- •Расчет электрических нагрузок ремонтно-механического цеха
- •Расчет электрических нагрузок по уровням системы электроснабжения
- •Расчетные нагрузки цехов
- •Определение расчетных нагрузок на шинах низшего напряжения распределительного пункта и пункта приема электроэнергии
- •Расчетные нагрузки на высшем напряжении пункта приема электроэнергии
- •Определим расчетную активную и реактивную мощность на стороне высшего напряжения по 2.34 и 2.35:
- •Определение центра электрических нагрузок
- •Построение картограммы нагрузок предприятия
- •Расчет центра электрических нагрузок
- •Выбор компенсирующих устройств и мест их установки
- •Система питания
- •Построение графиков нагрузок
- •Выбор силовых трансформаторов пункта приема электроэнергии
- •Определение напряжения системы распределения
- •Выбор цеховых трансформаторных подстанций
- •Определение потерь в цеховых трансформаторных подстанциях
- •Выбор питающих линий электропередачи
- •Воздушные линии электропередачи
- •Кабельные линии электропередачи
- •Расчет токов короткого замыкания
1. Генеральный план завода представлен на рисунке 1;
Рисунок 1 – Генеральный план завода
2. Мощность энергосистемы − 1300 МВт;
3. Напряжение питания − 110 кВ
4. Сопротивление системы Xс=0,64 о.е.
5. Расстояние от подстанции энергосистемы до завода − 10 км.
Характеристика технологического процесса предприятия представлена в таблице 1.
Таблица 1 – Характеристика технологического процесса агломерационного завода
Номер цеха по плану |
Наименование цеха |
Категория ЭП по надежности электроснабжения |
Характеристика производственной среды |
1 |
Цех спекания (6кВ/0,4кВ) |
2 |
повышенная температура |
2 |
Котельная |
2 |
повышенная температура |
3 |
Управление фабрики |
3 |
нормальная |
4 |
Лаборатория |
2 |
нормальная |
5 |
Цех фильтрации |
2 |
нормальная |
6 |
Ремонтно-механический цех |
3 |
нормальная |
7 |
Насосная обратного цикла (6кВ/0,4кВ) |
2 |
нормальная |
8 |
Цех обработки шихты |
2 |
нормальная |
9 |
Перегрузка шихты (6кВ/0,4кВ) |
2 |
нормальная |
10 |
Насосная осветленной воды (6кВ/0,4кВ) |
2 |
нормальная |
11 |
Склад реагентов и исходных материалов |
2 |
нормальная |
12 |
Склад готовой продукции |
3 |
нормальная |
13,14 |
Цех подготовки продукции |
2 |
нормальная |
Сведения об электрических нагрузках предприятия представлены в таблице 2 и 3.
Таблица 2 – Ведомость электрических нагрузок трикотажного завода
Номер цеха на генеральном плане завода |
Наименование цеха с указанием напряжения |
Установленная в цехе мощность Pуст, кВт |
Высота цеха, м |
1 |
Цех спекания (6кВ/0,4кВ) |
12825/610 |
6 |
2 |
Котельная |
1500 |
5 |
3 |
Управление фабрики |
180 |
4 |
4 |
Лаборатория |
300 |
4 |
5 |
Цех фильтрации |
550 |
6 |
6 |
Ремонтно-механический цех |
- |
4 |
7 |
Насосная обратного цикла (6кВ/0,4кВ) |
12810/300 |
5 |
8 |
Цех обработки шихты |
550 |
5 |
9 |
Перегрузка шихты (6кВ/0,4кВ) |
2900/210 |
5 |
10 |
Насосная осветленной воды (6кВ/0,4кВ) |
13200/480 |
5 |
11 |
Склад реагентов и исходных материалов |
900 |
6 |
12 |
Склад готовой продукции |
1700 |
8 |
13,14 |
Цех подготовки продукции |
1300/800 |
8 |
Таблица 3 – Ведомость электрических нагрузок (посезонно)
Часы |
Нагрузка предприятия | ||
зима |
лето | ||
1 |
2 |
3 | |
0 |
85 |
86 | |
1 |
84 |
84 | |
2 |
83 |
83 | |
3 |
83 |
81 | |
4 |
84 |
80 | |
5 |
83 |
78 | |
6 |
82 |
77 | |
7 |
90 |
83 | |
8 |
98 |
90 | |
9 |
100 |
94 | |
10 |
100 |
95 | |
11 |
95 |
91 | |
12 |
92 |
86 | |
13 |
96 |
90 | |
14 |
98 |
93 | |
15 |
98 |
93 | |
16 |
95 |
87 | |
17 |
98 |
90 | |
18 |
98 |
90 | |
19 |
96 |
87 | |
20 |
99 |
93 | |
21 |
99 |
95 | |
22 |
95 |
92 | |
23 |
93 |
90 |
Исходные данные для расчета электрических нагрузок ремонтно-механического цеха представлены в таблице 4.
Таблица 4 – Исходные данные для расчета электрических нагрузок РМЦ
Номер ЭП |
Наименование участка цеха и индивидуальных ЭП |
Паспортная мощность ЭП Pпас, кВт |
Количество ЭП | ||||
1 |
2 |
3 |
4 | ||||
Механическое отделение | |||||||
1 |
Токарно-револьверный станок |
5,6 |
1 | ||||
2 |
Токарно-винторезный станок |
4,5 |
1 | ||||
3 |
Универсально-фрезерный станок |
4,6 |
1 | ||||
4 |
Вертикально-сверлильный станок |
17 |
2 | ||||
Окончание таблицы 4 | |||||||
1 |
2 |
3 |
4 | ||||
5 |
Долбежный станок |
7 |
1 | ||||
6 |
Универсальный заточный станок |
1,25 |
1 | ||||
7 |
Тельфер |
4,5 |
1 | ||||
8 |
Вентилятор |
2,8 |
1 | ||||
Заготовительное отделение | |||||||
9 |
Ножницы высечные |
2,8 |
2 | ||||
10 |
Станок труборезный |
7 |
1 | ||||
11 |
Пресс листогибочный |
15,7 |
1 | ||||
12 |
Радиально-сверлильный станок |
6,9 |
1 | ||||
13 |
Универсальный заточный станок |
1,25 |
1 | ||||
14 |
Кран-балка |
4,85 |
1 | ||||
15 |
Вентилятор |
7 |
1 | ||||
Сварочное отделение | |||||||
16 |
Автомат для дуговой сварки, кВ∙А |
100 |
1 | ||||
17 |
Сварочный преобразователь |
14 |
1 | ||||
18 |
Станок обдирочно-точильный |
7 |
1 | ||||
19 |
Таль электрическая |
0,85 |
1 | ||||
20 |
Вентилятор |
2,8 |
1 | ||||
Термическое отделение | |||||||
21 |
Электропечь сопротивления камерная |
15 |
1 | ||||
22 |
Печь муфельная |
1,6 |
1 | ||||
23 |
Вентилятор |
4,5 |
1 | ||||
Участок электроэрозионной обработки | |||||||
24 |
Универсальный ультразвуковой станок |
1 |
2 | ||||
25 |
Вентилятор |
2,8 |
1 | ||||
26 |
Универсальный электроискровой прошивочный станок |
1,2 |
1 | ||||
Столярное отделение | |||||||
27 |
Поперечная пила |
7 |
1 | ||||
28 |
Строгальный станок |
7 |
1 | ||||
29 |
Станок токарный по дереву |
1,5 |
1 | ||||
30 |
Настольный сверлильный станок |
0,6 |
1 | ||||
31 |
Точильный станок двусторонний |
1,7 |
1 | ||||
32 |
Таль электрическая |
2,8 |
1 | ||||
33 |
Вентилятор |
4,5 |
1 | ||||
Электроремонтное отделение | |||||||
34 |
Ножницы вибрационные |
0,52 |
1 | ||||
35 |
Намоточный станок |
1,1 |
1 | ||||
36 |
Настольный сверлильный станок |
0,6 |
1 | ||||
37 |
Обдирочно-точильный станок |
2,8 |
1 | ||||
Окончание таблицы 4 | |||||||
38 |
Вентилятор |
2,8 |
1 | ||||
Гараж | |||||||
39 |
Выпрямительная установка для зарядки аккумулятора, кВ∙А |
2,8 |
2 | ||||
40 |
Настольный сверлильный станок |
0,6 |
1 | ||||
41 |
Таль электрическая |
2,8 |
1 | ||||
42 |
Вентилятор |
2,8 |
1 | ||||
43 |
Точильный станок двусторонний |
1,7 |
1 |
Расчет электрических нагрузок ремонтно-механического цеха
Расчет электрических нагрузок электроприемников напряжением до 1 кВ производится для каждого узла питания (распределительного пункта, шкафа и т.п.), а также по цеху, корпусу в целом.
Для одиночных ЭП, работающих в длительном режиме, расчетная мощность () принимается равной номинальной, для одиночных ЭП повторно-кратковременного режима работы – равной номинальной, приведенной к длительному режиму, кВт:
, (2.1)
где мощность ЭП по паспортным данным, кВт;
n– число электроприемников, используемых в данном распределительном пункте, шт.;
– паспортное значение продолжительности включения.
Групповой средневзвешенный коэффициент использования для данного
узла питания (подгруппы) определяется по формуле:
(2.2)
где – коэффициент использования одиночного ЭП;
– число электроприемников, входящих в данную группу (данный распределительный пункт), шт.;
– номинальная мощность одиночного ЭП, кВт.
Средневзвешенный коэффициент мощности определяется по формуле:
(2.3)
где –коэффициент мощности одиночного ЭП.
Эффективное число электроприемников – это такое число однородных по режиму работы приемников одинаковой мощности, которое обусловливает ту же расчетную нагрузку, что и рассматриваемые электроприемники, различные по номинальной мощности и режиму их работы.
Эффективное число электроприемников подгруппы рассчитывается по формуле:
(2.4)
где номинальная активная мощность индивидуального электроприемника, кВт;
групповая номинальная мощность электроприемника, кВт;
число электроприемников в подгруппе.
При значительном числе электроприемников() (магистральные
шинопроводы, шины цеховых трансформаторных подстанций, в целом по цеху) эффективное число ЭП можно определить по упрощенному выражению:
(2.5)
где – номинальная мощность наиболее мощного электроприемника группы, кВт.
Если найденное по выражению (2.5) число окажется больше , то следует принимать. Если, гденоминальная мощность наименее мощного ЭП подгруппы,также принимается равным.
Найденное значение округляется до ближайшего меньшего числа.
Для определения расчетной мощности необходимо знать значение коэффициента расчетной нагрузки , которое зависит от эффективного числа электроприемников, средневзвешенного коэффициента использования, а также от постоянной времени нагрева сети, для которой рассчитываются электрические нагрузки. Коэффициент расчетной нагрузки определяется из таблицы 2.1 [2].
Расчетная активная мощность подключенных к узлу питания ЭП, кВт,
(2.6)
Расчетная реактивная мощность для питающих сетей напряжением до
1 кВ при определяется по формуле, кВ∙Ар:
(2.7)
где (2.8)
Для питающих сетей напряжением до 1 кВ при
(2.9)
Тогда полная расчетная мощность группы, кВ∙А,
(2.10)
Расчетный ток, А,
(2.11)
Пример расчета для механического отделения:
Определим расчетную мощность для токарно-револьверного станка по формуле 2.1:
=4,228 кВт
Аналогично определяем для остальных ЭП установленных в данном отделении.
Определим средневзвешенный коэффициент использования для механического отделения по формуле 2.2:
Определим эффективное число ЭП данной подгруппы по формуле 2.5:
шт.
Полученное число округляем до ближайшего меньшего значения – 3.
Расчетная активная мощность подключенных к узлу питания приемников ЭЭ определяется по формуле 2.6:
Расчетная реактивная мощность для питающих сетей напряжением до 1 кВ при определяется по формуле 2.7:
Полная расчетная мощность группы определим по формуле 2.10:
Расчетный ток найдем по формуле 2.11:
Аналогичные расчеты проводим для остальных ЭП находящихся в других отделениях. Результаты расчетов сводим в табл. 2.1
Таблица 2.1 – Определение расчетных нагрузок методом упорядоченных диаграмм
Исходные данные |
Расчетные значения нагрузок | |||||||||||||
Номер ЭП |
Кол-во ЭП n, шт. |
Номинальная мощность |
kи |
cosϕ |
tgϕср.взв |
Киср.взв |
Эффективное число ЭП цеха nэ, шт. |
Kp |
Pр, кВт |
Qp, кВ∙Ар |
Sp, кВА |
Ip, А | ||
Pпас, кВт |
Pнi, кВт | |||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 | |
Механическое отделение | ||||||||||||||
1 |
1 |
5,60 |
4,228 |
0,14 |
0,65 |
1,607 |
0,151 |
3 |
2,8784 |
21,321 |
37,689 |
43,302 |
62,501 | |
2 |
1 |
4,50 |
3,397 |
0,11 |
0,50 | |||||||||
3 |
1 |
4,60 |
3,563 |
0,18 |
0,65 | |||||||||
4 |
2 |
17,00 |
25,669 |
0,11 |
0,50 | |||||||||
5 |
1 |
7,00 |
5,285 |
0,11 |
0,50 | |||||||||
6 |
1 |
1,25 |
0,839 |
0,14 |
0,50 | |||||||||
7 |
1 |
4,50 |
3,180 |
0,10 |
0,50 | |||||||||
8 |
1 |
2,80 |
2,800 |
0,70 |
0,80 | |||||||||
Заготовительное отделение | ||||||||||||||
9 |
2 |
2,8 |
3,960 |
0,15 |
0,5 |
1,291 |
0,277 |
5 |
1,4351 |
15,302 |
21,73 |
26,577 |
38,361 | |
10 |
1 |
7,00 |
5,420 |
0,18 |
0,65 | |||||||||
11 |
1 |
15,70 |
12,161 |
0,21 |
0,65 | |||||||||
12 |
1 |
6,90 |
5,342 |
0,13 |
0,45 | |||||||||
13 |
1 |
1,25 |
0,841 |
0,14 |
0,65 | |||||||||
14 |
1 |
4,85 |
3,758 |
0,22 |
0,5 | |||||||||
15 |
1 |
7,00 |
7,000 |
0,70 |
0,8 | |||||||||
Сварочное отделение | ||||||||||||||
16 |
1 |
100,00 |
77,460 |
0,15 |
0,65 |
|
|
|
|
|
|
|
| |
17 |
1 |
14,00 |
9,900 |
0,30 |
0,50 |
Продолжение таблицы 2.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
17 |
1 |
7,00 |
4,952 |
0,25 |
0,65 |
1,219 |
0,187 |
1 |
4,3458 |
77,820 |
104,349 |
130,172 |
187,887 |
18 |
1 |
0,85 |
0,600 |
0,20 |
0,50 | ||||||||
19 |
1 |
2,80 |
2,800 |
0,70 |
0,80 | ||||||||
Термическое отделение | |||||||||||||
20 |
1 |
15,00 |
15,00 |
0,80 |
0,96 |
0,25 |
0,779 |
1 |
1,0294 |
16,913 |
4,651 |
17,541 |
25,318 |
21 |
1 |
1,60 |
1,600 |
0,80 |
0,95 | ||||||||
22 |
1 |
4,50 |
4,50 |
0,70 |
0,80 | ||||||||
Участок электроэрозионной обработки | |||||||||||||
23 |
2 |
1,00 |
1,42 |
0,18 |
0,60 |
1,011 |
0,71 |
2 |
1,126 |
4,055 |
4,51 |
6,065 |
8,754 |
24 |
1 |
2,80 |
2,80 |
0,70 |
0,80 | ||||||||
25 |
1 |
1,20 |
0,849 |
0,18 |
0,60 | ||||||||
Столярное отделение | |||||||||||||
26 |
1 |
7,00 |
4,43 |
0,12 |
0,50 |
1,437 |
0,275 |
4 |
1,58 |
8,21 |
12,978 |
15,357 |
22,166 |
27 |
1 |
7,00 |
5,28 |
0,11 |
0,50 | ||||||||
28 |
1 |
1,50 |
1,162 |
0,30 |
0,6 | ||||||||
29 |
1 |
0,60 |
0,40 |
0,16 |
0,65 | ||||||||
30 |
1 |
1,70 |
1,14 |
0,11 |
0,60 | ||||||||
31 |
1 |
2,80 |
1,98 |
0,20 |
0,50 | ||||||||
32 |
1 |
4,50 |
4,50 |
0,70 |
0,80 | ||||||||
Электроремонтное отделение | |||||||||||||
33 |
1 |
0,52 |
1,061 |
0,20 |
0,65 |
0,771
|
0,537 |
4 |
1,1767 |
7,196 |
6,103
|
9,436 |
13,62 |
34 |
1 |
1,10 |
0,75 |
0,16 |
0,65 | ||||||||
35 |
1 |
0,60 |
0,80 |
0,16 |
0,65 | ||||||||
36 |
1 |
4,00 |
4,00 |
0,80 |
0,95 | ||||||||
37 |
1 |
2,80 |
1,98 |
0,25 |
0,65 | ||||||||
38 |
1 |
2,80 |
2,80 |
0,7 |
0,80 |
Окончание таблицы 2.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
Гараж | |||||||||||||
39 |
2 |
2,80 |
4,34 |
0,33 |
0,60 |
1,248 |
0,373 |
3 |
0,5283 |
2,101 |
2,884 |
3,568 |
5,15 |
40 |
1 |
0,60 |
0,40 |
0,16 |
0,65 | ||||||||
41 |
1 |
2,80 |
1,98 |
0,20 |
0,50 | ||||||||
42 |
1 |
2,80 |
2,80 |
0,70 |
0,80 | ||||||||
43 |
1 |
1,70 |
1,14 |
0,11 |
0,60 |
После определения значений расчетной мощности всех распределительных пунктов рассчитывается активная, реактивная и полная мощность всего РМЦ. Для этого РМЦ рассматривается как узел питания представленных ранее распределительных пунктов.
Результаты расчета сводятся в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 – Определение расчетных нагрузок РМЦ
Наименование участка цеха |
Кол-во ЭП в РП, шт. |
Номинальная мощность Pнi, кВт |
cosϕ |
tgϕ |
kиср.взв |
Эффективное число ЭП цеха nэ, шт. |
Kp |
Pр, кВт |
Qp, кВ∙Ар |
Sp, кВА |
Ip, А |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
Механическое отделение |
3,00 |
48,961 |
0,528 |
1,607 |
0,285 |
4 |
1,4055 |
100,177 |
134,107 |
167,392 |
241,61 |
Заготовительное отделение |
5,00 |
38,482 |
0,612 |
1,291 | |||||||
Сварочное отделение |
1,00 |
95,712 |
0,634 |
1,219 | |||||||
Термическое отделение |
1,00 |
21,100 |
0,970 |
0,25 | |||||||
Участок электроэрозионной обработки |
2,00 |
5,069 |
0,703 |
1,011 | |||||||
Столярное отделение |
4,00 |
18,892 |
0,571 |
1,437 | |||||||
Электроремонтное отделение |
4,00 |
11,391 |
0,792 |
0,771 | |||||||
Гараж |
3,00 |
10,66 |
0,625 |
1,248 |