Электроснабжение промышленных предприятий

Определяем расчетную активную и реактивную мощность

               Р_р= К_м* Р_см.кВА (6)

где   К_м  - коэффициент максимума,

    Р_см - сменная активная нагрузка

               Q_р= К_м*Q_см, кВАР (7)

    Определяем  расчетную полную мощность

           кВА  (8)

    Определяем  полную суммарную расчетную мощность по цеху №1

           кВА (9)

    Определяем  расчетные токи

           А,   (10)

    где       - номинальное напряжение, кВ.

    Определяем  суммарный расчетный ток по цеху №1

           ,А (11)

    Определяем  для цеха №1 

      (12) 

Расчет нагрузок выполняем по вышеприведенным формулам сводим в таблицу 1

         Найдём  Р_н.общ по формуле(1)

Р_н.общ =

Найдём m по  формуле (2)

m = 32/4,5=4

Найдём К_и  по  формуле (3)

К_и=0,15

                Найдем n_э

n_э= n≥5; К_ис< 0,2; м≥3; Р_ном≠const

n_э=n

n_э=55

         Найдём К_м по справочной литературе

К_м=1,3

         Найдём Р_ср по формуле(4)

Р_см=0,15·720=108 кВт

         Найдём Q_ср по формуле(5)

Q_см=108·1,02=110 кВАр

         Найдём P_p по формуле(6)

P_p=1,3·108=140 кВт 
 
 
 

         Найдём Q_p по формуле(7)

Q_p=1,1·110=121 кВАр

         Найдём полную мощность для одного приёмника по формуле(8)

S_p=√140²+121²=√19600+14641 =√34241=185 кВА

Найдём ток  для 1 приёмника (10)

I_р=185/√3*0,4=267А

Найдём полную мощность для завода цеха по формуле(9)

S_p=√943 ²+867²=√889249+751689=√1640938=1291 кВА

Рассчитаем ток  по цеху № 1 (10)

I_р макс = 1291/√3*0.4= 1866А

Остальные данные по электроприёмникам сводим в таблицу (2) 

Таблица.2 Данные по электроприёмникам первого цеха

 

Далее производим расчет нагрузок по заводу в целом: 

       Сначала определяю реактивную расчётную мощность каждого цеха по формуле:

       Q_ц=P_ц/tg

ц  (13)

       где Q_ц- расчётная реактивная мощность цеха, кВАр

              tg _ц- тангенс угла сдвига фаз данного цеха.

       Q_ц=1700_*0,72=1224 кВАр

       Полную  расчётную мощность каждого цеха определяем из выражения:

       S_ц=P_ц/cos

ц    (14)

       где S_ц- расчётная полная мощность данного цеха, кВА

              cos _ц- косинус угла сдвига фаз данного цеха.

       S_ц=1700/0,81=2099 кВА

       Определяем расчётную активную мощность завода из выражения:

       Р_{р з}=

Р_ц     (15)

       где Р_{р з}- расчётная активная мощность завода, кВт;

       Р_{р з}=9643 кВт

       Определяем расчётную реактивную мощность завода из выражения:

       Q_{р з}=ΣQ_ц      (16)

       где Q_{р з}- расчётная реактивная мощность завода, кВАр;

       Q_{р з}=10510 кВАр 
 

       

       

       

       

       Определяем расчётную полную мощность завода по формуле:

        S_{р з}= P_{р з}²+Q_{р цз}²    (17)

       где S_{р з}- расчётная полная мощность завода, кВА;

       S_{р з}=

9643² + 10510² = 203447549=14263 кВА

       Определяем  приблизительные активные потери в  трансформаторах по формуле:

       

Р_т=0,02S_{р з}   (18)

       где Р_т- приблизительные активные потери в трансформаторах, кВт;

       

Р_т=0,02^.14263=285 кВт

       Определяем  приблизительные реактивные потери в трансформаторах по формуле:

       

Q_т=0,1S_{р з}    (19);

       где Q_т- приблизительные реактивные потери в трансформаторах, кВАР;

       

Q_т=0,1^.14263=1426 кВАР

       Определяем  расчётную активную мощность завода с учётом приблизительных потерь в трансформаторах из выражения:

       Р_р=Р_{р з}+

Р_т  (20);

       где Р_р- расчётная активная мощность завода с учётом приблизительных потерь в трансформаторах, кВт;

       Р_р=9643+285=9928 кВт

       Определяем  расчётную реактивную мощность завода с учётом приблизительных потерь в трансформаторах из выражения:

       Q_р=Q_{р з}+

Q_т   (21);

       где Q_р- расчётная реактивная мощность завода с учётом приблизительных потерь в трансформаторах, кВАР;

       Q_р=10510+1426=11936 кВАр

       Вычисляем полную расчётную мощность завода с  учётом приблизительных потерь в трансформаторах по формуле:

       S_р=

P_р²+Q_р²   (22)

       где: S_р- расчётная полная мощность завода с учётом потерь в трансформаторах, кВА;

       S_р= 9928²+11936²= 241033280=15525 кВА

    Расчётную активную мощность каждого цеха берем из[приложение А].

    Данные  по каждому цеху заносим в таблицу (1.3)

Таблица 3. Данные расчёта нагрузок по заводу

 

 

1.3. Компенсация реактивной мощности 

    Большая часть промышленных приемников в  процесс работы потребляет из сети, помимо активной мощности Р, реактивную мощность Q. Основными потребителями реактивной мощности являются асинхронные двигатели (60-65% общего потребления реактивной мощности), трансформаторы (20-25%). В зависимости от характера электрооборудования его реактивная нагрузка может составлять до 130% по отношению к активной. Передача значительной реактивной мощности по линиям и через трансформаторы невыгодна по следующим причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, возникают дополнительные потери напряжения.

    Загрузка  реактивной мощностью линий электропередачи и трансформаторов уменьшает их пропускную способность и требует дополнительных мероприятий по увеличению пропускной способности сети (увеличение сечений проводов воздушных и кабельных линий, увеличение номинальной мощности и количества трансформаторов подстанций и т.п.)

    Энергосистема устанавливает лимит реактивной мощности для каждого предприятия, а ее дефицит покрывает само предприятие.

    Повышение коэффициента мощности на предприятии  достигается применением различных компенсирующих устройств: статических конденсаторов, синхронных двигателей, синхронных компенсаторов.

    Высокая удельная стоимость синхронных компенсаторов  небольших мощностей и большие потери активной мощности в них обуславливает их применение лишь значительных мощностей (от 5000 кВАр и выше) на крупных подстанциях.

    Наиболее  распространенный способ компенсации  реактивной мощности в цехах промышленных предприятий – конденсаторы. Мощность конденсаторов в одном элементе составляет 4 – 10 квар. Из этих элементов собираются батареи требуемой мощности. Обычно батареи конденсаторов включаются в сеть трехфазного тока по схеме треугольника.  

     Выполним  выбор мощности компенсирующего  устройства:

     Общая величина реактивной мощности Q_р определена в разделе 1.2(Расчёт электрических нагрузок).

       Производим расчёт компенсирующего устройства. Средневзвешенный тангенс угла сдвига фаз завода определяю из выражения