Электроснабжение электромеханического цеха

 

Расчет электрических  нагрузок цеха

Исходные данные приведены  в таблице 1.

1. Определяется общее число электроприемников цеха (n):

,

      где m – количество групп ЭП;

             n_i – количество ЭП в i – ой группе.

.

2. Определяем суммарную номинальную активную мощность цеха

( , кВт) :

,

      где    – номинальная активная мощность i – го ЭП.

.

3 Исходя из таблицы 1, определим долю ЭП группы А:

Все ЭП группы А, следовательно расчет будем вести по группе А.

4. Определяем суммарную номинальную реактивную мощность цеха ( , квар) :

,

       где   – коэффициент реактивной мощности i–го ЭП,

соответствующий , приведенным в таблице 1;

 

5. Определяем среднюю активную мощность цеха ( , кВт) :

,

     где   – коэффициент использования i–го ЭП;

Определяем среднюю  реактивную мощность цеха ( , квар) :

;

6. Определяем эффективное число электроприемников ( )

7. Определяем коэффициент использования цеха ( ):

;

.

8. По таблице на с.48 /6/ находим коэффициент максимума ( ) для 21,284 значение которого находится в пределах 20¸25 , и 0,294 и занесем его значения в таблицу 4.

 

Таблица 4 – Выборочные значения коэффициента максимума

Эффективное число электроприемников	Коэффициент использования
	0,15	0,2
	Коэффициент максимума
10	2,1	1,84
12	1,96	1,75

Коэффициент максимума ( ) рассчитываем методом кусочно-линейной  интерполяции.

Составляем уравнение  прямой , проходящей через точки      с координатами

=0,15;  =0,2;

=2,1;  =1,84,

Коэффициенты a и b, входящие в уравнение прямой, определяются по

формулам:

;
;

;

;

,

Рассмотрим 4-ую и 5-ую точки с координатами:

 

Промежуточные значения коэффициента максимума занесем  в таблицу 6.

Таблица 6 – Значения коэффициента максимума

Коэффициент использования	Эффективное число электроприемников
	10	12
	Коэффициент максимума
0,159	2,0532	1,9222

 

  Рассмотрим последние две точки:

;

Тогда коэффициент максимума по активной мощности ( ) при 10,714

.

9. Определяем коэффициент максимума по реактивной мощности ( )

10. Определяем расчётную активную мощность ЭП цеха (P_р, кВт)

кВт.

 

11. Определяем расчетную реактивную мощность ( , квар) :

 

 

 

 

 

12.  Определяем средний коэффициент мощности цеха ( ):

 

;

.

13. Определяем полную расчетную мощность цеха ( , кВА) :

;

 кВА.

14. Определяем расчетный ток ( , кА) :

,

где  – номинальное напряжение цеха, кВ;

 кА.

Расчет закончен. Правильность ручного расчета подтверждается совпадением результатов с результатами, полученными в распечатке.

Распечатки результатов автоматизированного  расчета, выполненного с помощью  программы RELNA пакета прикладных программ PRES-1,

приведены в приложении.

 
 Выбор числа и мощности трансформаторов на трансформаторной подстанции

Так как имеются потребители  второй категории, устанавливаем на подстанции 1 трансформатор.

Определяем мощность цехового трансформатора ( , кВА)

;

1,1 – коэффициент, учитывающий осветительную нагрузку;

 0,7 – коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме;

 N_Т  – количество трансформаторов.

.

Выбираем   трансформатора ТМ-250/10. Его данные сведены в таблицу 7.

 

Таблица 7 – Технические данные трансформатора ТМ-160/10

Тип трансформатора	Ном. мощность Sном,т	Номинальное напряжение высшей обмотки Uном,ВН, кВ	Номинальное напряжение низшей обмотки Uном,НН, кВ	Потери короткого замыкания  , кВт	Потери холостого хода , кВт	Напряжение короткого замыкания  , %
ТМ-250/10	250	10	0,4	3.7	0,82	4,5

 

Компенсация реактивной мощности

Одним из основных вопросов, решаемых при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий, является вопрос о компенсации реактивной мощности, включающий выбор целесообразных источников, расчет и регулирование их мощности, размещение источников в системе электроснабжения.  Количественные  и качественные изменения, происходящие в промышленном электроснабжении за последние годы, придают этому вопросу особую значимость.

К сетям напряжением  до 1 кВ на промышленных предприятиях подключается большая часть потребителей реактивной мощности. Сети 380…660 В электрически более удалены от источников питания, поэтому передача реактивной мощности в сеть низшего напряжения (НН) требует увеличения сечения кабелей и проводов, повышения мощности силовых трансформаторов и сопровождается потерями активной и реактивной мощности. Затраты, обусловленные перечисленными факторами, можно уменьшить или даже устранить, если осуществить компенсацию реактивной мощности непосредственно в сети НН.

Источниками реактивной мощности в  сети НН являются синхронный двигатель (СД) напряжением 380…660 В и конденсаторные батареи низшего напряжения (НБК). Выбор оптимальной мощности НБК  осуществляют одновременно с выбором цеховых ТП.

При выборе необходимой мощности компенсирующих устройств необходимо, чтобы выполнялись  технические условия:

а) напряжение у потребителей должно быть допустимых пределов;

б) ток не должен превышать  допустимых пределов;

в) в сети должен быть резерв по реактивной мощности;

г) электрическая сеть должна быть устойчива.

 

 

 

 

Таблица 8 – Исходные данные для  расчета

Параметр	cosφ	tgφ	, кВт	, кВар	, кВА
Всего на НН без КУ	0,606	1.31	225.01	263.054	346.154

 

Значения  , , , выбираются из распечатки «Расчет электрических нагрузок цеха».

tgφ - коэффициент реактивной мощности, соответствует cosφ.

Определяется расчетная  мощность компенсирующего устройства:

,

 где - коэффициент, учитывающий повышение коэффициента мощности                                         естественным способом, принимается = 0,9, /1/, с. 33;

tgφ и  tgφ _к- коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.

Компенсацию реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения cosφ_k= 0,92…0,95.

Задавшись  cosφ_k из этого промежутка, определяют  tgφ _к.

Принимается cosφ_k = 0,95, тогда tgφ _к = 0,33.

 кВар.

Окончательно выбираем установку компенсации реактивной мощности с номинальной мощностью 90 квар. Устанавливаем КРМ -0,4-90 УЗ.

Определяются фактические  значения и после компенсации реактивной мощности:

;

.

 

Результаты расчетов сводятся в «Сводную ведомость нагрузок» .

 

Таблица 9 – Сводная  ведомость нагрузок

Параметр			, кВт	, кВар	, кВА
Всего на НН без КУ	0,6065	1,31	448,8	623,272	768,04
КУ				150
Всего на НН с КУ	0,95	0,33	448,8	473,272	652,23
Потери			15,36	7,68	17,17
Всего ВН с КУ			464,16	480,95	668,39

 

Определяется расчетная  мощность трансформатора с учетом потерь:

 кВт;

 кВар;

 кВА;

 кВА.

 кВт;

 кВар;

кВА.

Был выбран трансформатор  ТМ 160/10

,

 где   К_з – коэффициент загрузки трансформатора;