Проектирование электроснабжения Инструментального цеха

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                           SF1                                            SF2

                     

 

 

                                                

                                                РУШНН - 0,4кВ, 50Гц

 

                                                        SF3                      SF4                

 

                                                                  КУ

                                                   РП1                   РП2                 

 

        

                                                   1,2                     4, 14                                     

                                               3,11-13                     7,8                                        

                                                   15-21                  22-24               

                                                     5-10                      25

                                                                                                                                                                                                                          

 

Рисунок 1.9 - Схема электроснабжения инструментального цеха

 

2 Расчетная часть.

2.1 Расчет электрических  нагрузок

 

2.1.1 Электрические нагрузки ИЦ определяем с помощью коэффициента расчетной нагрузки, который сводится к определению максимальных расчетных нагрузок группы электроприемников (.

Исходной информацией для расчетов электрических нагрузок является перечень электроприемников с указанием их номинальных мощностей в длительном режиме, наименований механизмов или технологических установок, их количество.

 

2.1.2 Для проведения расчетов мощность электроприемников работающих в повторно-кратковременном режиме (ПКР) должна быть приведена к длительному режиму по формуле:

                                                      ,                                          (2.1)

где - приведенная мощность, кВт;

- паспортная мощность, кВт;

- продолжительность включения  электроприемника.

В данном проекте в режиме ПКР работает кран – балка (поз.25 ) запитанная от РП3, по формуле 2.1 приводим ее мощность в длительный режим, данные заносим в таблицу 2.1.

 

 

2.1.3 Для каждого приемника электрической энергии по справочной литературе подбираем  значения коэффициентов использования , активной и реактивной мощности [14, табл.П5].

2.1.4 Зная единичные мощности  электроприемников и их количество, определяем номинальные активные  групповые мощности  по форму-ле:

                                              ,                                         (2.2)

где  - номинальная активная мощность одного электроприемни-ка, кВт;

  - число электроприемников в группе.

Данные заносим в таблицу 2.1.

 

2.1.5 Для каждой группы электроприемников определяем среднюю

 активную и реактивную  нагрузки за наиболее нагруженную  смену:

                                                     ,                                       (2.3)

                                                    ,                                        (2.4)

где - коэффициент использования, отн. ед;

  - номинальная активная групповая мощность, кВт;

  - средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт;

 - коэффициент реактивной мощности, отн. ед.

 2.1.6 По узлу нагрузки находим суммарную номинальную мощность , суммарные среднесменную активную и реактивную мощнос-ти.

 

2.1.7 Определяем средневзвешенные значения и коэффициен-та использования в узле нагрузки по формулам:

                                                ,                            (2.5)

                                                    ,                                (2.6)

где  - номинальная мощность электроприемника, кВт;

  - коэффициент использования, отн. ед.;

 - коэффициент активной мощности, отн. ед.

 

2.1.8 Находим эффективное число электроприемников узла нагрузки.

Под эффективным (приведенным) числом электроприемников понимаем такое число однородных по режиму работы приемников одинаковой мощности, которое обусловливает ту же величину расчетной нагрузки, что и группа различных по номинальной мощности и режиму работы электроприемников.

  вычисляем по формуле:

 

                                                                                             (2.7)

Найденное значение округляем до ближайшего меньшего целого числа. 

 

2.1.9 Определяем расчетную активную нагрузку группы электроприемников по выражению:

                                                     ,                               (2.8)

где - коэффициент расчетной нагрузки.

Величину принимаем  в зависимости от эффективного числа электроприемников группы и группового коэффициента использования , [14, табл.П6].

 

2.1.10 Расчетную реактивную мощность нагрузки определяем

следующим способом:

                                                     (2.9)

где - значение коэффициента реактивной мощности.

 

2.1.11 Полную мощность расчетной нагрузки находим по формуле:

                                              ,                                   (2.10)

где -  расчетная активная мощность группы, кВт;

 - расчетная реактивная мощность, кВар.

 

2.1.12 Расчетный ток нагрузки группы равен:

                                                             ,                                    (2.11)

где - полная мощность расчетной нагрузки, кВа;

  - номинальное напряжение, кВ.

2.1.13 Проведем  расчет  электрических  нагрузок на  примере  РП1.

Зная единичную мощность первой группы электроприемников (поперечно-строгальные станки) и их количество, определяем их номинальную групповую мощность по формуле 2.2:

 

По формулам 2.3 и 2.4 находим сменные нагрузки для этой группы электроприемников:

 

 

Аналогичным образом рассчитываем нагрузки остальных электроприемников РП1. Данные заносим в  таблицу 2.1.

По формуле 2.7 определяем эффективное число ЭП для РП1:

 

Находим расчетные коэффициенты по формуле 2.5 и по формуле 2.6:

 

5647

При и расчетный коэффициент нагрузки [10, табл.П6].

Определяем расчетные нагрузки для РП1 по формулам (2.8 – 2.10):

 

 

 

 

 

 

Находим расчетный ток для РП1 по формуле 2.11:

 

Аналогично рассчитываем нагрузки для РП2, все расчеты заносим в таблицу 2.1.

 

 

2.1.14 Зная все расчетные  данные по РП1 - РП4 рассчитываем  общую расчетную активную нагрузку  РУШНН без КУ по формуле:

                       ,                  (2.12)

 

Определяем средневзвешенное значение коэффициента активной мощности РУШНН без КУ:

 

Соответствующий значению

 

Определяем общую максимальную реактивную нагрузку РУШНН без КУ:

 

Находим полную расчетную мощность РУШНН без КУ:

 

Расчетный ток РУШНН без КУ равен:

 

Результаты заносим в таблицу 2.1.

 

Таблица 2.1

 

РП 1
	Поперечно- строгальные станки	Токарно-револьверные станки		Токарные автоматы		Заточные станки	Одношпиндельные автоматы токарные	Сумма РП 1
Рн, кВт	7,5	3,2		5,5		3	2,2	21,4
n	2	4		7		4	2	19
РнΣ, кВт	15	12,8		38,5		12	4,4	82,7
Ки	0,17	0,17		0,17		0,14	0,17	0,165647
cosφ	0,65	0,65		0,65		0,5	0,65	0,628235
tgφ	1,17	1,17		1,17		1,73	1,17	1,251258
Рсм кВт	2,55	2,176		6,545		1,68	0,748	13,699
Qсм кВАр	2,9835	2,54592		7,65765		2,9064	0,87516	16,96863
nэ								16,64506
Кр								2,89
Рр, кВт								39,59011
Qр, кВАр								18,66549
Sр, кВА								43,76959
Iр, А								63,17597

 

 

 

 

Таблица 2.1 продолжение

 

 

РП 2
	Алмазно-расточные станки	Кран балка	Горизонтально-фрезерные станки		Наждачные станки	Сумма РП 2	Всего РУШНН, Сумма РП	КУ	Всего РУШНН с КУ
Рн, кВт	4,8	10	12,5		2,5	27,54597	48,94597
n	2	1	1		2	6	25
РнΣ, кВт	9,6	7,745967	12,5		5	34,84597	117,546
Ки	0,17	0,2	0,14		0,14	0,161602
cosφ	0,65	0,6	0,5		0,5	0,563554	0,60906
tgφ	1,17	1,33	1,73		1,73	1,486804	1,321084
Рсм кВт	1,632	1,549193	1,75		0,7	5,631193
Qсм кВАр	1,90944	2,060427	3,0275		1,211	8,208367
nэ						4,418154
Кр						2,35
Рр, кВт						13,2333	52,82341		52,82341
Qр, кВАр						9,029204	59,78419	50	9,78419
Sр, кВА						16,0202	87,52226		378,3657
Iр, А						23,12317	126,4773		546,7713

 

 

 

 

2.2 Расчет  и выбор компенсирующего устройства  реактивной мощности

 

2.2.1 Передача значительного  количества реактивной мощности  из энергосистемы к потребителям  вызывает возникновение дополнительных  потерь активной мощности и  энергии во всех элементах  сис-темы электроснабжения.

Компенсация реактивной мощности или повышение коэффициента мощности электроустановок промышленных предприятий имеет большое значение и является частью общей проблемы повышения КПД работы систем электроснабжения и улучшения качества отпускаемой потребителю электроэнергии.

Для компенсации реактивной мощности применяют специальные компенсирующие устройства, источники реактивной мощности емкостного характера.

Компенсирующее устройство (КУ) реактивной мощности – это элемент электрической сети, предназначенный для компенсации реактивной мощности, потребляемой нагрузками и в элементах сети.

Поскольку рассчитанное среднее значение коэффициента мощности ( мало, для компенсации реактивной мощности подключаем компенсирующее устройство (КУ), выполненное на основе конденсаторной установки.

Для выбора компенсирующего устройства необходимо знать расчетную реактивную мощность КУ, тип КУ и напряжение.

2.2.2  Компенсирующее устройство  реактивной мощности выбираем  по условию:

                                                                              (2.13)

Расчетная реактивная мощность компенсирующего устройства равна:

                                      ,                         (2.14)

где - коэффициент учитывающий повышение естествен-ным путем ( в электроэнергетике принимается равным 0,9);

  и - коэффициенты реактивной мощности до и после ком-пенсации определяется по на РУШНН,

  определяется по  и берется от 0,92 до 0,95.

Задаем значение коэффициента активной мощности из это-го промежутка равное 0,94, тогда:

                                                         (2.15)

Проверку правильности выбора КУ производим по формуле:

                                    ,                                      (2.16)

 

По формуле 2.14 определяем расчетную реактивную мощность компенсирующего устройства:

 

Предполагаем выбор автоматической установки компенсации реактивной мощности типа АУКРМ-0,4-50-10-УХЛ4 мощностью 50 кВар (каталог 4).

По формуле 2.16 проверяем правильность выбора КУ:

 

Определяем фактическое значение:

 

Из условия 2.13 следует, что компенсирующая установка АУКРМ-0,4-50-10-УХЛ4 выбрана верно. Полученные результаты заносим в таблицу 2.1.

 

2.3 Расчет и  выбор линий ЭСН