Расчет теплоэлектроснабжения предприятий автомобильного транспорта

     Воздушные линии напряжением до 1 кВ, использующиеся главным образом в качестве сетей наружного освещения и для питания отдельных маломощных потребителей, выполняются самонесущим изолированным проводом (СИП).

     Приемники электрической энергии питаются от сети низкого напряжения (380/220В – основного на предприятии). По величине и режиму потребления электроэнергии автопредприятия относят к группе промышленных потребителей (наиболее энергоемкая). Суточный график электрических нагрузок имеет ярко выраженный максимум в период работы наиболее загруженной первой смены. Летние и зимние графики электрических нагрузок как по осветительным, так и по силовым составляющим совпадают с графиками промышленных предприятий подобного профиля, работающих в одну смену.

     Электроустановки  предприятия обязательно подключаются к заземляющим устройствам либо по схеме с изолированной нейтралью, либо по схеме с заземленной нейтралью. Силовой трансформатор, обеспечивающий передачу и распределение электроэнергии по потребителям трехфазного переменного тока, выбирается по суммарным расчетным нагрузкам и бывает в «сухом» исполнении или с масляным охлаждением.

     При наличии на предприятии сетей  постоянного тока, например для элекрохимических установок или для электроприводов  постоянного тока, применяются преобразовательные установки различных типов. Для управления трехфазными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором применяются магнитные пускатели с кнопочными постами управления, переключателями, командоаппаратами.

     Краткая характеристика потребителей электрической энергии

     Электрическая энергия предприятий АТ потребляется на осуществление технологического процесса – ЕО, ТО и ТР, капитального ремонта узлов и агрегатов подвижного состава, освещения производственных и других площадей и помещений административно-бытового корпуса и привод отопительных установок систем отопления, вентиляции и других производственных нужд.

     Определение расчетных нагрузок предприятия

     «Указания по расчету электрических нагрузок систем электроснабжения» (РТН 36.18.32.0.1-89) допускают следующий метод определения нагрузок по установленной мощности Р_н и коэффициенту спроса К_с.

     Установленная (номинальная) активная мощность силовых приемников электроэнергии автопредприятия определяется по удельным нормам (прил. А, табл. 5) с использованием корректирующих коэффициентов К_э1 в зависимости от мощности предприятия (прил. А, табл. 6). К_э2 – от типа подвижного состава (прил. А, табл. 6). К_э3 – от наличия прицепов (прил. А, табл. 7). 

     Р_н =А_и × Р_{н табл} × К_э1 × К_э2 × К_{э3 ,} (37) 

     Р_н =150× 7,5×1,1×0,75×1=928,1 (кВт)

     Расчетная активная нагрузка силовых приемников предприятия определится из соотношения P_P = К_с × Р_н, кВт, коэффициент спроса К_с принимается по прил. А, табл. 5.

     P_P = 0,45 × 928=417,6(кВт)

     Расчетная реактивная нагрузка силовых приемников предприятия определится по формуле 

     Q_р = Р_Р × tgj , (38) 

     где tgj – коэффициент реактивной мощности, соответствующий средневзвешенному коэффициенту мощности cosj, характерному для приемников данного предприятия.

     Q_р = 417,6× 0,75=313,2

     Расчетная нагрузка осветительных приемников предприятия может быть определена по установленной мощности P_ро и коэффициенту спроса К_со = 0,95 для освещения. В качестве электрических источников света на промышленных предприятиях используются лампы различных типов.

     Расчетную нагрузку осветительных приемников предприятия (кВт) определяют по удельной нагрузке Р_уд.он на единицу площади пола, по площадям производственных и административно-бытовых помещений и коэффициенту спроса К_со осветительной нагрузки. 

     Р_ро = К_со × Р_уд.он × F , (39) 

     Для ламп накаливания tgj_он = 0, т.е. реактивная мощность отсутствует. 

     Р_ро = К_со × Р_уд.он × F_ТОиТР ;

     Р_ро = К_со × Р_уд.он × F_адм ; 

     Р_ро = 0,95 × 0,02 × 650=12,35(кВт);

     Р_ро = 0,95 × 0,02× 373,5=7,1(кВт).

     Полная  расчетная мощность силовых и осветительных приемников (кВт) предприятия S_р определяется по формуле 

     

, (40) 

     Активные  суммарные и реактивные нагрузки потребителей 0,4 кВ по предприятию определяются суммированием соответствующих нагрузок производственного и административно-бытовых корпусов. 

     

     Т.к. трансформатор главного производственного  корпуса не выбран, то потери активной DР_т и реактивной DQт мощностей (кВт) в нем можно принимать по следующим соотношениям: 

     DР_т = 0,02 × S_р ;

     DQ_т = 0,1 S_р ; 

     DР_т = 0,02 × 537,7=10,7(кВт),

     DР_т = 0,1 × 537,7=53,8(кВт). 

     Необходимая мощность компенсирующих устройств  по предприятию (квар) определится из выражения 

     Q_ку = Р_сг (tgj_ест.г – tgj_н) , (41) 

     где Р_сг – активная среднегодовая нагрузка предприятия, кВт; tgj_ест.г соответствует средневзвешенному естественному коэффициенту активной мощности за год; cosj_ест.г = 0,76; tgj_ест.г = 0,86; tgj_н соответствует нормативному значению коэффициента мощности.

     Q_ку = 441× (0,86– 0,33)=233,7

   Активная  среднегодовая нагрузка предприятия  определяется по формуле: 

     

, (42) 

     здесь Т_max – число часов использования максимальной нагрузки (номинальный годовой фонд времени при работе в одну смену); Т_{дг –} действительное годовое число часов работы потребителей электроэнергии, определяется исходя из фондов времени работы оборудования.

     

     Принимаем нормативное значение коэффициента мощности cosj_н = 0,95 и соответствующий ему tgj_н = 0,33.

     Некомпенсированные  мощности на стороне высокого напряжения трансформаторной подстанции: 

     Q = Q_Рå – Q_ку , (43) 

     Q = 351,3– 233,7=117,6(кВт)

     где Q_Рå – расчетная реактивная мощность предприятия, отнесенная к шинам ВН трансформаторной подстанции с учетом коэффициента разновременности максимумов силовой нагрузки. 

     Q_Рå = Q_р × К_рн + DQ_т ,(44) 

     где К_{рн =} 0,95.

     Q_Рå = 313,2×0,95+53,8=351,3(кВт)

     В качестве компенсирующих устройств  принимаем батареи статических конденсаторов.

     Определяем  потери активной мощности (кВт) в них: 

     DР_ку = Р_уд × Q_ку, (45) 

     где Р_уд – удельные потери активной мощности, кВт, составляют 0,2 % от Q_ку.

     DР_ку = 0,002 × 233,7=0,5(кВт) .

     Общая активная мощность (кВт) с учетом потерь в компенсирующих устройствах на шинах подстанции будет равна 

     Р = Р_Рå + DР_ку , 

     Р = 426,9+0,5=427,4(кВт)

     где Р_рå – расчетная активная мощность предприятия (кВт), отнесенная к шинам ВН трансформаторной подстанции с учетом коэффициента разновременности максимума силовой нагрузки. 

     Р_рå = åР_Р × К_рм + åР_о + DР_т ; 

     где К_рм = 0,95.

     Р_рå = 417,6× 0,95 + 19,45 + 10,7=426,9(кВт)

     Расчетная нагрузка (кВт) на шинах трансформаторной подстанции с учетом компенсации реактивной мощности: 

     

(46) 

     

     Предполагаем, что предприятие будет питаться от главной распределительной подстанции, обслуживающей группу предприятий, тогда потери мощности трансформаторов ГРП (кВт) составят