Расчет электрических нагрузок

Введение

К области электроснабжения относятся: производство, передача и распределение электроэнергии. Электроэнергию вырабатывают электростанции, которые подразделяются на гидравлические и тепловые. Последние в свою очередь делятся на конденсаторные, противодавленческие и смешанные.

Основными потребителями электроэнергии являются промышленные предприятия, которые обычно находятся либо в соответствующих сырьевых районах, либо вблизи населённых пунктов промышленных районов.

Очевидно, что месторасположения заводов и фабрик не может совпадать с местом строительства гидростанций и крупных конденсационных станций.

Чем мощнее электростанция, тем больше фабрик, заводов или цехов она может снабжать электроэнергией и тем значительнее будет обслуживаемый ей район. Следовательно, при любых условиях возникает необходимость в передаче электроэнергии от электростанции к потребителям.

Передача электроэнергии осуществляется посредством линий электропередач и трансформаторов, устанавливаемых на повышающих и понижающих подстанциях.

Промышленными потребителями электроэнергии в большинстве случаев являются электродвигатели и светильники, количество которых весьма велико. Поэтому при передаче электроэнергии, одновременно должно происходить её постепенное распределение и разделение, сначала между крупными потребителями, а затем между всё более и более мелкими.

Распределение электроэнергии осуществляется в распределительных устройствах подстанций и в распределительных пунктах.

В электроснабжении предприятий все связанные со станциями вопросы имеют важное значение.

Электроснабжением называется обеспечение потребителей электрической энергией.

 

 

Системой электроснабжения называют совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией.

Централизованным электроснабжением называется электроснабжение потребителей от энергосистемы. Энергетическая система состоит из электрических станций, электрических сетей и потребителей электроэнергии, соединённых между собой и связанных общностью режима в непрерывном процессе производства, распределения и потребления электрической энергии при общем управлении этим режимом.

Электроэнергетическая система – это совокупность электрических частей электростанций, электрических сетей и потребителей электроэнергии, связанных общностью режима и непрерывностью процесса производства, распределения и потребления электроэнергии. Электрическая система – это совокупность электроустановок для распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распределительных устройств, воздушных и кабельных линий электропередачи. По электрической сети осуществляется распределение электроэнергии от электростанций к потребителям. Линия электропередачи – электроустановка, предназначенная для передачи электроэнергии.

Электрическая подстанция – это установка, предназначенная для преобразования и распределения электрической энергии. Подстанции состоят из трансформаторов, сборных шин и коммутационных аппаратов, а также вспомогательного оборудования: устройств релейной защиты и автоматики, измерительных приборов. Подстанции предназначены для связи генераторов и потребителей с линиями электропередачи, а также для связи отдельных частей электрической системы.

Классификация электрических сетей может осуществляться по роду тока, номинальному напряжению, выполняемым функциям, характеру потребителя, конфигурации схемы сети. По конфигурации схемы сети делятся на замкнутые и разомкнутые.

 

 

Характеристика потребителей и определение категории

Все электроприемники горных предприятий по требуемой степени бесперебойности электроснабжения в соответствии с ПУЭ делятся на 3 категории:

1 - Электроприемники перерыв в электроснабжении которых связан с опасностью для жизни людей, браком продукции, повреждением оборудования и длительным восстановлением сложного технологического процесса. В горной промышленности к первой категории относят: подъемные установки, водоотливные установки, противопожарные насосные установки вентиляторные установки рудников и шахт, калориферные установки для района с тяжелыми климатическими условиями, центральные подземные станции. Все электроприемники должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, а перерыв в электроснабжении допускается только на время автоматического ввода резервного питания АВР.

2 - Электроприемники перерыв в электроснабжении которых связан с существенным снижением выпуска продукции, простоем рабочих, механизма и транспорта. В горной промышленности ко второй категории относятся: скиповая подъемная машина, буровые станки, экскаваторы, компрессоры, конвейерный и электровозный транспорт и т. д. Для потребителей второй категории допускается перерыв электроснабжения на время включения резервного питания дежурным персоналом или выездной оперативной бригадой.

3 - Неответственные потребители, к которым относятся машины и механизмы вспомогательных цехов, освещение дорог, склады, механические мастерские. Для них допускается перерыв электроснабжения на время необходимое для ремонта или замены поврежденного элемента электроснабжения, но не более 1 суток.

Так как цех металлоконструкций ММК является механической мастерской несерийного производства, и перебой в электроэнергии не повлечет огромных расходов и гибели людей, то он является потребителем третьей категории.

Расчет электрических нагрузок

При проектировании систем электроснабжения цеха металлоконструкций ММК выполняю ряд расчетов, по результатам которых выбираю оборудования подстанции, сечение и материал проводников, наиболее экономичные способы передачи электрической энергии, конфигурации сети, расположение трансформаторной подстанции. Расчетные электрические нагрузки и учет изменения их во времени в этом случае являются исходными данными для всего последующего моего проектирования. При проектировании электроснабжения определяю расчетные нагрузки для групп электроприемников, получающих питание от ТП цеха металлоконструкций ММК. По этим исходных данных для определения электрических нагрузок отдельных элементов и всей системы электроснабжения является сведения о количестве потребителей их расположении и номинальных мощностях. С целью их систематизации составляем таблицу нагрузок (таблица 2.1).

 При определении расчетной нагрузки по методу коэффициента спроса, расчет ведем в следующем порядке.

При проектировании во-первых находим расчетные нагрузки для групп электроприемников, получающих питание от ГПП. Во-вторых, с целью систематизации потребителей, составляем таблицу нагрузок (таблица 2.1). В таблицу сводим все известные данные: количество потребителей n, шт.; номинальная мощность потребителя P_н, кВт; коэффициент спроса k_сп; коэффициент мощности .

Суммарная установленная мощность P _уст, кВт

P _уст = P_H · n                                     (2.1)

где P _н – номинальная мощность потребителя, кВт;

n – количество потребителей, шт.

 Расчётная активная мощность Р_расч, кВт

Р_расч = Р_уст · k_сп                                          (2.2)

где Р_уст – установленная мощность потребителя, кВт;

k _сп. – коэффициент спроса.

 

Расчётная реактивная мощность Q _расч, кВар

Q _расч = Р_рас · tg φ                       (2.3)

где Р_рас – расчётная активная мощность, кВт:

tg φ – определяется по средневзвешенному коэффициенту мощности приёмника.

Полученные значения сводятся в таблицу 2.1 «Расчёт электрических нагрузок».

Расчетное значение активной мощности нагрузки Р_рас, кВт

Р_рас = Р_расч.1 + Р_расч.2 + Р_расч.3+ …+Р_расч.20                   (2.4)

Р_рас = 89,6 + 18 + 8 + …+ 8,16 = 639(кВт)

Расчетное значение реактивной мощности нагрузки Q _рас , кВар

Q _рас = Q _расч.1 + Q _расч.2 + Q _расч.3+…+ Q _расч.20         (2.5)

Q _рас = 67,2 + 15,87 + 4,96 +…+ 3,95 = 463,4(кВар)

Расчётное значение полной мощности нагрузки S _рас, кВА

                             (2.6)

 (кВ·А)

Таблица 2.1 – Расчет электрических нагрузок

Наименование потребителя	Количество приемников, n	Номинальная мощность Рном., кВт	Суммарная установленная мощность ∑Руст.= Рн·n, кВт	Коэффициент спроса Ксп.	Коэффициент мощности cosϕ	tgϕ	Расчетная мощность
							Активная Ррасч, кВт	Реактивная Qрасч. , кВар
1. Сварочная машина ВМГ-5000	4	35	140	0,64	0,8	0,75	89,6	67,20
2. Станок токарный 16А20ФЗ	2	15	30	0,6	0,75	1	18	15,87
3. Станок фрезерный FSS-400	1	20	20	0,4	0,85	0,62	8	4,96
4. Станок сверлильный 2 С-550	3	25	75	0,64	0,8	0,75	48	36,00
5. Насос	4	12	48	0,64	0,75	0,88	30,72	27,09
6. Осевой вентилятор ECW354T4	10	20	200	0,5	0,8	0,75	100	75,00
7. Индукционный нагреватель ТМВН1	1	40	40	0,5	0,75	0,88	20,00	17,64
8. Мостовой  кран Q = 25т	1	15	15	0,4	0,75	0,88	6,00	5,29
9. Станок токарно-револьверный 1К341	1	20	20	0,25	0,8	0,75	5	3,75
10. Машина контактной сварки Е4641	1	80	80	0,7	0,85	0,62	56	34,71
11. Пресс ножницы Н5222	2	40	80	0,24	0,8	0,75	19,2	14,40
12. Печь сопротивления	1	100	100	0,65	0,85	0,62	65	40,28
13. Транспортер	2	10	20	0,7	0,8	0,75	14	10,50
14. Станок намоточный СРН-05М1	1	20	20	0,5	0,7	1,02	10	10,20
15. Печь рольготовая	1	100	100	0,8	0,85	0,62	80	49,58
16. Привод ворот	2	5	10	0,75	0,8	0,75	7,5	5,63
17. Сушильный шкаф СЭШ-3М	2	75	150	0,25	0,8	0,75	37,5	28,1
18. Токарно-винторезный станок 1М63	1	10,5	10,5	0,75	0,75	0,88	7,88	6,95
19. Токарно винторезный станок ТС-75	2	5,6	11,2	0,75	0,8	0,75	8,4	6,3
20. Светодиодные светильники	30	0,32	9,6	0,85	0,9	0,48	8,16	3,95
Итого:							639	463,4

 

Выбор схемы электроснабжения

Внутризаводское распределение электроэнергии выполняется по радиальной, магистральной или смешанной схеме в зависимости от территориального размещения нагрузок, их величины, требуемой степени надежности питания и других характерных особенностей проектируемого объекта.

Все три вида схем имеют много разновидностей и модификаций по степени надежности питания, и при правильном их выборе каждая из них может быть применена для питания электроприемников любой категории

Радиальная система распределения энергии целесообразна главным образом там, где имеются крупные сосредоточенные нагрузки (насосные, компрессорные, преобразовательные, печные и т. п.), расположенные в различных направлениях от центра питания. Радиальные схемы при кабельном исполнении сетей применяются также на первой ступени распределения энергии (от центра питании до РП). Дальнейшее же распределение энергии по отдельным участкам от РП к ' цеховым под станциям и высоковольтным двигателям про изводится как по радиальным, так и по магистральным схемам.

Внедрение магистральных схем связано с децентрализацией распределения и коммутации энергии, т. е. с отказом от промежуточных коммутационных узлов и с подачей энергии от основного энергетического узла или центра питания предприятия (ТЭЦ, ГПП непосредственно к цеховым распределительным и трансформаторным подстанциям). Исчезает одно звено коммутации, и в этом заключается главное преимущество магистральных схем распределения энергии.

Магистральные схемы целесообразны при распределенных нагрузках, при упорядоченном (линейном) расположении подстанций на территории

проектируемого объекта, благоприятны, возможно более прямому прохождению магистралей от источника питания до потребителя энергии без обратных потоков энергии и длинных обходов. Это обстоятельство в известной степени ограничивает область применения магистральных схем.

 

Я принимаю радиальную схему электроснабжения, так как она обеспечивает высокую надежность питания отдельных потребителей.

Рисунок 3.1 – Радиальная схема электроснабжения

---

Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 274; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!