При определении расчетной мощности завода необходимо также учесть потери мощности в цеховых трансформаторах и осветительную нагрузку.
Так как на данном этапе не известны мощности цеховых ТП, то потери мощности в этих трансформаторах (∆P и ∆Q) учитывают приближенно по суммарным значениям нагрузок в цехе напряжением до 1000 В, то есть:
(2.8)
(2.9)
где: полная расчетная цеховая мощность, из таблицы №2 Расчет нагрузок цехов; потери активной мощности в трансформаторе; потери реактивной мощности в трансформаторе.
Определим нагрузку цеха с учетом потерь в трансформаторе по формулам:
(2.10)
(2.11)
где: активная расчетная цеховая мощность с учётом потерь в трансформаторе; реактивная расчетная цеховая мощность c учётом потерь в трансформаторе.
Определим полную расчетную цеховую мощность c учётом потерь в трансформаторе по формуле:
(2.12)
Расчет нагрузок для остальных цехов сведем в таблицу №3
Таблица 3 Расчет нагрузок цехов с учетом потерь в трансформаторе
№
| Название цеха
| ΔРТР [кВт]
| ΔQТР [кВар]
| PРЦ1 [кВт]
| QРЦ1 [кВар]
| SРЦ1 [кВА]
| 0,4 кВ
| 1
| Сновальный цех
| 25,69
| 128,44
| 990,17
| 976,60
| 1390,75
| 2
| Вязальный цех
| 32,09
| 160,45
| 1075,24
| 1379,62
| 1749,14
| 3
| Котельная
| 10,07
| 50,36
| 412,92
| 352,49
| 542,91
| 4
| Цех №6
| 72,38
| 361,89
| 2789,58
| 2752,09
| 3918,64
| 5
| Цех № 1
| 93,41
| 467,03
| 3599,63
| 3552,22
| 5057,23
| 6
| Цех банкобрашный
| 24,94
| 124,68
| 1022,36
| 872,75
| 1344,21
| 7
| Цех № 2
| 149,27
| 746,33
| 5374,54
| 6075,22
| 8111,35
| 8
| Административный корпус
| 3,56
| 17,82
| 154,96
| 111,87
| 191,13
| 9
| Цех № 3
| 57,93
| 289,67
| 2232,79
| 2203,05
| 3136,68
| 10
| Цех № 4
| 146,08
| 730,38
| 5259,73
| 5945,31
| 7937,98
| 11
| Цех № 5
| 109,24
| 546,22
| 4209,94
| 4154,48
| 5914,67
| 12
| Ремонтно-механический цех
| 6,16
| 30,79
| 222,34
| 250,03
| 334,59
| 13
| Сортировочно-трепальный цех
| 9,22
| 46,09
| 311,13
| 394,32
| 502,28
| 14
| Крутильный цех
| 142,66
| 713,32
| 4777,90
| 6135,19
| 7776,17
| Сумма 0,4 кВ
|
|
|
| 32433,22
| 35155,23
| 47907,73
|
2.2 Определение расчетной нагрузки завода. При определении расчетной мощности всего предприятия необходимо учесть мощность, потребляемую наружным освещением.
Площадь, которую необходимо осветить определяется выражением:
(2.13)
Определим расчетную площадь завода по формуле:
(2.14)
где:a - длина территории завода (15,9 см); b - ширина территории завода (16,3см)
m - масштаб из таблицы №1; суммарная площадь цехов по таблице №1
По формуле (2.13) найдем площадь территории, которую необходимо осветить:
Определим активную и реактивную расчётную мощность освещения территории по формулам:
(2.15)
(2.16)
где: удельная плотность освещения (берется из справочника): территория площадью до 200 000 м2 Вт/м2;
территория площадью свыше 200 000 м2 Вт/м2.
– коэффициент спроса освещаемой территории.
коэффициент расчётной реактивной мощности освещения территории. Для уличного освещения будем применять лампы ДНаТ ( ).
Определим активную и реактивную мощность завода по формулам:
(2.17)
(2.18)
где: - коэффициент разновременности максимумов (из справочной литературы); - активная расчетная цеховая мощность с учётом потерь в трансформаторе ( ) на 0,4 кВ; - активная расчетная цеховая мощность без учёта потерь в трансформаторе ( ) на 10 кВ; - активная расчётная мощность освещения территории; - реактивная расчетная цеховая мощность с учётом потерь в трансформаторе ( ) на 0,4 кВ; - реактивная расчетная цеховая мощность без учёта потерь в трансформаторе ( ) на 10 кВ; - реактивная расчётная мощность освещения территории.
Определяем полную расчетную мощность завода (без учета компенсирующих устройств):
(2.19)
Расчет электрической нагрузки при проектировании электрических сетей является определяющим для положительного решения задачи и поэтому требует особой точности и внимательности в выборе параметров, характеристик с целью исключения ошибки в ее определении. В противном случае все последующие этапы расчета будут в своей основе иметь недопустимую погрешность определения параметров сети. 2.3 Выбор компенсирующих устройств и мест их установки. Для снижения потерь активной мощности в питающей сети, следователь снижения себестоимости передачи электроэнергии энергоснабжающие организации вводят ограничения на реактивную мощность, потребляемую из энергосистемы. Экономически обоснованная величина реактивной мощности, потребляемая из энергосистемы в часы максимальной активной нагрузки, определяется выражением.
(2.20)
где: tgφэ - экономически целесообразный тангенс реактивной мощности.
По заданию tgφэ не более 0,3
Вывод о необходимости установки на предприятии дополнительных источников реактивной мощности можно сделать из анализа следующего выражения:
(2.21)
Для проектируемой системы электроснабжения
Так как , то необходима установка компенсирующих устройств (батареи статических конденсаторов БСК). Мощность компенсирующих устройств определим по формуле (2.21):
Распределение конденсаторных батарей по цехам завода производится пропорционально мощностям цехов. Батареи устанавливаются в цехах с Qрц > 200 кВар.
Произведем расчет и распределение источников реактивной мощности.
Покажем расчет мощности компенсирующего устройства на примере цеха №1 по плану (Сновальный цех):
(2.22) ,где
сумма реактивных нагрузок всех цехов, кроме тех где QРЦ < 200 кВар, а так же тех где есть дуговые печи и СД.
QКУ – мощность, которую необходимо компенсировать;
QРЦ – мощность i-го цеха.
Из стандартного ряда (справочной литературы) берем номинальную мощность батареи , количество батарей должно быть четным:
(2.23)
Сумма мощностей стандартных БСК должна быть больше величины по заводу в целом. Это объясняется тем, что в расчетах учтены кабельные линии, которые являются также источниками реактивной мощности (разница допускается в пределах 10%).
После установки БСК в каждом цехе, где это необходимо, рассчитаем реактивную расчетную цеховую мощность с учетом БСК:
(2.24)
Полная мощность с учетом БСК:
(2.25)
Расчет и выбор компенсирующих устройств для остальных цехов сведем в таблицу №4..
№ по плану
| QРЦ [кВар]
| QБАТ [кВар]
| NБСК [шт]
| QНОМ. БСК [кВар]
| Тип БСК
| QУСТ. БСК [кВар]
| PРЦ [кВт]
| Q'РЦ [кВар]
| S'РЦ [кВар]
| 1
| 848,2
| 668,5
| 2
| 350
| КРМ 0,4-350-50 У3
| 700
| 964,5
| 148,2
| 975,8
| 2
| 1219,2
| 960,9
| 2
| 500
| КРМ 0,4-500-100 У3
| 1000
| 1043,2
| 219,2
| 1065,9
| 3
| 302,1
| 238,1
| 2
| 125
| КРМ 0,4-125-25 У3
| 250
| 402,9
| 52,1
| 406,2
| 4
| 2390,2
| 1883,9
| 4
| 500
| КРМ 0,4-500-100 У3
| 2000
| 2717,2
| 390,2
| 2745,1
| 5
| 3085,2
| 2431,6
| 4
| 600
| КРМ 0,4-600-100 У3
| 2400
| 3506,2
| 685,2
| 3572,5
| 6
| 748,1
| 589,6
| 2
| 300
| КРМ 0,4-300-100 У3
| 600
| 997,4
| 148,1
| 1008,4
| 7
| 5328,9
| 4200,0
| 6
| 700
| КРМ 0,4-700-100 У3
| 4200
| 5225,3
| 1128,9
| 5345,8
| 8
| 0,0
| 0,0
| 0
| 0
| -
| 0
| 151,4
| 94,1
| 178,2
| 9
| 1913,4
| 1508,0
| 2
| 800
| КРМ 0,4-800-100 У3
| 1600
| 2174,9
| 313,4
| 2197,3
| 10
| 5214,9
| 4110,2
| 6
| 700
| КРМ 0,4-700-100 У3
| 4200
| 5113,7
| 1014,9
| 5213,4
| 11
| 3608,3
| 2843,9
| 4
| 700
| КРМ 0,4-700-100 У3
| 2800
| 4100,7
| 808,3
| 4179,6
| 12
| 219,2
| 172,8
| 2
| 100
| КРМ 0,4-100-100 У3
| 200
| 216,2
| 19,2
| 217,0
| 13
| 348,2
| 274,5
| 2
| 150
| КРМ 0,4-150-25 У3
| 300
| 301,9
| 48,2
| 305,7
| 14
| 5421,9
| 4273,3
| 6
| 700
| КРМ 0,4-700-100 У3
| 4200
| 4635,2
| 1221,9
| 4793,6
| Сумма 0,4 кВ
|
|
|
|
| 24450
| 31550,53
| 6291,79
| 32204,6
| Установка БСК приведи к изменению реактивной мощности, потребляемой цехом, поэтому выполним пересчет расчетных реактивных мощностей и полной мощности цеха.
После определения мощности и места установки компенсирующих устройств необходимо скорректировать расчетные мощности цехов и предприятия в целом с учетом компенсации потребления реактивной мощности.
(2.26)
(2.27)
(2.28)
(2.29)
(2.30)
Результаты расчетов сведем в таблицу №5 (Расчет нагрузки цехов с учетом компенсирующих устройств и потерь в трансформаторе).
Определим полную расчетную мощность завода с учетом компенсирующих устройств:
(2.31)
(2.32)
(2.33)
.
Таблица 4 Расчет нагрузок цехов с учетом БСК и потерь в трансформаторе
№
| Название цеха
| ΔРТР [кВт]
| ΔQТР [кВар]
| P'РЦ1 [кВт]
| Q'РЦ1 [кВар]
| S'РЦ1 [кВА]
| 1
| Сновальный цех
| 19,5
| 97,6
| 984,0
| 245,7
| 1014,2
| 2
| Вязальный цех
| 21,3
| 106,6
| 1064,5
| 325,8
| 1113,2
| 3
| Котельная
| 8,1
| 40,6
| 411,0
| 92,8
| 421,3
| 4
| Цех №6
| 54,9
| 274,5
| 2772,1
| 664,7
| 2850,7
| 5
| Цех № 1
| 71,5
| 357,3
| 3577,7
| 1042,4
| 3726,4
| 6
| Цех банкобрашный
| 20,2
| 100,8
| 1017,6
| 248,9
| 1047,6
| 7
| Цех № 2
| 106,9
| 534,6
| 5332,2
| 1663,5
| 5585,6
| 8
| Административный корпус
| 3,6
| 17,8
| 155,0
| 111,9
| 191,1
| 9
| Цех № 3
| 43,9
| 219,7
| 2218,8
| 533,1
| 2282,0
| 10
| Цех № 4
| 104,3
| 521,3
| 5217,9
| 1536,3
| 5439,4
| 11
| Цех № 5
| 83,6
| 418,0
| 4184,3
| 1226,2
| 4360,3
| 12
| Ремонтно-механический цех
| 4,3
| 21,7
| 220,5
| 40,9
| 224,3
| 13
| Сортировочно-трепальный цех
| 6,1
| 30,6
| 308,0
| 78,8
| 317,9
| 14
| Крутильный цех
| 95,9
| 479,4
| 4731,1
| 1701,2
| 5027,7
| Сумма 0,4кВ)
|
|
|
| 32194,6
| 9512,3
| 33601,7
|
|