Определение расчетной нагрузки предприятия в целом

Определение расчетных электрических нагрузок

Определение расчетных электрических нагрузок по цехам предприятия

Для определения ожидаемых электрических нагрузок по цехам предприятия в курсовой работе рекомендуется использовать один из основных методов - метод коэффициента спроса. Применение этого метода обусловлено тем, что в исходных данных на проектирование задана только установленная активная мощность каждого цеха Р_ном, кВт. Для применения более точного метода определения электрических нагрузок - метода упорядоченных диаграмм, нет достаточно полных исходных данных.

 

Таблица 1.1

Номер по плану	Наименование цеха	Категория потребителей по ПУЭ	Производственная среда
1	Административный корпус	II	нормальная
2	Литейный цех	I, II	пыльная, жаркая
3	Главный корпус	II, III	нормальная
4	Модельный цех	II, III	нормальная
5	Насосная станция	II, III	нормальная
6	Механический цех	II, III	нормальная
7	Склад готовой продукции	III	нормальная
8	Сборочный цех	II, III	нормальная, пыльная
9	Гальванический цех	I, II	химически активная
10	Компрессорная станция	II	нормальная, шумная

 

Расчетные активная Р_р, кВт, и реактивная Q_р, квар, нагрузки силовых приемников цеха напряжением 0,4 кВ определяются по формулам:

 

Р_р = К_с∙ Р_ном, (1.1)

Q_р = tgφ∙ Р_р, (1.2)

 

где К_с - средний коэффициент спроса;

tgφ - соответствующий характерному для приемников данного цеха средневзвешенному значению коэффициента мощности

Для главного корпуса, имеющего установленную мощность по заданию Р_ном = 6300 кВт, коэффициента спроса К_с = 0,5 и cosφ = 0,7, которому соответствует значение tgφ =1,02. Тогда расчетные нагрузки для него, определенные по формулам (1.1) и (1.2), равны:

Р_р = 0,5∙6300 = 3150 кВт,

Q_р = 1,02∙3150 = 3213 квар.

Расчетные силовые нагрузки напряжением 0,4 кВ остальных цехов определяются аналогично.

Расчетные силовые нагрузки электроприемников напряжением 6 (10) кВ определяются также по формулам (1.1), (1.2). Исключение составляет определение расчетной реактивной мощности для синхронных электродвигателей (СД). Генерируемая синхронным двигателем реактивная мощность зависит от коэффициента загрузки по активной мощности, коэффициента загрузки по реактивной мощности и относительной величины напряжения на зажимах двигателя.

Максимальная величина реактивной мощности Q_сд, квар, которую может генерировать СД, определяется по формуле

 

 (1.3)

 

где α_м - наибольшая допустимая перегрузка СД по реактивной мощности, зависящая от типа двигателя, относительного напряжения и коэффициента загрузки по активной мощности;

Р_ном.сд - номинальная мощность СД задается в исходных данных, кВт;

tgφ_ном.сд, η_ном.сд - соответственно номинальные коэффициент реактивной мощности и коэффициент полезного действия СД.

При отсутствии данных о величине напряжения на зажимах СД и о значениях коэффициента загрузки по активной мощности К_з в курсовом проекте можно принять их равными: U = 1,05 и К_з = 0,9 для двигателей СДН напряжением 6 и 10 кВ (для всех частот вращения).

Например, заданы синхронные двигатели, установленные в насосной станции, типа СДН напряжением 6 кВ: количество n = 4, номинальная мощность одного двигателя Р_ном = 630 кВт, коэффициент мощности cosφ_ном = 0,9, коэффициент полезного действия η_ном = 0,95. Требуется определить расчетные нагрузки СД. По формулам (1.1), (1.3) имеем:

Р′_р = 0,85∙4∙630 = 2142 кВт,

.

В приведенном примере символы активной и реактивной мощностей указаны со штрихом для того, чтобы различать расчетные нагрузки низковольтных и высоковольтных электроприемников.

Вычисленные расчетные нагрузки низковольтных и высоковольтных электроприемников по цехам рекомендуется свести в таблицу 1.2.

Расчетная нагрузка осветительных приемников цеха Р_р.о, кВт, в приближенных расчетах обычно определяется по установленной мощности и коэффициенту спроса в соответствии с выражением

 

Р_р.о = Р_ном.о ∙К_с.о∙К_ПРА, (1.4)

 

где Р_ном.о - установленная мощность освещения, кВт;

К_с.о - коэффициент спроса для освещения;

К_ПРА - коэффициент, учитывающий потери активной мощности в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА) газоразрядных ламп.

Для вычисления установленной мощности освещения применяется вспомогательный метод определения нагрузки - метод удельной мощности на единицу площади. В соответствии с ним установленная мощность освещения Р_ном.о, кВт, определяется по формуле

 

Р_ном.о = р_уд∙F, (1.5)

 

где р_уд - удельная нагрузка площади пола цеха, Вт/м²;- площадь пола цеха, определяемая по генплану, м².

Например, площадь главного корпуса F = 180 х 210 м; из справочных данных находим значение коэффициента спроса освещения Кс.о = 0,95 и значение удельной мощности р_уд = 12 Вт/м2. Используя формулы (1.4), (1.5), получаем значения активных мощностей осветительной нагрузки

Рном.о = 12∙10^-3 ∙37800 = 454 кВт,

Р_р.о = 454∙ 0,95 = 431 кВт.

Если предполагается установить в цехе газоразрядные источники света, имеющие низкий коэффициент мощности, то в этом цехе следует определить расчетную реактивную мощность освещения по формуле

 

Q_р.о = tgφ_.о∙ Р_р.о, (1.6)

 

где tgφ_о - соответствует cosφ_о = 0,95 с учетом компенсации реактивной мощности газоразрядных источников света.

Например, для главного корпуса имеем

Q_р.о = 0,33 ∙ 431 = 142 квар.

Полная расчетная нагрузка освещения определяется по формуле

 

. (1.7)

 

Например, для главного корпуса, подставляя в формулу (1.7) вычисленные значения, получаем

кВ∙А.

Освещение территории предприятия рассчитывается аналогично. Освещаемая площадь F_осв, м², определяется как разность площади всего предприятия и суммарной площади всех цехов, т.е. F_осв = F_пред − ∑F_i.

Результаты расчетов нагрузок освещения по цехам предприятия и территории сведены в таблице 1.2.

Полная расчетная мощность цеха S_р, кВ∙А, определяется по формуле

 

. (1.8)

 

Например, для главного корпуса полная расчетная мощность равна

 

 кВ·А.

 

Все расчеты электрических нагрузок сведены в таблицу 1.2.

 

Определение расчетной нагрузки предприятия в целом

Полная расчетная нагрузка заданного предприятия определяется по вычисленным расчетным активным и реактивным нагрузкам цехов напряжением до и выше 1 кВ с учетом расчетных нагрузок освещения территории предприятия, потерь мощности в цеховых трансформаторах и ГПП (при ее сооружении) и с учетом компенсации реактивной мощности.

При решении вопроса компенсации реактивной мощности предприятия следует иметь в виду, что при расчетной мощности компенсирующего устройства менее 5000 квар при напряжении 6 кВ и 10000 квар при напряжении 10 кВ экономически целесообразной является установка статических конденсаторов. Если необходимая мощность компенсирующего устройства оказалась больше указанных величин, то следует провести сравнительные технико-экономические расчеты, учитывая график потребления реактивной мощности и требования энергосистемы для выявления эффективности применения синхронных компенсаторов.

Выписываем полученные по результатам расчетов из таблицы 1.2 суммарные расчетные активные и реактивные нагрузки предприятия, которые равны:

силовых приемников напряжением до 1 кВ:

∑Р_р.с = 10066 кВт; ∑Q_р.с = 9161 квар;

осветительных приемников (цехов и территории предприятия)

∑Р_р.о = 39 кВт; ∑Q_р.о = 13 квар;

силовых приемников напряжением 6 (10) кВ:

∑Р′_р = 6622 кВт; ∑Q′_р = 2010 квар.

Трансформаторы цеховых подстанций еще не выбраны, поэтому потери мощности в них рекомендуется определить приближенно по соотношениям:

 

ΔР_т = 0,02∙S_р0,4; (1.9)

ΔQ_т = 0,1∙S_р0,4. (1.10)

 

Полная расчетная мощность приемников напряжением 0,4 кВ определяется по формуле (1.8) с учетом того, что активные и реактивные нагрузки (силовые и осветительные) подставляются итоговые, т.е. для всего предприятия

 

 

Потери мощности в трансформаторах цеховых ТП равны:

ΔР_т = 0,02∙ 16986 = 340 кВт;

ΔQ_т = 0,1∙16986 = 1699 квар.

Далее необходимо определить суммарные расчетные соответственно активную и реактивную мощности на шинах 6 (10) кВ ГПП или ГРП с учетом высоковольтной нагрузки по формулам:

 

Р_р∑ = (∑Р_р.с +∑Р′_р)∙К_р.м +∑Р_р.о + ΔР_т, (1.11)

Q_р∑ = (∑Q_р.с +∑Q′_р)∙К_р.м +∑Q_р.о + ΔQ_т, (1.12)

 

где К_р.м - коэффициент разновременности максимумов низковольтной и высоковольтной нагрузок принимается равным К_р.м =0,95.

Подставляя в формулы (1.11) и (1.12) известные величины, получаем значения мощностей:

Р_р∑ = (10066 + 6622) ∙ 0,95 +3492 +340 = 19686 кВт,

Q_р∑ = (9161 + 2010) ∙ 0,95 +1071 +1699 = 13382 квар.

Необходимая мощность компенсирующих устройств по предприятию в целом Q_ку, квар, определяется из выражения

 

Q_ку = Р_сг∙ (tgφ_ест.г - tgφ_норм), (1.13)

 

где Р_сг - среднегодовая активная нагрузка предприятия, кВт;

tgφ_ест.г - соответствует средневзвешенному естественному коэффициенту мощности за год;

tgφ_норм - соответствует нормативному значению коэффициента мощности, который при питании от системы принимается равным 0,95 (tgφ_норм = 0,33).

Значение среднегодовой активной мощности рекомендуется определить по формуле

, (1.14)

 

где Э_аг - годовое потребление энергии предприятием, кВт∙ч;

Т_г − годовое число часов работы предприятия (по заданию равно для трехсменного предприятия 6400 ч/год);

Т_м.а− число часов использования максимума активной нагрузки, (Т_м.а = 3770 ч).

Подставляя известные величины в формулу (1.14), получаем значение среднегодовой активной мощности

кВт.

Значение естественного коэффициента реактивной мощности tgφ_ест.г рекомендуется определить по формуле

 

, (1.15)

 

где Т_м.р - число часов использования реактивной мощности предприятия в год, ч/год (Т_м.р = 4220 ч).

Значения Т_м.а и Т_м.р для предприятий различных отраслей промышленности приводятся в справочной литературе. Если для проектируемого предприятия в рекомендуемых источниках не указано значение Т_м.р, то его можно принять равным на 10% больше, чем Т_м.а.

В соответствии с формулой (1.15) значение естественного коэффициента реактивной мощности предприятия равно

.

Подставляем вычисленные параметры в формулу (1.13) и получаем значение расчетной реактивной мощности компенсирующего устройства

Q_ку = 11596∙(0,76 - 0,33) = 4986 квар.

В качестве компенсирующих устройств предполагается установить комплектные конденсаторные установки (ККУ).

Так как на данном этапе проектирования еще не известны количество и номинальные мощности ККУ, потери активной мощности в них рекомендуется определить приближенно по соотношению

 

ΔР_ку = р_уд ∙ Q_ку, (1.16)

 

где р_уд - удельные потери активной мощности, составляющие 0,2% от Q_ку.

Потери активной мощности равны

ΔР_ку = 0,00996∙ 4986 ≈ 50 кВт.

Активная мощность с учетом потерь в компенсирующих устройствах на шинах 6 (10) кВ ГПП или ГРП составляет

 

Р = Р_р∑ + ΔР_ку = 19686 + 50 = 19736 кВт.

 

Реактивная мощность, передаваемая предприятию в часы максимума системы, определяется по выражению

 

Q_с = Q_р∑ - Q_ку = 13382 - 4986 = 8396 квар.

 

Расчетная полная нагрузка S^′_р, кВ∙А, на шинах 6 (10) кВ ГПП или ГРП с учетом компенсации реактивной мощности равна

 

кВ∙А.

 

Если предполагается установить на предприятии ГПП, то следует определить потери мощности в трансформаторах подстанции, которые ориентировочно определяются по соотношениям:

 

ΔР′_т = 0,02∙S′_р

ΔQ′_т = 0,1∙S′_р.

 

Тогда, потери мощности в трансформаторах ГПП равны:

ΔР′_т = 0,02∙ 21448 = 429 кВт,

ΔQ′_т = 0,1∙ 21448 = 2145 квар.

Окончательно полная расчетная мощность на стороне высшего напряжения ГПП будет равна

 

кВ∙А

электрический завод мощность картограмма

---

Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 241; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!