3/207 |
4764,2 |
0,25 |
0,5 |
1191,05 |
2062,96 |
|||||||||
|
Вентиляторы |
2,8/23 |
361,3 |
0,6 |
0,8 |
216,78 |
162,59 |
|||||||||
|
итого 2 |
2,8/207 |
6125,5 |
0,29 |
1757,83 |
2582,62 |
0,5 |
878,92 |
1291,31 |
1562,04 |
2376,09 |
|||||
|
3. Сборочный цех |
|||||||||||||||
|
Сборочный участок |
35/138,7 |
1304,4 |
0,5 |
0,7 |
652,2 |
665,38 |
|||||||||
|
Ручная дуговая сварка |
15,2/25 |
0,3 |
0,35 |
1204,39 |
|||||||||||
|
Краны |
3,4/12,3 |
174,9 |
0,1 |
0,5 |
17,49 |
30,29 |
|||||||||
|
итого 3 |
3,4/138,7 |
2979,3 |
0,38 |
1119,69 |
1900,06 |
0,5 |
559,85 |
950,03 |
1102,72 |
1677,4 |
|||||
|
4. Прессовый цех |
138,7 |
||||||||||||||
|
Кузнечное оборудование |
45/148,2 |
2874,9 |
0,65 |
0,85 |
1868,69 |
1158,11 |
|||||||||
|
Металлорежущие станки |
12,3/24 |
0,25 |
0,5 |
649,52 |
|||||||||||
|
Вентиляторы |
2,8/12,3 |
0,65 |
0,8 |
95,55 |
71,66 |
||||||||||
|
итого 4 |
2,8/148,2 |
4521,9 |
0,52 |
2339,24 |
1879,29 |
0,5 |
1169,62 |
939,65 |
1500,32 |
2282,2 |
|||||
|
5. Инструментальный цех |
148,2 |
||||||||||||||
|
Сборочный участок |
25/220,6 |
917,2 |
0,5 |
0,7 |
458,6 |
467,87 |
|||||||||
|
Краны |
12,3/32,1 |
392,1 |
0,1 |
0,5 |
39,21 |
67,91 |
|||||||||
|
Исходные данные |
Расчётные величины |
n э |
К р |
Расчётные нагрузки |
I р , А |
||||||||||
|
По заданию технологов |
Справочные данные |
К и УРн |
К и УРн tgц |
nР 2 н |
Р р , к Вт |
Q р , к вар |
S р , к ВА |
||||||||
|
Наименование электроприёмника |
Количество однотипного оборудования |
Р н , к Вт |
К и |
cosц |
|||||||||||
|
одного |
общая |
||||||||||||||
|
итого 5 |
12,3/220,6 |
1309,3 |
0,38 |
497,81 |
535,78 |
0,85 |
423,14 |
455,41 |
621,65 |
945,62 |
|||||
|
6. Литейный цех |
220,6 |
||||||||||||||
|
электротехнический участок |
22,3/229,5 |
4348,6 |
0,65 |
0,85 |
2826,59 |
1751,76 |
|||||||||
|
краны |
9,6/12,3 |
299,5 |
0,65 |
0,8 |
194,68 |
146,01 |
|||||||||
|
итого 6 |
9,6/229,5 |
4648,1 |
0,65 |
3021,27 |
1897,77 |
0,85 |
2568,08 |
1613,1 |
3032,68 |
4613,14 |
|||||
|
7. Кузнечный цех |
7,1/263,8 |
3069,8 |
0,63 |
0,81 |
1933,97 |
1400,17 |
0,8 |
1547,18 |
1120,14 |
1910,1 |
2905,54 |
||||
|
8. Компрессорная станция |
|||||||||||||||
|
насосы |
28,7/152,2 |
861,1 |
0,5 |
0,7 |
430,55 |
439,25 |
|||||||||
|
вентиляторы |
15,2/25,3 |
0,65 |
0,8 |
271,05 |
203,29 |
||||||||||
|
итого 8 |
15,2/152,2 |
1278,1 |
0,55 |
701,6 |
642,54 |
0,85 |
596,36 |
546,16 |
808,66 |
1230,09 |
|||||
|
9. Лаборатория |
27,6/82,7 |
413,5 |
0,55 |
0,85 |
227,43 |
140,95 |
0,9 |
204,69 |
126,86 |
240,81 |
366,31 |
||||
|
10. Главный магазин |
9,4/18,7 |
56,1 |
0,5 |
0,75 |
28,05 |
24,74 |
28,05 |
24,74 |
37,4 |
56,89 |
|||||
|
11. Склад зап. частей |
8,1/16,2 |
48,7 |
0,65 |
0,85 |
31,66 |
19,62 |
31,66 |
19,62 |
37,25 |
56,66 |
|||||
|
12. Заготовительный цех |
|||||||||||||||
|
заготовительный участок |
15/263,4 |
3810,4 |
0,5 |
0,9 |
1905,2 |
922,73 |
|||||||||
|
краны |
3,7/25,6 |
304,6 |
0,1 |
0,5 |
30,46 |
52,76 |
|||||||||
|
итого 12 |
3,7/263,4 |
0,47 |
1935,66 |
975,49 |
0,5 |
967,83 |
487,75 |
1083,79 |
1648,6 |
||||||
|
13. Склад строй. материалов |
7,0/21,1 |
105,7 |
0,55 |
0,6 |
58,14 |
77,52 |
58,14 |
77,52 |
96,9 |
147,4 |
|||||
|
14. Котельная |
|||||||||||||||
|
Насосы |
13,6/42,3 |
126,8 |
0,5 |
0,9 |
63,4 |
30,71 |
|||||||||
|
вентиляторы |
15/25,3 |
0,65 |
0,8 |
19,5 |
14,63 |
||||||||||
|
краны |
21,/25,3 |
12,2 |
0,1 |
0,5 |
1,22 |
2,11 |
|||||||||
|
итого 14 |
21,1/42,3 |
0,5 |
84,12 |
47,45 |
0,9 |
75,71 |
42,71 |
86,93 |
132,23 |
||||||
|
Исходные данные |
Расчётные величины |
n э |
К р |
Расчётные нагрузки |
I р , А |
||||||||||
|
По заданию технологов |
Справочные данные |
К и УРн |
К и УРн tgц |
nР 2 н |
Р р , к Вт |
Q р , к вар |
S р , к ВА |
||||||||
|
Наименование электроприёмника |
Количество однотипного оборудования |
Р н , к Вт |
К и |
cosц |
|||||||||||
|
одного |
общая |
||||||||||||||
|
15. Газогенераторная |
|||||||||||||||
|
газогенераторный участок |
15,3/38,5 |
95,5 |
0,5 |
0,9 |
47,75 |
23,13 |
|||||||||
|
краны |
19,3/15,3 |
0,1 |
0,5 |
3,46 |
|||||||||||
|
итого 15 |
19,3/38,5 |
115,5 |
0,43 |
49,75 |
26,59 |
0,94 |
46,77 |
24,99 |
53,03 |
80,67 |
|||||
|
16. Склад топлива |
|||||||||||||||
|
насосы |
22,3/44,3 |
161,6 |
0,1 |
0,5 |
16,16 |
27,99 |
|||||||||
|
вентиляторы |
14,8/15,8 |
15,8 |
0,65 |
0,8 |
10,27 |
7,7 |
|||||||||
|
итого 16 |
14,8/44,3 |
177,4 |
0,15 |
26,43 |
35,69 |
26,43 |
35,69 |
44,41 |
67,55 |
||||||
|
17. Насосная станция |
24,9/49,8 |
149,5 |
0,45 |
0,65 |
67,28 |
78,66 |
67,28 |
78,66 |
103,51 |
157,45 |
|||||
|
18. Дом культуры |
23,7/47,3 |
0,6 |
0,6 |
85,2 |
113,6 |
0,92 |
78,38 |
104,51 |
130,64 |
198,72 |
|||||
|
Проходная |
5,1/5,1 |
5,1 |
0,55 |
0,7 |
2,81 |
2,87 |
1,5 |
4,22 |
4,31 |
6,03 |
9,17 |
||||
|
Заводоуправление |
7,6/38,2 |
267,3 |
0,68 |
0,74 |
181,76 |
165,21 |
0,91 |
165,4 |
150,34 |
223,52 |
340,01 |
||||
|
Гараж |
68,3/68,3 |
68,3 |
0,68 |
0,74 |
46,44 |
42,21 |
0,97 |
45,05 |
40,94 |
60,87 |
92,59 |
||||
|
Ремонтно-механический цех |
0,6/41,25 |
767,47 |
0,39 |
300,7 |
259,03 |
0,75 |
225,53 |
194,27 |
297,67 |
452,8 |
|||||
|
Итого нагрузки 0,4 кВ |
33 978,67 |
15 439,60 |
14 200,38 |
10 239,67 |
9004,97 |
13 635,99 |
1313,68 |
||||||||
|
8. б СД 6 кВ |
0,5 |
0,85 |
1115,54 |
0,93 |
1037,45 |
1969,41 |
189,73 |
||||||||
|
17. б АД 6 кВ |
0,7 |
0,85 |
650,73 |
650,73 |
1235,29 |
119,01 |
|||||||||
|
Итого нагрузки 6 кВ |
1766,27 |
1688,18 |
3204,7 |
308,74 |
|||||||||||
|
Итого по заводу |
39 078,67 |
18 289,60 |
15 966,65 |
12 963,67 |
10 693,15 |
16 804,77 |
1618,96 |
||||||||
2.4 Расчет нагрузки осветительных установок
На стадии технико-экономического обоснования электрические нагрузки осветительных установок найдем упрощенно, по удельной установленной мощности светильников на квадратный метр освещаемой поверхности и коэффициентам спроса освещения. Удельные нагрузки освещения примем по справочнику. Площади цехов и территории завода определяем по генплану.
Например, для цеха № 1 по генплану, с учетом масштаба находим м 2 . Удельную нагрузку освещения принимаем по [6, табл.24−22] равной 16 Вт/м2 , как для инженерных корпусов. Коэффициент спроса осветительных установок [6, табл.24−31] составляет 0,9. Принимаем к установке светильники с лампами люминесцентного освещения, с встроенными конденсаторами для повышения коэффициента мощности до 0,9 [6, табл.24−32].
Активная установленная мощность освещения равна
кВт. (8)
Расчетные нагрузки освещения
кВт, квар, (9)
где — соответствует коэффициенту мощности 0,9.
Для остальных цехов и территории завода расчеты выполняем аналогично и сводим их в таблицу 6.
Таблица 6 — Расчетные нагрузки осветительных установок
|
№ п/п |
Наименование цеха |
Площадь, F, м 2 |
Коэффициент спроса, k с. о |
Коэффициент мощности, cos? |
Нагрузки |
|||||
|
удельная, p у . о , Вт/м2 |
установленная, P у. о, кВт |
Расчетные |
||||||||
|
активная, P р. о, кВт |
реактивная, Q р. о, квар |
|||||||||
|
Механический цех |
люминесцентные |
0,6 |
0,9 |
103,31 |
61,99 |
30,02 |
||||
|
Моторный цех |
люминесцентные |
0,6 |
0,9 |
206,64 |
123,98 |
60,05 |
||||
|
Сборочный цех |
люминесцентные |
0,6 |
0,9 |
103,31 |
61,99 |
30,02 |
||||
|
Прессовый цех |
люминесцентные |
0,6 |
0,9 |
103,31 |
61,99 |
30,02 |
||||
|
Инструментальный цех |
люминесцентные |
0,6 |
0,9 |
165,31 |
99, 19 |
48,04 |
||||
|
Литейный цех * |
люминесцентные |
0,6 |
0,9 |
167,2 |
100,32 |
48,59 |
||||
|
Кузнечный цех |
люминесцентные |
0,6 |
0,9 |
41,33 |
24,8 |
12,01 |
||||
|
Компрессорная станция * |
люминесцентные |
0,4 |
0,9 |
61,66 |
24,66 |
11,94 |
||||
|
Лаборатория |
люминесцентные |
0,5 |
0,9 |
25,82 |
12,91 |
6,25 |
||||
|
Главный магазин |
люминесцентные |
0,6 |
0,9 |
24,79 |
14,87 |
7,2 |
||||
|
Склад зап. частей |
люминесцентные |
0,6 |
0,9 |
77,48 |
46,49 |
22,52 |
||||
|
Заготовительный цех |
люминесцентные |
0,6 |
0,9 |
103,31 |
61,99 |
30,02 |
||||
|
Склад строй. материалов |
люминесцентные |
0,8 |
0,9 |
24,8 |
12,01 |
|||||
|
Котельная * |
люминесцентные |
0,6 |
0,9 |
18,59 |
11,15 |
5,4 |
||||
|
Газогенераторная * |
люминесцентные |
0,6 |
0,9 |
185,98 |
111,59 |
54,05 |
||||
|
Склад топлива * |
люминесцентные |
0,4 |
0,9 |
12,4 |
6,01 |
|||||
|
Насосная станция * |
люминесцентные |
0,6 |
0,9 |
55,15 |
33,09 |
16,03 |
||||
|
Дом культуры |
люминесцентные |
0,6 |
0,9 |
49,56 |
29,74 |
14,4 |
||||
|
Проходная |
люминесцентные |
0,4 |
0,9 |
60,7 |
24,28 |
11,76 |
||||
|
Заводоуправление |
люминесцентные |
0,8 |
0,9 |
72,32 |
57,86 |
28,02 |
||||
|
Гараж |
люминесцентные |
0,6 |
0,9 |
185,96 |
111,58 |
54,04 |
||||
|
Ремонтно-механический цех |
люминесцентные |
0,3 |
0,9 |
247,95 |
74,39 |
36,03 |
||||
|
Территория завода |
ДРЛ |
0,57 |
0,25 |
218,34 |
218,34 |
314,73 |
||||
|
Итого |
2340,02 |
1404,4 |
889,16 |
|||||||
*Для данных цехов используется люминесцентные светильники со степенью защиты IP 54
2
Для упрощения процедуры определения мест расположения ГПП, РП, а также цеховых ТП, на генплане предприятия изображаем нагрузки цехов в виде картограммы электрических нагрузок. Картограмма представляет собой графическое изображение нагрузок цехов, в виде окружностей, площади которых соответствуют, в выбранном масштабе, расчетным нагрузкам.
На промышленных предприятиях, предполагается полная автоматическая компенсация реактивной мощности до нормативного коэффициента мощности энергосистемы на всех уровнях электроснабжения. Следовательно, при построении картограммы, реактивные нагрузки можно не учитывать.
Центры электрических нагрузок отдельных цехов с распределенной нагрузкой будем определять исходя из того, что, в пределах цеха электрическая нагрузка распределена равномерно по его площади. Тогда, центр электрических нагрузок отдельного цеха будет совпадать с центром масс плоской фигуры, изображающей цех на генплане.
Значения расчётных силовых и осветительных нагрузок цехов принимаем по таблицам 5, 6 и заносим их значения в таблицу 7, в столбцы 3,4. Значения координат центров нагрузки цехов, определенных по генплану, заносим в таблицу 7, в столбцы 7, 8.
Радиусы окружностей каждого круга картограммы определяем из выражения
(10)
где — расчётные активные силовая и осветительная нагрузки цехов;
m — выбранный масштаб. Принимаем m = 1,5 кВт/мм2 .
Осветительную нагрузку изображаем в виде сектора круга. Угол сектора б i определяем из отношения осветительной нагрузки () к суммарной нагрузке () цеха
- (11)
Например, для цеха № 1 получим
мм;
- град.
Результаты расчета сводим в табл.7, столбцы 5, 6.
Для определения места расположения ГПП воспользуемся ранее принятым допущением. Центры электрических нагрузок цехов сосредоточены в отдельных точках, центрах нагрузки цехов. Их координаты указаны в таблице 7, в столбцах 7, 8.
При этом допущении минимальная протяженность распределительной сети 10 (6) кВ предприятия будет иметь место, при расположении понижающей приемной подстанции (главной понизительной подстанции — ГПП) в центре электрических нагрузок. Координаты этого центра будут определяться формулами
- (12)
Для вычисления координат центра, необходимо в каждой строчке таблицы 7 подсчитать произведения числителя формул (12) и занести их в графы 9,10. Посчитать суммы в итоговой строке столбцов 3, 4, 9,10. Воспользоваться формулами (12) и занести результат в итоговую строку столбцов 7, 8.
Таблица 7 — Картограмма и определение центра электрических нагрузок
|
№ п/п |
Наименование цеха |
Pр, кВт |
Pр. о, кВт |
r, мм |
б, град |
x, мм |
y, мм |
(Pр+Pр. о) х |
(Pр+Pр. о) y |
|
|
Механический цех |
471,38 |
61,99 |
10,64 |
41,84 |
17 601,21 |
19 201,32 |
||||
|
Моторный цех |
878,92 |
123,98 |
14,59 |
44,5 |
33 095,7 |
54 156,6 |
||||
|
Сборочный цех |
559,85 |
61,99 |
11,49 |
35,89 |
20 520,72 |
43 528,8 |
||||
|
Прессовый цех |
1169,62 |
61,99 |
16,17 |
18,12 |
40 643,13 |
103 455,24 |
||||
|
Инструментальный цех |
423,14 |
99, 19 |
10,53 |
68,36 |
38 130,09 |
48 576,69 |
||||
|
Литейный цех |
2568,08 |
100,32 |
23,8 |
13,53 |
192 124,8 |
|||||
|
Кузнечный цех |
1547,18 |
24,8 |
18,26 |
5,68 |
111 610,58 |
84 886,92 |
||||
|
8. а |
Компрессорная станция |
596,36 |
24,66 |
11,48 |
14,3 |
40 987,32 |
26 082,84 |
|||
|
8. б |
СД 6 кВ |
18,85 |
||||||||
|
Лаборатория |
204,69 |
12,91 |
6,8 |
21,36 |
6963,2 |
|||||
|
Главный магазин |
28,05 |
14,87 |
3,02 |
124,73 |
944,24 |
|||||
|
Склад зап. частей |
31,66 |
46,49 |
4,07 |
214,16 |
7658,7 |
6564,6 |
||||
|
Заготовительный цех |
967,83 |
61,99 |
14,78 |
21,67 |
108 131,1 |
|||||
|
Склад строй. материалов |
58,14 |
24,8 |
4,2 |
107,64 |
8708,7 |
3400,54 |
||||
|
Котельная |
75,71 |
11,15 |
4,29 |
46,21 |
5732,76 |
608,02 |
||||
|
Газогенераторная |
46,77 |
111,59 |
5,8 |
253,68 |
12 352,08 |
2692,12 |
||||
|
Склад топлива |
26,43 |
12,4 |
2,87 |
114,96 |
4271,3 |
388,3 |
||||
|
17. а |
Насосная станция |
67,28 |
33,09 |
4,62 |
118,68 |
9735,89 |
6423,68 |
|||
|
17. б |
АД 6 кВ |
78,38 |
29,74 |
4,79 |
99,02 |
540,6 |
9730,8 |
|||
|
Дом культуры |
14,93 |
|||||||||
|
Проходная |
4,22 |
24,28 |
2,46 |
306,69 |
199,5 |
|||||
|
Заводоуправление |
165,4 |
57,86 |
6,88 |
93,3 |
1116,3 |
10 939,74 |
||||
|
Гараж |
45,05 |
111,58 |
5,77 |
256,46 |
783,15 |
3289,23 |
||||
|
Ремонтно-механический цех |
225,53 |
74,39 |
7,98 |
89,29 |
9897,36 |
3599,04 |
||||
|
Территория завода |
218,34 |
6,81 |
20 087,28 |
6113,52 |
||||||
|
Центр нагрузок |
12 963,67 |
1404,4 |
810 630,47 |
851 964,24 |
||||||
Вычисления по формулам (12) дают координаты центра электрических нагрузок завода по отношению к системе координат чертежа КФБН 1004.01.692. ГП. мм, мм.
4. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов цеховых ТП
4.1 Выбор мощности трансформаторов цеховых ТП напряжением 10 (6) /0,4 кВ
Решение вопросов резервирования отдельных потребителей I-II категорий (пожарной, охранной, аварийной сигнализации, других маломощных ответственных потребителей), на напряжении 0,4 кВ, в цехах с массовым применением электроприемников III категории (таблица 3), будет решаться отдельно, при детальной проработке проектирования питающих и распределительных сетей 0,4 кВ.
На данном этапе, технико-экономического обоснования, все цеховые ТП выполняем с двумя рабочими трансформаторами. Предусматриваем раздельную работу трансформаторов с АВР на шинах 0,4 кВ. При выборе числа и мощности силовых трансформаторов цеховых ТП будем руководствоваться принципами унификации и максимального использования комплектного оборудования. Результаты расчета электрических нагрузок 0,4 кВ как по силовым приемникам цехов (таблица 5), так и по освещению (таблица 6) сведем в таблицу 8. Суммарная расчетная нагрузка силовых потребителей завода на шинах 0,4 кВ ТП составляет кВт. Суммарная нагрузка освещения с учетом территории завода равна кВт.
Определяющими факторами при выборе единичной мощности трансформаторов ТП 10 (6) /0,4 кВ являются затраты на питающую сеть 0,4 кВ, потери мощности в этой сети и в трансформаторах, затраты на строительную часть ТП. Для точного учета перечисленных факторов необходимо выполнять вариантные технико-экономические расчеты СЭС завода. Однако, трудоемкость таких расчетов неимоверно высока, так как требует детальных расчетов, более чем в десятке вариантов внешнего, внутреннего электроснабжения и, по крайней мере, питающих сетей 0,4 кВ. Исследованиями многочисленных авторов установлено, что приближенной оценкой перечисленных параметров оптимизации является некий обобщенный параметр — плотность нагрузки на той территории, по которой предполагается прокладка ЛЭП 0,4 кВ. Эти исследования положены в рекомендации нормативного документа по выбору номинальной мощности трансформаторов ТП 10 (6) /0,4 кВ.
По рекомендациям [3], в цехах с более, или менее равномерно распределенной нагрузкой со сравнительно мелкими потребителями, допускается при определении единичной мощности трансформаторов ТП 10 (6) /0,4 кВ пользоваться следующими критериями при напряжении питающей сети 0,4 кВ
. (13)
Важно подчеркнуть, что рекомендации (13) не учитывают индивидуальных особенностей предприятия, их отдельных производств и цехов. Поэтому, рекомендации (13) являются лишь первым приближением к оценке номинальной мощности трансформаторов 10 (6) /0,4 кВ цеховых ТП. От рекомендаций (13) можно отступать в ту, или иную сторону, при наличии технических, экспертных, или экономических обоснований. Выбор номинальной мощности трансформаторов (без детального технико-экономического расчета, только по критерию (13), фактически на основе опыта проектировщика) является наиболее ответственной задачей проекта. От числа и мощности цеховых подстанций будет зависеть вся система электроснабжения, как внутреннего до и выше 1000 В, так и внешнего.
На проектируемом заводе, потребители малой (0,6 кВт) и средней (85ч121 кВт) мощности распределены более, или менее равномерно по площади цехов. Это позволяет воспользоваться рекомендациями [3], и формулой (13), взамен детальных технико-экономических расчетов.
Найдем плотность нагрузки 0,4 кВ в каждом из цехов. Например, для цеха № 1 получим
кВА,
кВА/м 2, где кВт, кВт — активные силовая и осветительная нагрузки цеха заготовок;
квар, 30,02 квар — его реактивные нагрузки;
885,05 кВА — полная расчетная нагрузка цеха заготовок с учетом освещения;
F = 6457 м2 — площадь цеха заготовок, определенная по генплану завода с учетом масштаба.
Результаты расчетов сводим в таблицу 8.
Таблица 8 — Плотность нагрузки 0,4 кВ по цехам завода
|
№ п/п |
Наименование цеха |
Pр, кВт |
Pр. о, кВт |
Qр, квар |
Qр. о, квар |
Sр, кВА |
F, м 2 |
у, кВА/м 2 |
|
|
Механический цех |
471,38 |
61,99 |
676,26 |
30,02 |
885,05 |
0,14 |
|||
|
Моторный цех |
878,92 |
123,98 |
1291,31 |
60,05 |
1682,85 |
0,13 |
|||
|
Сборочный цех |
559,85 |
61,99 |
950,03 |
30,02 |
1160,68 |
0,18 |
|||
|
Прессовый цех |
1169,62 |
61,99 |
939,65 |
30,02 |
1567,52 |
0,24 |
|||
|
Инструментальный цех |
423,14 |
99, 19 |
455,41 |
48,04 |
725,46 |
0,07 |
|||
|
Литейный цех |
2568,08 |
100,32 |
1613,1 |
48,59 |
3143,5 |
0,3 |
|||
|
Кузнечный цех |
1547,18 |
24,8 |
1120,14 |
12,01 |
1937,24 |
0,75 |
|||
|
Компрессорная станция |
596,36 |
24,66 |
546,16 |
11,94 |
834,95 |
0,32 |
|||
|
Лаборатория |
204,69 |
12,91 |
126,86 |
6,25 |
255,08 |
0,05 |
|||
|
Главный магазин |
28,05 |
14,87 |
24,74 |
7,2 |
53,5 |
0,04 |
|||
|
Склад зап. частей |
31,66 |
46,49 |
19,62 |
22,52 |
88,79 |
0,04 |
|||
|
Заготовительный цех |
967,83 |
61,99 |
487,75 |
30,02 |
1152,66 |
0,18 |
|||
|
Склад строй. материалов |
58,14 |
24,8 |
77,52 |
12,01 |
122,04 |
0,02 |
|||
|
Котельная |
75,71 |
11,15 |
42,71 |
5,4 |
99,29 |
0,04 |
|||
|
Газогенераторная |
46,77 |
111,59 |
24,99 |
54,05 |
176,99 |
0,11 |
|||
|
Склад топлива |
26,43 |
12,4 |
35,69 |
6,01 |
56,98 |
||||
|
Насосная станция |
67,28 |
33,09 |
78,66 |
16,03 |
137,99 |
0,05 |
|||
|
Дом культуры |
78,38 |
29,74 |
104,51 |
14,4 |
160,72 |
0,03 |
|||
|
Проходная |
4,22 |
24,28 |
4,31 |
11,76 |
32,72 |
0,01 |
|||
|
Заводоуправление |
165,4 |
57,86 |
150,34 |
28,02 |
285,76 |
0,06 |
|||
|
Гараж |
45,05 |
111,58 |
40,94 |
54,04 |
183,18 |
0,05 |
|||
|
Ремонтно-механический цех |
225,53 |
74,39 |
194,27 |
36,03 |
378,14 |
0,02 |
|||
|
Территория завода |
218,34 |
218,34 |
|||||||
|
Итого |
10 239,67 |
1404,4 |
9004,97 |
574,43 |
15 339,43 |
0,02 |
|||
По итоговой строке таблицы 8, в среднем по заводу плотность нагрузки составит кВА/м 2 . (14)
На складах и в административных зданиях плотность нагрузки на порядок меньше, чем в основных производственных цехах. Теоретически следовало бы выбрать два типоразмера трансформаторов: большей мощности — для цехов основного производства, меньшей — для складов и административных зданий. Однако, учитывая сравнительно не большую суммарную расчетную нагрузку завода, кВт, примем к установке одинаковые трансформаторы на всех ТП.
По рекомендациям (13), исходя из средней плотности нагрузки по заводу 0,02 кВА/м 2 , (итоговая строка таблицы 8), можно принять единичную мощность трансформаторов ТП, равной 1600 кВА.
Минимальное число трансформаторов на заводе, исходя из их принятой единичной мощности и полной компенсации реактивной мощности на шинах 0,4 кВ, составит
(15)
где = 0,6 — добавка до целого числа трансформаторов;
- = 11 644,07 кВт — суммарная нагрузка всех цехов завода на шинах 0,4 кВ цеховых ТП с учетом освещения цехов и территории завода.
0,7 — коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме [11];
- Таким образом, при количестве цехов, равном 14 (таблица 1), получаем 5 двухтрансформаторных цеховых ТП.
Оптимальное число трансформаторов ТП определяется экономическими соображениями. Противоречивыми факторами являются: разница в удельной стоимости конденсаторных батарей напряжением до и выше 1000 В на единицу вырабатываемой реактивной мощности, изменение числа трансформаторов или их номинальной мощности на подстанциях завода при изменении числа и мощности компенсирующих устрой реактивной мощности до 1000 В, стоимость потерь электроэнергии, как в трансформаторах ТП, так и в питающих их ЛЭП.
Поставленная задача является многопараметрической, а в условиях рыночной экономики, еще и многокритериальной. Ее приближенное решение, в виде номограмм приведено, например, в. Для 0,7, = 10 и = 0,6 по номограмме [10, рис. 4.7а] найдем добавку m =0 до оптимального числа трансформаторов. Окончательно, за оптимальное число трансформаторов на всех цеховых ТП завода принимаем
(16)
4.2 Выбор трансформаторов 10/6 кВ
Нагрузка 6 кВ завода является сосредоточенным, достаточно мощным потребителем, как по суммарной нагрузке, так и по мощности отдельных электродвигателей насосов и компрессоров.
Выбор трансформаторных подстанций для потребителей на 6 кВ аналогичен выбору для потребителей на 0,4 кВ и сведем в таблицу 9.
4.3 Компенсация реактивной мощности на шинах 0,4 кВ цеховых ТП и уточнение их нагрузки
При выборе числа и мощности трансформаторов одновременно решаем вопрос выбора компенсирующих устройств в сетях до 1000 В.
Наибольшая реактивная мощность, которую целесообразно передавать через трансформаторы ТП в сеть напряжением до 1000 В, определяется соотношением
(19)
где n = 2 — число трансформаторов на ТП;
- = 0,7 — коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме;
- номинальная мощность трансформаторов, установленных на ТП;
- расчетная активная нагрузка ТП на шинах 0,4 кВ.
Минимально необходимая мощность компенсирующих устройств, в сети на шинах 0,4 кВ ТП определяется формулой (18).
(20)
Для ТП1:
Дополнительная мощность компенсирующих устройств 0,4 кВ, окупающаяся снижением потерь в трансформаторах ТП1 и питающих их линиях выше 1000 В по рекомендациям может быть определена по формуле
квар, (21)
где — расчетный коэффициент, зависящий от двух и расчетных параметров;
- удельные стоимости низковольтных и высоковольтных компенсирующих устройств на квар вырабатываемой реактивной мощности;
- расчетная стоимость потерь, руб/кВт (только для расчета компенсирующих устройств);
- протяженность и сечение питающей ТП ЛЭП.
Для практических расчетов коэффициенты, можно принимать по таблицам, приведенным в литературе [10, табл.4.6, 4.7]. По [10, табл.4.6], для средней Волги и односменных предприятий имеем =19. Для кВА и протяженности магистральной питающей ЛЭП L до 0,5 км, по [10, табл.4.7] имеем =2. Функциональная зависимость представлена в [10, рис. 4.8, 4.9], в виде номограмм. Для напряжения питающей ЛЭП 10 кВ, при радиальной схеме питания ТП1 по [10, рис. 4.8б] получим .
Если значение окажется положительным, то эту мощность следует установить на ТП1 дополнительно к. Иначе, следует принять =0.
Подставляя в (21), для ТП1 получим отрицательное значение, следовательно надо принять квар.
Окончательно, принимаем к установке на ТП1 десять конденсаторных батарей по 180 квар каждая, общей мощностью
квар. (22)
По нескомпенсированной реактивной нагрузке и расчетной активной мощности ТП1, проверяем фактический коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме
- (23)
Результаты расчетов по всем ТП сводим в таблицу 9.
Таблица 9 — Распределение нагрузки между цеховыми ТП завода
|
№ ТП |
№ цеха |
Наименование (месторасположение ТП) |
Рр, кВт |
Qр, квар |
Qнк, квар |
Qнк, квар |
Qp-Qнk |
nxSн. т, кВА |
К З |
|
|
ТП напряжением 10/0,4 кВ |
||||||||||
|
Инструментальный цех |
522,33 |
503,45 |
||||||||
|
Прессовый цех |
1231,61 |
969,67 |
||||||||
|
Заводоуправление |
223,26 |
178,36 |
||||||||
|
Проходная |
165,40 |
16,07 |
||||||||
|
Дом культуры |
108,12 |
118,91 |
||||||||
|
итого ТП1 |
2235,72 |
1786,46 |
1648,05 |
1800,00 |
138,41 |
2х1600 |
0,70 |
|||
|
Склад зап. частей |
78,15 |
42,14 |
||||||||
|
Сборочный цех |
621,84 |
980,05 |
||||||||
|
Кузнечный цех |
1571,98 |
1132,15 |
||||||||
|
Насосная станция |
100,37 |
94,69 |
||||||||
|
итого ТП2 |
2237,04 |
2249,03 |
2133,91 |
2200,00 |
115,12 |
2х1600 |
0,70 |
|||
|
Моторный цех |
1002,90 |
1351,36 |
||||||||
|
Механический цех |
533,37 |
706,28 |
||||||||
|
Компрессорная станция |
621,02 |
558,10 |
||||||||
|
итого ТП3 |
2157,29 |
2615,74 |
2012,66 |
2100,00 |
603,08 |
2х1600 |
0,69 |
|||
|
Литейный цех |
2134,72 |
1661,69 |
||||||||
|
итого ТП4 |
2134,72 |
1329,35 |
650,70 |
700,00 |
678,65 |
2х1600 |
0,70 |
|||
|
Заготовительный цех |
1029,82 |
1661,69 |
||||||||
|
Склад строй. материалов |
82,94 |
89,53 |
||||||||
|
Склад топлива |
38,83 |
41,70 |
||||||||
|
Лаборатория |
217,60 |
133,11 |
||||||||
|
Котельная |
86,86 |
48,11 |
||||||||
|
Газогенераторная |
158,36 |
79,04 |
||||||||
|
Главный магазин |
42,92 |
31,94 |
||||||||
|
Гараж |
156,63 |
94,98 |
||||||||
|
Ремонтно-механический цех |
299,92 |
230,30 |
||||||||
|
Литейный цех |
800,52 |
498,51 |
||||||||
|
итого ТП5 |
2113,88 |
2410,40 |
2245,00 |
2300,00 |
165,40 |
2х1600 |
0,66 |
|||
|
ТП напряжением 10/6 кВ |
||||||||||
|
8. б |
8. б СД 6 кВ |
1674,00 |
— 1037,45 |
|||||||
|
итого ТП6 |
1674,00 |
-1037,45 |
-1037,45 |
2х1600 |
0,62 |
|||||
|
17. б |
17. б АД 6 кВ |
1050,00 |
650,73 |
|||||||
|
итого ТП7 |
1050,00 |
650,73 |
650,73 |
2х1000 |
0,62 |
|||||
5. Расчет нагрузок на шинах НН ГПП
5.1 Расчет потерь мощности в трансформаторах ТП
Найдем потери мощности в трансформаторах ТП. На подстанциях ТП1-ТП4 10/0,4 кВ установлено n = 2 трансформатора типа ТМЗ-1600/10/0,4 с номинальными параметрами: =1600 кВА, =4 кВт, =24 кВт, =5,5%, =2%.
Например, для ТП1 получим следующее. Полная расчетная нагрузка ТП1 на шинах 0,4 кВ с учетом освещения и компенсации реактивной мощности составит
кВА. (24)
Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме находим по формуле (23)
Считая, что трансформаторы ТП загружены равномерно, найдем потери мощности в них
кВт, (25)
квар. (26)
Для остальных ТП расчеты выполняем аналогично. Результаты сводим в таблицу 10.
Таблица 10 — Расчет потерь мощности в трансформаторах ТП
|
№ ТП |
Тип трансформаторов |
n |
Sн. т, кВА |
Pх, кВт |
Pк, кВт |
Uк% |
Iх% |
Sр, кВА |
К З |
DP, кВт |
DQ, квар |
|
|
ТП1 |
ТМЗ-1600/10/0,4. |
4,00 |
24,00 |
5,50 |
2,00 |
2235,76 |
0,70 |
31,43 |
149,91 |
|||
|
ТП2 |
ТМЗ-1600/10/0,4. |
4,00 |
24,00 |
5,50 |
2,00 |
2237,58 |
0,70 |
31,47 |
150,05 |
|||
|
ТП3 |
ТМЗ-1600/10/0,4. |
4,00 |
24,00 |
5,50 |
2,00 |
2218,08 |
0,69 |
31,06 |
148,56 |
|||
|
ТП4 |
ТМЗ-1600/10/0,4. |
4,00 |
24,00 |
5,50 |
2,00 |
2225,56 |
0,70 |
31,22 |
149,13 |
|||
|
ТП5 |
ТМЗ-1600/10/0,4. |
4,00 |
24,00 |
5,50 |
2,00 |
2116,76 |
0,66 |
25,25 |
135,81 |
|||
|
ТП6 |
ТМЗ-1600/10/6 |
5,10 |
17, 20 |
6,50 |
1,40 |
1969,41 |
0,62 |
16,31 |
113,98 |
|||
|
ТП7 |
ТМЗ-1000/10/6 |
3,65 |
11,90 |
6,50 |
1,10 |
1235,29 |
0,62 |
16,38 |
71,59 |
|||
|
Итого |
183,13 |
919,05 |
||||||||||
5.2 Баланс реактивной мощности. Компенсирующие устройства реактивной мощности выше 1000 В
Для расчета компенсирующих устройств выше 1000 В необходимо знать потери мощности в трансформаторах ГПП. Трансформаторы ГПП еще не выбраны, поэтому найдем потери мощности в трансформаторах ГПП приближенно, по ожидаемым потерям в трансформаторах отечественного производства (таблица 11).
Суммарная активная нагрузка 0,4 кВ в цехах составляет (таблица 5) кВт. Нагрузка 6 кВ — кВт. Расчетная мощность освещения (таблица 6) завода кВт. Потери мощности в трансформаторах ТП (таблица 10) 183,13 кВт.
Приближенно, без учета выравнивания графиков нагрузок на ГПП, активная нагрузка на ГПП может быть определена алгебраическим суммированием
кВт.
За реактивную нагрузку на ГПП примем мощность энергосистемы (по cosц=0,9ч0,95 для энергосистемы) квар.
Таблица 11 — Ожидаемые в среднем относительные потери мощности в трансформаторах ГПП для трансформаторов отечественного изготовления по отношению к расчетной нагрузке трансформаторов
|
Номинальное напряжение трансформатора, кВ |
Активные потери? P/Sр, % при коэффициенте загрузки |
Реактивные потери? Q/Sр, % при коэффициенте загрузки |
|||||||||
|
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
||
|
0,85 |
0,88 |
0,94 |
1,00 |
1,07 |
5,95 |
6,27 |
6,70 |
7, 20 |
7,75 |
||
|
0,72 |
0,72 |
0,73 |
0,76 |
0,80 |
7,91 |
8,52 |
9,25 |
10,07 |
10,93 |
||
|
0,31 |
0,31 |
0,32 |
0,33 |
0,35 |
6,44 |
7,38 |
8,37 |
9,38 |
10,42 |
||
|
В среднем |
0,62 |
0,64 |
0,66 |
0,70 |
0,74 |
6,77 |
7,39 |
8,11 |
8,88 |
9,70 |
|
Ожидаемые потери активной мощности в трансформаторах ГПП составят кВт. (27)
Ожидаемые потери реактивной мощности в трансформаторах ГПП составят квар, (28)
где =0,66%, =8,11% — среднее значение ожидаемых активных, реактивных потерь в трансформаторах 35ч220 кВ при коэффициенте загрузки 0,7 по отношению к расчетной мощности нагрузки (таблица 11).
Теперь можно составить баланс реактивной мощности и найти мощность компенсирующих устройств выше 1000 В.
Расходная часть баланса реактивной нагрузки состоит из потребителей:
- нагрузки силовых и осветительных приемников электроэнергии напряжением 0,4 кВ квар (таблицы 5 и 6);
- потери в трансформаторах цеховых ТП квар (таблица 10);
- ожидаемые потери в трансформаторах ГПП квар;
- высоковольтные асинхронные электродвигатели Q АД = 650,73квар.
