КР Электроснабжение для редакции 1.10.2013. КР Электроснабжение для редакции 1.10. Рекомендации по выполнению курсовой работы по дисциплине Электроснабжение ( учебное пособие) Направление 140400. 62 Электроэнергетика и электротехника Профиль Электроснабжение
 Скачать 12.75 Mb.
|
|
4.Составить однолинейную схему электроснабжения цеха. Принять смешанную схему электроснабжения. 5.Определить пиковый ток в линии Iпик, питающей группу трехфазных электроприемников ДР. Кратность пускового тока принять кп = 6. Пример 8: Дано: Генеральный план цеха (рис.3) и ведомость электрических нагрузок табл.6.  Рис.3 Генеральный план цеха Таблица 8 Ведомость нагрузок цеха
Решение: Выбираем смешанную схему электроснабжения. Отделение крупногабаритного оборудования запитаем от распределительного пункта РП 1, механического отделения №1 от шинопровода распределительного ШРА1, механического отделения №2 от ШРА2, а сварочное отделение от РП2. Для электродвигателей (металлорежущих станков, вентиляторов, компрессоров, насосов и др.) активная номинальная мощность равна паспортной или установленной: Р ном = Р уст = Р п. Суммарная номинальная мощность определяется: Рн∑ =п ∙Рн. Например, механическое отделение №1 (станки №1-12): Рн∑ =4,5∙3+3,2∙2+5∙3+8∙2+36∙2=122,9 кВт. Механическое отделение №2 (станки №29-52): Рн∑ =7,5∙3+11∙2+17,6∙4+18,6∙4+8,82∙2+4,52=96,9 кВт. Отделение крупногабаритного оборудования (станки 21-28): Рн∑ =17,6∙2+18,6∙2+26,7∙2+14,2∙2=154,2 кВт. Результат вносится в табл.7 колонку 4. Сварочное отделение: ЭП повторно-кратковременного режима работы приводится к длительному режиму. Данную группу ЭП запитаем от РП2. Трансформатор сварочный, нагрузка однофазная: Рн = Sн ∙cosφ ∙  =28 ∙0,4 ∙ =7,1 кВтРезультат заносится в колонку 2 табл.7. Нагрузка включается на линейное напряжение. Распределение однофазной нагрузки по фазам представлено на рис.4.  Рис. 4 Распределение однофазной нагрузки по фазам Определяется наиболее загруженная фаза Рф.нб Рв = Рф.нб.=(2Рн+2Рн) /2= 2Рн =2×7,1=14,2 кВт Ра=Рс =Рф.нм.= (Рн+2Рн)/2=1,5∙Рн=1,5×7,1=10,7кВт Определяется неравномерность распределения по фазам: Н=  = = 33%>15% Тогда условная трехфазная нагрузка: Ру(3) = 3∙Рф.нб= 3·14,2 = 42,6 кВт Результат заносится в колонку 4 табл.7. Определяются среднесменные нагрузки: Рсм.,Qсм. (колонки 9,10). Например, для станковотделения крупногабаритного оборудования: Рсм= Рном∑ ∙Ки =154,2∙0,25=38,6кВт; Qсм = Рсмtgφ=38,61,17=45,2 квар; Средневзвешенный коэффициент использования (колонка 5). Например для ШРА2: Ки.с.=  /  =49,4 /138,9= 0,35 > 0,2.Определение эффективного числа электроприемников и расчетной нагрузки узла: РП1: так как n = 8; m< 3; K и. ср = 0,25 >0,2 , то nэ = n =8; Км` = 1,1 при nэ < 10. Км = f(K и.ср.=0,25;n э =8)=1,8 (по табл.2). Активная максимальная мощность: Рр= Км ∙Рсм= 1,8 38,6= 69,5кВт. Реактивная максимальная мощность Qр= 1,1∙Qсм= 1,1∙45,2=49,7 квар. Полная максимальная мощность  Расчетный ток:  РП2: так как n = 8; m >3; K и. ср = 0,38 >0,2 , то  Км` = 1,1; Км = f(K и.ср.=0,38;nэ =9)=1,45 (по табл.1). ШРА1: так как n = 12; m >3; K и. ср = 0,14 <0,2 , то n  = nэ*∙ n.Наибольшая единичная мощность:36 кВт, следовательно, надо отобрать ЭП с мощность более 18 кВт. Тогда n  =2.Суммарная мощность наибольших ЭП:  .n*= n / n =2/12=0,17; Р = ∑Рном1 / ∑Рном =72/122,9=0,59.По таблице 2 для n*= 0,17; Р = 0,59. Находим n*э = 0,43.Тогда n = n э* ∙ n =0,43∙12=5,16.Км` = 1,1; (колонка 13). Км = f(K и.ср.=0,14;nэ =6)=2,64 ( определяется по табл.1).(колонка12) ШРА2: Так как n = 23; m >3 ; K и. ср = 0,35 >0,2 ,то  Коэффициент максимума Км` = 1 при nэ ≥ 10; Км = f(K и.ср.=0,35;n э =15)=1,3,5 (по табл.1). Для осветительной нагрузки: Рн осв = (Руд осв + Руд авар.) ·F = (10 + 10∙0,06) ·80∙40 ∙10-3= 33,92 кВт Так как освещение выполнено люминесцентными лампами, то Рсм. осв. = Рн. осв. · Кс = 33,92·0,85 = 28,8 квар, Qсм.осв = Рр. осв ·tgφ = 28,8·0,33 = 9,5 квар tgφ = 0,33 – для газоразрядных ламп  кВА Заполняется графа «Всего силовая нагрузка 0,4 кВ»: Определяется эффективное число электроприемников так какm >3 ; K и. ср = 0,27 >0,2 , то  Определяется коэффициент максимума активной нагрузки по табл.1 как функция Км = F(K и.ср.=0,27;n э =28)=1,28, результат заносится в колонку 12. Так как nэф >10, то К'м = 1 (колонка 13). Определяются максимальные нагрузки: Рр; Qр; Sр; Ip результат заносится в колонки 14, 15, 16,17: Активная максимальная мощность: Рр= Км ∙Рсм= 1,28 135,8= 173,8кВт. Реактивная максимальная мощность Qр= Qсм= 170,2 квар. Полная максимальная мощность  Расчетный ток:  Пиковый ток в линии, питающей ШРА2. Iр ШРА2 =124А; наибольшая мощность двигателя привода горизонтально-расточного станка Рнб =18,6 кВт; ки =0,25; cosφ=0,65; η=92%. Номинальный ток привода горизонтально-расточной станка:  Пусковой ток двигателя: Iпуск =кп ∙ Iном =6∙ 61,5=369 А. Пиковый ток в линии: Iпик ШРА2. = Iр. – Iном.∙Ки + Iп.мах. =124-61,5∙0,25+369=478,2А. Однолинейная схема электроснабжения цеха представлена на рис.5 Так как механический цех относится ко второй категории по надежности электроснабжения, то устанавливаем в цеху двухтрансформаторную подстанцию. Осветительную и сварочную нагрузку включаем на разные секции шин.  Рис.5 Однолинейная схема электроснабжения цеха Пример заполнения сводной ведомости нагрузок представлен в табл.7. Таблица 7 Сводная ведомость нагрузок по цеху
Продолжение таблицы 7
1.5Метод определения расчетных нагрузок по установленной мощности и коэффициенту спроса. Этот метод, применяется при ориентировочных расчетах на высших ступенях системы электроснабжения. Расчетная силовая нагрузка напряжением до 1000 В для группы однородных по режиму работы приемников определяется в следующих выражениях: Рр.нн = Кс∙ Руст; (38) Qр.нн= Рр.нн∙ tgφ; (39)  = Рр / cosφ, (40)где Кс – коэффициент спроса (зависит от технологии производства и приводятся в отраслевых инструкциях и справочниках). tgφ – коэффициент реактивной мощности (соответствует характерному для данной группы приемников cosφ, определяемому по справочным материалам). Номинальную мощность (активную Pном и реактивную Qном) группы цехов определяют как алгебраическую сумму номинальных мощностей отдельных цехов рном.i. Групповая номинальная (установленная) активная мощность:  , (41)где n - число цехов. Групповая номинальная реактивная мощность:  (42)Полная расчетная мощность нагрузки низшего напряжения рассчитывается по формуле:  (43)Где Рр.осв., Qр.осв. – активная и реактивная мощности осветительной нагрузки. Расчет нагрузки электрического освещения В качестве источников электрического света на промышленном предприятии используются газоразрядные лампы и лампы накаливания. Лампы накаливания на предприятиях в основном используются в качестве аварийного освещения, которое служит для временного продолжения работы или эвакуации людей из помещения при внезапном отключении рабочего освещения. Газоразрядные лампы на предприятии используются как основные источники света, обеспечивая нормальную работу производства. Номинальная мощность осветительных приемников цеха Рн.осв. (кВт) определяется методом удельной мощности: Рн осв = (Руд осв + Руд авар ) ·F (44) где: Руд осв — удельная нагрузка осветительных приемников (ламп) Вт / м2 (прил.А табл.А1 ); Руд авар. - удельная нагрузка аварийного освещения, F – площадь пола цеха, определяемая по генплану, м2. Расчетные нагрузки осветительных приемников цеха Рр.осв. (кВт):  ,где: Рн осв — установленная мощность приемников освещения, кВт; Кс— средний коэффициент спроса для осветительных приемников[1, 5]. Коэффициенты спроса для расчета нагрузок рабочего освещения в питающей сети приведены в табл. 8. Таблица 8 Коэффициенты спроса для осветительных нагрузок
Реактивная расчетная мощность осветительных установок определяется по формуле: Q р.осв = Рр осв · tgφо.у. (45) где tgφо.у -коэффициент реактивной мощности осветительной нагрузки, tgφо.у. = 0. 33 – для газоразрядных ламп; tgφ о.у. = 0 –для ламп накаливания. Пример 9: Установленная мощность сборочного цеха составляет Руст = 5870 кВт, площадь цеха F = 22500 м2, кс =0,4 ; сosφ=0,7; tgφ=1,02 . В качестве источников света используются газоразрядные лампы. Расчётная силовая активная нагрузка цеха составит:  ,кВтгде Кс – средний коэффициент спроса для электроприемников сборочного цеха. Расчётная силовая реактивная нагрузка (мощность) цеха:  кварНоминальная активная мощность осветительной нагрузки цеха определяется по формуле (данные из табл.1): Рн осв = (Руд осв + Руд авар.) ·F = (11+11∙6/100) ∙ 22500∙10-3= 262,4 кВт Расчётная активная мощность освещения цеха:  где kсо – коэффициент спроса приемников освещения (табл.8). Расчётная реактивная мощность осветительной нагрузки цеха с газоразрядными лампами: Q р.осв = Рр.осв · tgφо.у =249,2·0,33= 82,2 квар; . Полная расчётная мощность цеха определяется:  Данные расчетов сводятся в табл.9. Таблица 9 Сводная ведомость нагрузок
Расчет нагрузки электроприемников напряжением выше 1 кВ Расчетная нагрузка электроприемников напряжением выше 1 кВ, подключенных к распределительной подстанции напряжением 6-10 кВ, принимается равной средней мощности. Расчетная нагрузка группы силовых приемников цеха определяется из соотношений: Рр.в.н. = ки рн.вн., (46) Qр..в.н. = ки.· рн.вн · tg (47) где ки — коэффициент использования электроприемника напряжением выше 1 кВ; Рном.вн — активная установленная (номинальная) мощность электроприемника высшего напряжения, принимается по исходным данным; tg — коэффициент реактивной мощности (прил. А, табл. А3). Для привода насосов, вентиляторов, компрессоров широко применяются синхронные двигатели, с опережающим коэффициентом мощности cos = - 0,9, которые могут длительно работать в режиме перевозбуждения, т.е. генерации реактивной мощности. Компенсирующая способность СД характеризуется отношением реактивной мощности, отдаваемой СД в сеть (квар) к активной мощности СД (кВт). При cos = 0,9 компенсирующая способность СД составляет  = 48% Для синхронного двигателя СД определяется максимальная реактивная мощность Qсд , которую синхронный двигатель может генерировать. Значения реактивной мощности, которую можно получить от СД, зависят от его загрузки активной мощностью и относительного напряжения на зажимах двигателя: (48)где Рном.сд — суммарная установленная мощность группы СД; tg =0,48 — коэффициент реактивной мощности; Кз.реакт. — коэффициент наибольшей допустимой нагрузки СД по реактивной мощности (0,7; 0,8; 0,9); ηсд — коэффициент полезного действия СД. При расчете суммарной реактивной нагрузки потребителей для СД, работающих с «опережающим» коэффициентом мощности cos = - 0,9, значение Qсд берется со знаком минус. Пример 10: компрессорная станция 6 кВ имеет установленную мощность синхронных двигателей Рн = 1290 кВт , tg = - 0,48. Ки=0,8. Расчетная активная нагрузка группы силовых электроприемников напряжением 6 кВ определяется из соотношений: Рр.в.н. = ки Рн. =0,8× 1290 = 1032 кВт. Расчетная реактивная нагрузка: Qр.в.н. = Рра.в.н. × tg = 1032·(- 0,48) = - 495 квар. Расчет электрической нагрузки предприятия в целом Расчетные полная Sp.п., активная Рр.п. и реактивная Qр.п. мощности промышленного предприятия, отнесенные к шинам вторичного напряжения главной понижающей подстанции ГПП, вычисляются по расчетным активным и реактивным нагрузкам цехов (как силовым до 1 кВ Рр.н.н, Qр.н.н.,. и выше 1000 В:,. Рр.в.н.,. Qр.в.н, так и осветительным-. Рр.осв, Qр.осв с учетом потерь мощности Р, в трансформаторах цеховых подстанций и цеховых сетях напряжением до 1 кВ и коэффициента одновременности максимумов силовой нагрузки к м: Рр.п.= ( Рр.н.н.+. Рр.в.н) ·Крм + Рр.осв.+ Р, (49) Qр.п .= ( Qр.н.н.+ Qр.в.н -. Qс.д.) Крм+ Qр.осв.+ Q, (50) Коэффициент одновременности максимумов км для шин ГПП выбирается по табл. 10 в зависимости от величины средневзвешенного коэффициента использования Ки всей группы электроприемников, подключенных к шинам ГПП. Средневзвешенный коэффициент использования определяется по формуле:  (51) Таблица 10 Зависимость коэффициента разновременности максимумов от коэффициента использования
Суммарные потери активной и реактивной мощностей в трансформаторах цеховых подстанций и цеховых сетях до 1кВ приближенно принимаются равными соответственно 3 и 10 % полной трансформируемой мощности. Р = 0,03 Sрн.н.; Q.= 0,1 Sрн.н.; (52) где Sрн.н. полная расчетная нагрузка завода на низкой стороне. Полная расчетная нагрузка предприятия Sрп (кВА) определяется по формуле:  (53)Пример11: определить полную расчетную мощность предприятия. Дано: Рр.нн =5156 кВт; Рр.вн. =1032 кВт; Рр.осв = 504 кВт; Рнвн = 1290 кВт. Qр.нн =5108 квар; Qр.вн =495 квар; Qр.осв=108 квар; Рн.нн =12540кВт. Определяется средневзвешенный коэффициент использования Ки всей группы электроприемников, подключенных к шинам ГПП.  По табл.10 определяется коэффициент разновременности максимумов Крм = 0,8 Определяется полная мощность со стороны низкого напряжения: где   Определяются потери активной и реактивной мощностей в трансформаторах цеховых подстанций и цеховых сетях до 1кВ: Р = 0,03 Sрн.н = 0,03 ∙ 7647 = 229 кВт Q.= 0,1 Sрн.н. = 0,1 ∙ 7647 = 765 квар Расчетная мощность предприятия: Рр.п.= ( Рр.н.н.+. Рр.в.н) ·Крм + Рр.осв.+ Р = = (5156+1032)∙0,8+504+229=5683 кВт Qр.п .= ( Qр.н.н.+ Qр.в.н -. Qс.д.) Крм+ Qр.осв.+ Q= = (5108 - 495) · 0,8 + 108 + 765 = 4563 квар  , ;  .Задание на курсовую работу: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||