Определение расчётных электрических нагрузок 380/220В главного корпуса завода, выбор единичной мощности цеховых трансформаторов

Министерство образования Российской федерации

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Северо-западный Государственный Заочный Технический Университет

Кафедра электроснабжения

Специальность 100400 – электроснабжение

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по курсу

«ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ»

Выполнил  студент 4-го курса

Энергетического  факультета,

Уваров И. В.   Шифр: 31-3035

Санкт-Петербург

2006

Задание

Определить расчётные электрические нагрузки 380/220 В главного корпуса завода, выбрать единичную мощность цеховых трансформаторов, их количество, сечение питающих кабелей и суммарную мощность конденсаторных установок 380 В.

Число часов использования максимума нагрузки Тм принять равным 3770, нормативное значение tgφн цеховой нагрузки – 0,33.

Схема питания трансформаторов мощностью 2500 и 1600 кВА – радиальная, 1000 кВА – магистральная. Количество трансформаторов, присоединённых к одной магистральной линии – два или три (по выбору студента).

Остальные данные:

По таблице 1 – вариант 5.

Площадь корпуса F, тыс.м2 = 28;

Количество трансформаторов в КТП n,шт. =3

Удельная плотность расчётной нагрузки электрического освещения, Руд осв, Вт/м²=14

Коэффициент мощности осветительной установки tgφосв = 0,95

По таблице 2 – вариант 2. (Далее электроприёмник обозначается ЭП)

№	Название ЭП	Количество работающих ЭП, шт.	Суммарная установленная мощность работающих ЭП, кВт	Номинальные активные мощности наименьшего и наибольшего ЭП
1	Станки металлорежущие крупносерийного производства.	170	1180	1,7 - 50
2	То же, с особо тяжёлым режимом работы.	80	2450	28 - 80
3	Автоматические поточные линии.	260	840	1 – 20
4	Печи сопротивления с неавтоматической нагрузкой.	30	750	10 - 40
5	Сварочные машины шовные.	10	830	83
6	Краны, тельферы с ПВ = 25%	40	300	1 - 14
7	То же, с ПВ = 40%	52	350	1 - 28
8	Насосы	60	1602	7 - 40
9	Вентиляторы	150	3062	2,8 - 40
10	Конвейеры, транспортёры	6	48	4 - 10

Выполнение расчётов:

А) Определение средних нагрузок за наиболее загруженную смену:

Рсм=Ки*Рном, Qсм=Рсм*tgφ, суммарных расчётных нагрузок силовых ЭП до установки конденсаторных батарей (далее - КУ):

∑ Рсм,  ∑ Qсм,  Ррасч=Кр*∑ Рсм,  Qрасч=К’р*∑ Qсм,  для Кр=1,07 и К’р=1.

Рсм1=1180*0,14=165,2 кВт               Qсм1=165,2*0,5=82,6 квар

Рсм2=2450*0,24=588 кВт                  Qсм2=588*0,65=382,2 квар

Рсм3=840*0,4=216 кВт                      Qсм3=216*0,7=151,2 квар

Рсм4=750*0,6=450 кВт                      Qсм4=450*0,98=441 квар

Рсм5=830*0,35=290,5 кВт                 Qсм5=290,5*0,7=203,35 квар

Рсм6=300*0,05=15 кВт                      Qсм6=15*0,5=7,5 квар

Рсм7=350*0,1=35 кВт                        Qсм7=35*0,5=17,5 квар

Рсм8=1602*0,7=1121,4 кВт               Qсм8=1121,4*0,8=897,12 квар

Рсм9=3062*0,65=1990,3 кВт             Qсм9=1990,3*0,8=1592,24 квар

Рсм10=48*0,45=21,6 кВт                    Qсм10=21,6*0,7=15,12 квар

∑ Рсм=4893 кВт                                 ∑ Qсм=3789,83 квар

Ррасч=1,07*4893=5235,51 кВт           Qрасч=1*3789,83=3789,83 квар

Б) Определение расчётных нагрузок электрического освещения корпуса. Так как нагрузка эл. освещения характеризуется ровным графиком электропотребления, то можно считать, что:

Ррасч осв=Рсм осв    и   Qрасч осв= Qсм осв.

Рсм осв = Руд осв*F,  Qсм осв = Рсм осв* tgφосв.

Рсм осв =14*28000=392000 Вт =392 кВт

Qсм осв =392*0,95=372,4 квар

В) Определение суммарных расчётных нагрузок всего корпуса до установки КУ:

∑ Р=∑ Рсм+Рсм осв             ∑ Q=∑ Qсм+Qсм осв

∑ Ррасч= Ррасч+Ррасч осв       ∑ Qрасч= Qрасч+Qрасч осв     Sрасч=√((∑ Ррасч)²+(∑ Qрасч)²)

∑ Р=4893+392=5285 кВт                   ∑ Q=3789,83+372,4=4162,23

∑ Ррасч=5235,51+392=5627,51 кВт    ∑ Qрасч=3789,83+372,4=4162,23 квар

Sрасч=√(5627,51²+4162,23²)=6999,5 кВА

Г) Определение единичной мощности трансформаторов как функция удельной плотности нагрузки:

б = Sрасч/F   ,    причём, если:

при б ≤ 0,2 кВА/м²,  то устанавливаются трансформаторы с Sном=1000 кВА, при 0,2 < б ≤ 0,3 кВА/м²  -  Sном=1600 кВА, при б > 0,3 кВА/м²  -  Sном=2500 кВА.

б = 6999,5/28000=0,25 кВА/ м², таким образом,  0,2 < 0,25 ≤ 0,3  ; следовательно Sном=1600 кВА.

Д) Определение суммарной мощности КУ:

Qк=∑ Ррасч*( tgφе - tgφн),   где tgφе=∑ Qрасч/∑ Ррасч

∑ Qрасч  и  ∑ Ррасч  -  из пункта В)

tgφе=4162,23/5627,51=0,74

Qк=5627,51*(0,74-0,33)=2307,28 квар

Е) Определение суммарных расчётных нагрузок после установки КУ. Активные нагрузки остаются неизменными. Реактивные снижаются на Qк..

Р =Рсм=∑ Ррасч,  Q=Рсм=∑ Qрасч-Qк,    S=√(Р²+Q²).

Р=5627,51 кВт    Q=4162,23-2307,28=1854,95 квар

S=√(5627,51²+1854,95²)=5925,3 кВА

Ж) Определение полной средней нагрузки корпуса за наиболее загруженную смену после установки КУ:

Sсм=√(Рсм²+Qсм²)

Sсм=√(5285²+1854,95²)=6113,2 КВА

З) Определение расчётного числа цеховых трансформаторов:

Nрасч=S/β*Sном,   где S – полная расчётная мощность после установки КУ,

Sном – единичная мощность трансформатора,

β – коэффициент загрузки.

Причём, β принимается равным 0,93 так как n=3(число трансформаторов в КТП)

Nрасч=5925,3/0,93*1600=3,98

Полученный результат округляем при n=3, до ближайшего большего целого числа, кратного 3-м, то есть в данном случае – до 6. N=6.

Рассмотрим возможность снижения выбранного значения Sном на одну ступень. Такое снижение возможно, если выполняется условие:

N/Nрасч ≥ 1,6                                      (*)

Т.о. при Nрасч=3,98 ;  n=3 ;  N=6 ;  Условие (*) N/Nрасч=6/3,98=1,5≥1,6 не выполняется, следовательно трансформаторы мощностью 1600 кВА не могут быть заменены трансформаторами 1000кВА.