Оптимизация системы электроснабжения метизного завода с реконструкцией электроснабжения гвоздильного цеха (Определение электрических нагрузок цехов предприятия)

где  К₀ - коэффициент одновремённости максимумов нагрузок, принимаем  равным К₀=0,92;

Р_рн, Q_рн – расчетная нагрузка на напряжении до 1кВ;

Р_рв, Q_рв – расчетная нагрузка на напряжении выше 1кВ;

∆Р_т, ∆Q_т – потери в трансформаторах;

∆Р_л, ∆Q_л – потери в линиях.

Т.к. на точность расчета данное упрощение не влияет, то для упрощения расчета, допускаем что:

∆Р_т  = 0,02 · S_рн;                                                     (4.5)

∆Q_т = 0,1· S_рн;                                                        (4.6)

∆Р_л   = 0,035 · S_рн;                                                  (4.7)

∆Q_л ≈ 0,                                                                 (4.8)

где S_рн – расчетная мощность на напряжении до 1кВ;

                                         (4.9)

Определяем  сумму расчетных нагрузок цехов на напряжении до 1кВ (с учетом осветительной):

ΣP_рнi= 675,8 + 675,8  + 112,1 + 204,7+ 64,2+ 49,2+ 500,7+ 500,7+233,1 +  +38,5+ 247,1+48,5+ 225,7+ 46,6+ 305,7+ 285,7+ 277,7 + 55,3+ 257,7+ 33,6+ +317,4+ 343,5= 5499,3кВт;

Σ Q_{рв i} = 865,1+ 865,1+ 117,2+ 193,3+ 46,3+ 28,8+ 566,4+ 566,4+ 236,4+ +42,8+ 250,7+ 56,1+ 275,1+ 43,4+ 381,8+ 355,1+ 344,4+ 30,0+ 317,8+ 27,9+  +385,6+ 313,7 = 6309,0квар;

По формулам 4.5 – 4.8 определяем потери мощности в линиях и трансформаторах:

∆Р_т  = 0,02 · 8369,3= 167,4 кВт;

∆Q_т = 0,1 · 8369,3=836,9 квар;

∆Р_л   = 0,035 · 8369,3 = 292,93  кВт;

∆Q_л ≈ 0 квар.

По формулам 4.3 – 4.4 определяем расчетную нагрузку предприятия:

Р_рп  = 0,92 ∙ (5499,3+ 0 +167,4 +292,93) = 5482,9 кВт;

Q_рп = 0,92 ∙ (6309+ 0 +  836,9+0) = 6574,3 квар.

Полученные данные занесем в табл. 4.1.

Расчет экономического значения реактивной мощности, потребляемой из сети энергосистемы:

                                              (4.10)

где  - математическое ожидание расчетной активной нагрузки потребителя;

tg φ_э – максимальное значение экономического коэффициента реактивной мощности, определяемого нормативными методами, и для Гомельской обл. коэффициент реактивной мощности равен:

.

Откуда, определяем экономическое значение реактивной мощности:

квар.

Суммарная расчетная реактивная мощность высоковольтных конденсаторных установок (ВБК) для всего предприятия рассчитывается из условия баланса реактивной мощности для узла сети по формуле:

Q_в.к = ∑Q_{р.п. i}  – Q_э ,                                                (4.11)

где Q_{р.п. i} – расчетная реактивная нагрузка на шинах 6-10 кВ цеховой ТП;

Если Q_в.к < 0, то следует принять её равной нулю.

Для каждой объединённой однотипной группы трансформаторов находим их минимальное количество по формуле:

                                                 (4.12)

где     Р_м.тр – наибольшая суммарная расчетная активная нагрузка данной группы трансформаторов;

k_з.тр – коэффициент загрузки трансформатора;

S_тр – принятая номинальная мощность одного трансформатора.

По фактическому числу трансформаторов N найдем наибольшую реактивную мощность, которую рационально передавать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ, по ([2], стр.121, ф.5.2):

                                       (4.13)

По полученному значению Q_тр определяется суммарная мощность НБК для данной группы трансформаторов:

Q_н.к = Q_м.тр – Q_тр ,                                                 (4.14)

где Q_м.тр – суммарная расчетная реактивная нагрузка группы трансформаторов.

Если Q_н.к < 0, то установка НБК не требуется, т.е. Q_н.к принимается равным нулю.

Для каждой цеховой ТП определяется не скомпенсированная реактивная нагрузка на стороне  10 кВ каждого трансформатора:

Q_тр.наг = Q_м.тр – Q_н.к.ф + ∆Q_тр ,                              (4.15)

где     Q_н.к.ф – фактически принятая мощность КУ на стороне до 1 кВ;

∆Q_тр – суммарные реактивные потери в трансформаторе при его коэффициенте загрузки k_з.тр с учетом компенсации ([6], табл.8.1).

В качестве примера рассмотрим выбор цеховых трансформаторов и НБК для группы № 1 РП-10кВ – ТП 5/1 – ТП5/2 установлены 2хТМ 1000/10/0,4.

По выражению 4.12 определяем минимальное количество трансформаторов в группе:

N_тр.min = (233,1+38,5+247,1+48,5)/ 0,7 · 1000 = 0,81.

Принимаем целое число трансформаторов N = 1, принимаем что один трансформатор отключен, а второй в работе.

Определяем реактивную мощность, которую можно передать через трансформаторы при принятом коэффициенте загрузки (ф.4.13):