Электроснабжение цеха промышленного предприятия. Расчет нагрузки для всего цеха. Максимальное значение мощности однофазного ЭП

коэффициент использования равен отношению средней нагрузки к номинальной:

При m≥3 и Kи≥0,2, nэ определяется по формуле:

Если имеется несколько характерных групп ЭП, то суммируются их средние нагрузки.

Для определения общего максимума нагрузки нескольких групп необходимо найти общее nэ всех групп и средневзвешенное значение коэффициента использования:

По таблице 2.32 находим Kм и расчетный максимум нагрузки:

После определения Pр и Qр можно подсчитать полную мощность:

Полученные данные сведем в таблицу 1.2.

Весь перечень ЭП для расчета полной расчетной мощности будет разбит на 2 группы:

- ЭП с длительным режимом работы, Kи≥0,6, Kм=1.

- ЭП с непродолжительным режимом работы, Kи≤0,6, Kм=f(Kи∑, nэ).

Сводный расчет электрических нагрузок по цеху

Таблица 1.3

№ п/п	Наименование	Ру,        кВт	m	Ки	cosφ	tgφ	Средняя нагрузка		nэ	Км	Расчетная нагрузка
							Рсм, кВт	Qсм, кВАр			Рр,  кВт	Qр, кВАр	Sр,  кВА
Группа №1
КСУ-2. Кузнечно-сварочный участок
1	Электропечь	130		0,8	1	0	104	0
2	Вентилятор	18		0,7	0,75	0,88	12,6	11,088
ШУ-4. Шлифовальный участок
3	Вентилятор	13,4		0,7	0,75	0,88	9,38	8,2544
КО-4. Компрессорное отделение
4	Вентилятор	3		0,7	0,75	0,88	2,1	1,848
ИТОГО по группе №1:		164,4	>3	0,79			128,08	21,2	5	1	128,08	21,2	129,8
Группа №2
ИУ-3. Инструментальный участок
1	Универсальный фрезерный станок.	7		0,14	0,4	2,29	0,98	2,24
2	Фрезерный станок	3		0,14	0,4	2,29	0,42	0,9618
3	Строгальный полуавтомат	2,7		0,14	0,65	1,17	0,378	0,44
4	Вертикально фрезерный станок	3,5		0,14	0,4	2,29	0,49	1,122
5	Фрезерный станок	18		0,14	0,4	2,29	2,52	5,77
6	Горизонтально фрезерный станок	6,5		0,14	0,4	2,29	0,91	2,08
7	Поперечно-строгальный станок	8		0,14	0,4	2,29	1,12	2,565
8	Универсально-фрезерный станок	28		0,14	0,4	2,29	3,92	8,98
9	Токарный станок	4,5		0,14	0,4	2,29	0,63	1,443
10	Строгальный станок	17		0,17	0,65	1,17	2,38	2,8
11	Поперечно-строгальный ст-к	5,6		0,14	0,4	2,29	0,784	1,8
№ п/п	Наименование	Ру,        кВт	m	Ки	cosφ	tgφ	Средняя нагрузка		nэ	Км	Расчетная нагрузка
							Рсм, кВт	Qсм, кВАр			Рр,  кВт	Qр, кВАр	Sр,  кВА
12	Долбежный станок	6,4		0,14	0,4	2,29	0,896	2,05
13	Кран 5Т	5		0,05	0,7	1,02	0,25	0,255
КСУ-2. Кузнечно-сварочный участок
14	Сварочные однофазные машины U=220 В	40,248		0,35	0,4	2,29	14,07	32,22
15	Сварочные однофазные машины U=380 В	35,442		0,35	0,4	2,29	12,4	28,4
16	Сварочный трансформатор	16,9		0,20	0,4	2,29	3,38	7,74
17	Электротельфер	5		0,25	0,4	2,29	1,25	2,86
18	Точильно-шлифовальный станок	12		0,14	0,4	2,29	1,68	3,85
19	Шлифовальный станок	10		0,14	0,4	2,29	1,4	3,2
20	Фрезерный станок	12		0,14	0,4	2,29	1,68	3,85
21	Токарный станок	24		0,14	0,4	2,29	3,36	7,7
ШУ-4. Шлифовальный участок
22	Заточный станок	2,5		0,14	0,4	2,29	0,35	0,8015
23	Шлифовальный станок	16		0,14	0,4	2,29	2,245	5,13
24	Расточный станок	12,8		0,14	0,4	2,29	1,8	4,1
25	Расточный станок	2		0,14	0,4	2,29	0,28	0,6412
26	Шлифовальный станок	3,5		0,14	0,4	2,29	0,49	1,122
27	Шлифовальный станок	6,5		0,14	0,4	2,29	0,91	2,08
28	Шлифовальный станок	25,8		0,14	0,4	2,29	3,612	8,27
29	Шлифовальный станок	10,7		0,14	0,4	2,29	1,498	3,43
30	Шлифовальный станок	12,4		0,14	0,4	2,29	1,736	3,96
31	Шлифовальный станок	7,5		0,14	0,4	2,29	1,05	2,4
КО-4. Компрессорное отделение
32	Привод компрессора	888		0,5	0,9	0,48	444	213,12
33	Привод маслонасоса	4		0,5	0,9	0,48	2	0,96
34	Сверлильный станок	1,2		0,14	0,4	2,29	0,168	0,385
ИТОГО по группе №2:		1263,69	>3	0,4			515,037	368,73	8,5	1,55	798,3	405,6	895,43
ВСЕГО по цеху:		1428,09		0,45			643,117	389,93			927,1	426,8	1020,62

2.  ВЫБОР СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА.

Основным критерием выбора оптимальной мощности трансформаторов являются: экономические соображения, обеспечивающие минимум приведённых затрат, условия нагрева, зависящие от температуры, коэффициента начальной загрузки, длительности максимума.

От правильного размещения подстанций на территории массовой жилой застройки города, а также числа подстанций и мощности трансформаторов, установленных в каждой подстанции, зависят экономические показатели и надежность системы электроснабжения потребителей. Трансформаторные подстанции следует приблизить к центру питаемых ими групп потребителей, так как при этом сокращается протяженность низковольтных сетей, снижаются сечения проводов и жил кабелей, а это приводит к значительной экономии цветных металлов и снижению потерь энергии. Снижаются также капитальные затраты на сооружение сетей. Поэтому система с мелкими подстанциями (мощность отдельных трансформаторов обычно не превышает 1000 кВА при вторичном напряжении сети 0,4/0,23 кВ) оказывается выгодной и применяется повсеместно.

Количество силовых трансформаторов на трансформаторной подстанции зависит от категории нагрузки по степени бесперебойности электроснабжения. Основная часть потребителей электроэнергии относится к 2-й категории по надёжности электроснабжения. Часть потребителей электроэнергии относятся к потребителям 3-й категории.

Принимается двухтрансформаторная КТП с использованием сухих трансформаторов.

Мощность каждого трансформатора должна быть такой, чтобы при отключении одного из трансформаторов оставшейся в работе обеспечивал электроэнергией потребителей 1 и 2 категорий. За основу выбора берётся перегрузочная способность трансформаторов. Обычно в практике проектирования пользуются перегрузочной способностью для потребителей, работающих по двухсменному режиму работы. Перегрузочная способность заключается в следующем: при выходе из строя одного из трансформаторов второй трансформатор может нести перегрузку величиной 40% в течение 6-и часов в сутки 5 рабочих дней недели.

Выбор трансформаторов будем производить в следующей последовательности:

Мощность трансформатора определяется по формуле:

где,      Sнагр. – расчетная мощность нагрузки ТП.

n – количество трансформаторов на подстанции.  n = 2

Kз_. – коэффициент загрузки трансформатора.        Kз_. = 0.7

Выбираем силовой трансформатор:

ТИП	Мощ-ность, кВА	Верхний предел номиналь-ного нап-ряжения, кВ		Потери		Ток х.х., %	Напряже-ние к.з. на номиналь-ной ступени
		ВН	НН	х.х.	к.з.
ТЗС-630/10	630	10	0,4	1,42-1,68	7,6-8,5	2,0-3,0	5,5

Проверяем установленную мощность трансформаторов в аварийном режиме при отключении одного трансформатора и необходимости, обеспечить электроснабжение потребителей 1-й и 2-й категории в период максимума с допускаемой нагрузкой, равной 140%:

Проверяем его способность работы при систематических и аварийных перегрузках. Аварийные перегрузки могут возникнуть при выходе из строя одного из трансформаторов. Преобразуем график к двухступенчатому виду, и рассчитываем коэффициенты К1 и К2, характеризующие недогрузку и перегрузку трансформатора относительно его номинальной мощности, и коэффициент Kмакс.

		Зима				Лето
	Часы	%	Р, кВт	Q, кВар	S, кВА	%	P, кВт	Q, кВар	S, кВА
	1-2 ч	60	556,26	256,08	612,372	40	370,84	170,72	408,248
	3-4 ч	50	463,55	213,4	510,31	30	278,13	128,04	306,186
	5-6 ч	70	648,97	298,76	714,434	35	324,485	149,38	357,217
	7-8 ч	70	648,97	298,76	714,434	35	324,485	149,38	357,217
	9-10 ч	90	834,39	384,12	918,558	60	556,26	256,08	612,372
	11-12 ч	100	927,1	426,8	1020,62	60	556,26	256,08	612,372
	13-14 ч	90	834,39	384,12	918,558	55	509,905	234,74	561,341
	15-16 ч	100	927,1	426,8	1020,62	60	556,26	256,08	612,372
	17-18 ч	70	648,97	298,76	714,434	40	370,84	170,72	408,248
	19-20 ч	70	648,97	298,76	714,434	40	370,84	170,72	408,248
	21-22 ч	60	556,26	256,08	612,372	30	278,13	128,04	306,186
	23-24 ч	65	602,615	277,42	663,403	40	370,84	170,72	408,248
График электрических нагрузок мощности в зимний период

 

Проверка по послеаварийному режиму.

Определим начальную нагрузку К1 эквивалентного графика:

Где Si - полные мощности (из графика нагрузок) при которых трансформатор недогружен, то есть Si < Sн.тр.

ti - интервалы времени, в которые трансформатор недогружен.

Определим предварительное значение нагрузки К2' эквивалентного графика нагрузки из выражения:

Где Si’ - полные мощности (из графика нагрузок) при которых трансформатор перегружен, то есть Si' > Sн.тр.;

hi - интервалы времени, в которые трансформатор перегружен.

Сравним предварительное значение K2' с Kмакс. исходного графика;

если K2' > 0,9*Kмакс., то принимаем K2 = K2';

если K2' < 0,9*Kмакс то принимаем K2' = 0,9*Kмакс.

Тогда K2 = 0,9*Kмакс. = 1,46

Для перегрузки tп=24 часа (по графику нагрузок), K1=0, со среднегодовой температурой помещения +10°С K2доп.=1,08

В данном случае K2 > K2доп. Таким образом, трансформаторы выбранной мощности не удовлетворяют условиям выбора, следовательно, выбираем трансформаторы с большей стандартной мощностью.

ТИП	Мощ-ность, кВА	Верхний предел номиналь-ного нап-ряжения, кВ		Потери		Ток х.х., %	Напряже-ние к.з. на номиналь-ной ступени
		ВН	НН	х.х.	к.з.
ТЗС-1000/10	1000	10	0,4	2,1-2,45	12,2-11,6	1,4-2,8	5,5

Данный трансформатор не проверяем на систематические перегрузки, так как его график находится выше максимальной нагрузки.

СПИСОК

используемой литературы

1.  Н.А.Стрельников «Электроснабжение промышленных предприятий» ч. 1;

2.  Б.Н.Неклепаев «Электрическая часть электростанций и подстанций»