Электрические нагрузки

 

ВВЕДЕНИЕ 
 

       От  надежного и бесперебойного электроснабжения зависит работа промышленного предприятия. Для эффективного функционирования предприятия, схема электроснабжения должна обеспечивать необходимую надежность и безопасность эксплуатации, резервирование и защиту отдельных элементов. В  реальных условиях эксплуатация энергосистем сопровождается постоянным вводом новых  мощностей, линий электропередачи  и, как результат, ростом токов. Для  обеспечения подачи электроэнергии в необходимом количестве и соответствующего качества от энергосистем к промышленным объектам, установкам, устройствам  и механизмам служат системы электроснабжения промышленных предприятий, состоящие  из сетей напряжением до 1000В и  выше, трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций.

       При проектировании, сооружений и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий необходимо учитывать  технико-экономические аспекты при  осуществлении выбора напряжений, определении  электрических нагрузок, выборе типа, числа и мощности трансформаторных подстанций, видов их защиты, систем компенсации реактивной мощности и  способов регулирования напряжений.

       В данном курсовом проекте проектируется  система электроснабжения завода железобетонных конструкций и деревообрабатывающего  цеха.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 
 

     Первым  этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических  нагрузок. По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование системы электроснабжения, выбираются защитные устройства и компенсирующие установки, определяют потери мощности и электроэнергии, рассчитываются отклонения и колебания напряжения. Правильное определение электрических нагрузок является решающим фактором для всего последующего расчета.

     Расчет  электрических нагрузок должен выполняться  в соответствии с «Указаниями  по расчету электрических нагрузок»  по формуляру Ф636-92.

     На  стадии проектирования возникает необходимость  определить расчетные нагрузки на различных  уровнях системы электроснабжения (с первого по шестой уровень). 
 

     1.1. Расчет электрических нагрузок цеха до 1000В  

     В соответствии с заданием выполняем  по одному примеру расчета в виде решения и заносим в таблицу, остальные примеры оформляем  только в таблицу без решения.

     _{Для расчета нагрузки заполняем графы  таблицы. В графе 1 в соответствии с  чертежом завода записываются: наименование цехов, для которого производится расчет. Графы таблицы с 2 по 7 заполняем в соответствии с таблицами заданий. Для каждого цеха рассчитываем графы активной и реактивной среднесменных мощностей РС.Р., QС.Р. – графы таблицы 8,9. В графе 10 определяется  . В графе 11 указывается эффективное число приемников. Эффективным числом называют число, однородных по режиму работы приемников одинаковой мощности, которое дает то же значение расчетного максимума РР, что и группа электроприемников, различных по мощности и режиму работы. Эффективное число зависит от среднего коэффициента использования группы приемников, фактического числа приемников -  n.}

     Для расчета максимальных мощностей  определяем расчетный коэффициент  К_Р = f (n_Э, К_И ) по таблице методических указаний и записывается в графе 12. В графах 13, 14, 15, 16 указываются значения активной, реактивной, полной расчетных мощностей и расчетный ток соответственно.

     Расчетный коэффициент определяется по формуле: 

                                                        (1.1) 

     Эффективное число n_э определяют по упрощенному выражению:

                                                  

                                                  (1.2)                             

     Где ∑P_н – суммарная номинальных активных мощностей электрооборудования цеха, кВт

     Расчетные мощности определяем по формулам: 

                                                    (1.3) 

               Если n_э≤10, то                                                                 (1.4) 

              Если n_э≥10, то                                   

                                

     где К_р - расчётный коэффициент (коэффициент максимума)

         ∑Р_с.р. – суммарная среднесменная активная мощность, кВт

     К полученным расчетным активным и  реактивным мощностям силовых ЭП до 1 кВ прибавляются расчетные мощности осветительной нагрузки P_р.о. и Q_р.о.. Они заносятся в графы 13, 14.

       В качестве примера приведен расчет нагрузки 1-го силового распределительного шкафа ШРА-1 инструментального цеха завода среднего машиностроения

       1.1.1 Количество однотипных электроприёмников:  

     

 

       1.1.2 Общая мощность, установленная электроприёмников, кВт:  

     

 

       1.1.3 Коэффициент реактивной мощности - cosφ=0,5 средневзвешенный для каждого приемника, [1].

         3.1.4 В графе-7 определяем tgφ, как отношение суммарной среднесменной реактивной мощности к суммарной среднесменной активной:

     

       1.1.5 Активная среднесменная мощность Р_ср кВт, она определяется как суммарная номинальная мощность однотипных электроприемников с учетом К_и и среднесменная реактивная мощность Q_ср кВар определяются: 

                                          

                                            (1.5) 

                                            

                                              (1.6)

       Например, для поперечно-строгальных станков: 

                                                    

                                                     

     где К_и=0,13-коэффициент использования, который выбирается в зависимости от типа электроприёмников цеха и отрасли промышленности [2].

     В итоге ШР-1: 

                                      (1.7) 

                                       (1.8) 

                                      (1.9) 

     1.1.6 Эффективное число n_э определяют по упрощенному выражению (3.2): 

                                          

     1.1.7 Расчётный коэффициент К_р=1,44, определяется [2] в зависимости от n_эф и К_и .

     1.1.8 Расчётная активная мощность Р_р  ,кВт определяется по формуле (1.3) ,кВт:  

       

 

     1.1.9 Расчётная реактивная мощность Q_p определяется по формуле (1.4), и так как ≥ 10, то: 

       

 

     1.1.10 Расчетная полная мощность , кВА:  

                                                       (1.10)

     

 

     1.1.11 Расчетный ток , кА 

                                               

                                            (1.11) 

                                         

     Остальные ШР и ШРА рассчитываются аналогично. Все расчеты приведены в таблице 1.1. 
 

 

     

  Таблица 1.1.

       Расчет электрических нагрузок цеха до 1000В  

  ***********/

  Продолжение таблицы 1.1 

       
 
 
 
 

 

       

       1.2 Расчет электрических нагрузок по заводу 

       На  данном этапе необходимо рассчитать электрические нагрузки по всему  заводу с учётом осветительной нагрузки по каждому цеху. Расчёт аналогичен расчёту нагрузок по цеху и также сводится в таблицу 1.2 

     Расчет  показан для отделения восстановления, в таблице 1.2. 

     По  справочным данным выписываются коэффициент  использования каждого цеха, для  нашего цеха будет равен  К_И=0,6 и cosj=0,8 табл. 1.5 [1] Значение тангенса j определяется по выражению tgj= tg(arccosj).

       
 

     Рассчитывается  активная средняя или промежуточная  мощность, кВт: 

                                                 (1.12) 

     

 

где - коэффициент использования нагрузки одного цеха 

     Рассчитывается  реактивная средняя или промежуточная  мощность, кВАр: 

                                     (1.13) 

     

 

     Только  для группы электроприемников определяется эффективное число ЭП . Эффективно число электроприемников для  узлов питания рекомендуется определять по приближенной формуле: 

                                           (1.14) 

     

 

     Определяем  расчетный коэффициент  по таблице 1.8 [1] методических указаний. 

       Расчетная активная мощность узла питания определяется по формуле, кВт: 

                                              (1.15) 

       

 

       Расчетная реактивная мощность определяется по формуле (1.16) в зависимости от n_Э – эффективного числа электроприемников в узле.

       Если  эффективное число приемников n_Э>10, расчетная реактивная мощность определяется по формуле, кВАр: 

                                                    (1.16) 

       

 

     Полная  расчетная мощность рассчитывается по формуле, кВА: 

                                             (1.17) 

     

 

     Выполняется  расчетный ток рассчитывается по формуле, А: 

                                          (1.18) 

     

 

     Расчеты сводим в таблицу 1.2. 
 
 
 
 
 
 
 

 

     Таблица 1.2.

               Электрические нагрузки завода  дистилляции титана до 1000В