РАСЧЕТ НАГРУЗКИ МЕТОДОМ УСТАНОВЛЕННОЙ МОЩНОСТИ И КОЭФФИЦИЕНТА СПРОСА

Цель занятия:

Научить учащихся производить расчет нагрузки методом установленной мощности и коэффициента спроса

Теоретический материал по теме занятия:

В соответствии с ГОСТ 14209-85 и 11677-75 цеховые трансформаторы имеют следующие номинальные мощности: 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500 кВА.

С увеличением мощности трансформаторов растут токи короткого замыкания. Поэтому единичная мощность трансформаторов, питающих электроустановки до 1000 В, ограничивается допустимыми величинами тока короткого замыкания. Считается нецелесообразным применение трансформаторов со вторичным напряжением до 0,4 кВ мощностью более 2500 кВА. Число типоразмеров трансформаторов в цехе должно быть минимальным.

Однотрансформаторные подстанции рекомендуется применять при наличии в цехе (корпусе) приемников электроэнергии, допускающих перерыв электроснабжения на время доставки “складского” резерва, или при резервировании, осуществляемом на линиях низкого напряжения от соседних ТП, т. е. они допустимы для потребителей III и II категорий, а также при наличии в сети 380 - 660 В небольшого количества (до 20%) потребителей I категории.

Двухтрансформаторные подстанции рекомендуется применять в следующих случаях: при преобладании потребителей I и 2 категории; для сосредоточенной цеховой нагрузки и отдельно стоящих объектов общезаводского назначения (компрессорных и насосных станций); для цехов с высокой удельной плотностью нагрузок (выше 0,5 - 0,7 кВА/м²).

При выборе количества и мощности цеховых трансформаторов учитывается потребляемая нагрузка цеха и удельная плотность нагрузки σ_н. При плотности нагрузки до σ_н = 0,15 кВА/м² целесообразно применять трансформаторы мощностью до 1000 и 1600 кВА, при плотности 0,15 - 0,35 кВА/м²- мощностью 1600 кВА. При плотности более 0,35 кВА/м² целесообразность применения трансформаторов мощностью 1600 или 2500 кВА обосновывается технико-экономическими расчетами по [2].

Ориентировочный выбор числа и мощности цеховых трансформаторов производится по удельной плотности σ_ннагрузки

σ_{н =}S_р/F,

где S_р - расчетная нагрузка цеха (корпуса, отделения), кВА;

F - площадь цеха (корпуса, отделения), м².

Выбор номинальной мощности трансформаторов рекомендуется производить по расчетной мощности нормального и аварийного режимов работы исходя из рациональной загрузки в нормальном режиме и с учетом минимально необходимого резервирования в послеаварийном режиме. Номинальная мощность трансформаторов S_н.т определяется по средней нагрузке S_с за максимально загруженную смену:

S_ном.тр = S_с/(N k_з),

где N - число трансформаторов;

k_з - коэффициент загрузки трансформатора.

Оптимальная загрузка цеховых трансформаторов зависит от категории надежности потребителей электроэнергии, от числа трансформаторов и способа резервирования. Рекомендуется принимать следующие коэффициенты загрузки трансформаторов : для цехов с преобладающей нагрузкой I категории для двухтрансформаторных ТП k_з= 0,75 - 0,8; для цехов с преобладающей нагрузкой II категории для однотрансформаторных подстанций в случае взаимного резервирования трансформаторов на низшем напряжении k_з= 0,8 - 0,9; для цехов с нагрузкой III категории k_з= 0,95 - 1.

Все электроприемники объединяют по уровню напряжения и делят на группы одинаковых нагрузок по мощности, назначению и характеру работы. По каждой группе электроприемников (табл.1.1) определяют:

- установленную мощность:

, ;

- расчетную активную нагрузку:

, ;

где К_с- коэффициент спроса ( П. 2.1)

- расчетную реактивную нагрузку:

где cosφ – коэффициент мощности ( П.2.1)

- расход активной электроэнергии:

где Т_i- годовое число часов работы ( П.2.2);

- расход реактивной электроэнергии:_-

, .

Расчетную полную нагрузку цеха определяют по выражению:

, кВА.

Таблица 1.1 - Расчет электрической нагрузки участка цеха

Потребители электроэнергии	n_i, шт	P_н, кВт	P_уст, кВт	Расчетные коэффициенты			Расчетная нагрузка		Т, ч/г	Годовой расход
Потребители электроэнергии	n_i, шт	P_н, кВт	P_уст, кВт	к_с.тр	cosφ	tgφ	Р_р, кВт	Q_p, квар	Т, ч/г	W_a·10⁶, кВт·ч	W_p·10⁶, квар·ч
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Электропотребители напряжением 6 кВ


Итого по высоковольтным
Электропотребители низкого напряжения

Итого по низковольтным
Всего па участку:

Если преобладает нагрузка от асинхронных двигателей, то полная расчетная мощность во многом зависит от мероприятий по компенсации реактивной мощности. Реактивная мощность и средневзвешенный коэффициент мощности носят индуктивный характер:

Если , необходимо предусмотреть компенсацию реактивной мощности. Расчетная мощность компенсирующего устройства определяется по формуле:

, ,

где – коэффициент реактивной мощности, соответствующий до проведения мероприятий по компенсации;

– коэффициент реактивной мощности, соответствующий желаемому .

Полная расчетная мощность нагрузок после компенсации реактивной мощности:

, .

При использовании конденсаторных установок предусматривается возможность соединения конденсаторов по схеме звезда и треугольник – это позволяет изменять генерируемую реактивную мощность в три раза:

При небольшой мощности компенсирующих ( меньше 400 квар) установок определяется количество однофазных или трехфазных конденсаторов:

, шт,

где – мощность одного конденсатора при номинальном напряжении (табл. П.2.3);

– номинальное напряжение конденсатора.

При мощности компенсирующего устройства ( больше 400 квар) принимается

Компенсирующая установка ( табл.П.2.4).

Пример.Расчет нагрузки и выбор цеховой трансформаторной подстанции

На участке установлено: лесорама РД-75-6, ленточно- пильный станок ПБ-125,

продольный лесотранспортер Б-223. Предприятие работает в одну смену.

1. Расчетная активной нагрузки

Р_расч= К_с Р_уст=100∙0,7 =70 кВт

2.Расчет реактивной нагрузки

Q_расч= Р_расч tgφ = 70∙1,166 =81,62 квар.

2. Потребляемая энергия за год

W_а =Т ∙ Р_расч= 70∙2500= 175000 кВт∙ч

W_р =Т ∙ Q_расч= 81,62∙ 2500= 204050 квар∙ч

Расчет остальных нагрузок аналогичен, результаты расчета приведены в табл.1.2

Таблица 1.2. - Расчет нагрузки цеховой трансформаторной подстанции

Наименование приемников	n, шт.	P_Hi, кВт	SP_Hi. кВт	Расчетные коэффициенты			Расчетные мощности		Т, час	W_а,10⁴ кВт	W_р10⁴ кВАр∙ч
Наименование приемников	n, шт.	P_Hi, кВт	SP_Hi. кВт	Кс	cosj	tgj	Р_расч _Квт	Q_расч квар	Т, час	W_а,10⁴ кВт	W_р10⁴ кВАр∙ч
Лесорама РД-75-6	-	-	100	0,7	0,65	1,16	70,0	81,6	2500	17,5	20,4
Станок ПБ-125	-	-	40	0,4	0,6	1,33	16	21,2	2500	4,0	5,3
Транспортер Б-223	-	-	40	0,4	0,6	1,33	16	21,2	2500	4,0	5,3
Освещение	14	0,4	5,6	0,53	0,95	0,33	3,07	1,02	2500	0,77	0,25
Итого							105	125		26,27	31,25

Произведем проверку средневзвешенного cosj_срв

cosj_срв= W_а,/√ (W² _а+ W² _р) = 26,27 / √ (26,27²+ 31,25²) = 0,64

Так как средневзвешенного cosj_срв меньше 0,92….0,95, то необходимо выбрать компенсационную установку

Q_КУ= Р_расч(tgj₁ - tgj₂) =105( 1,16-0,33)= 87,15 квар

где tgj₁- коэффициент реактивной мощности, соответствующий cosj до проведения мероприятий по компенсации реактивной мощности.

tgj₂- коэффициент реактивной мощности, соответствующий желаемому cosj.

Полная расчетная мощность трансформатора с учетом компенсации реактивной мощности

S_расч= √ [Р²_расч+ (Q_расч- Q_КУ )²] = √ [105²+ (125-87,15)²] = 111,61 кВА.

Номинальная мощность трансформатора определится по средней загрузке за максимально загруженную смену

S_н.т = S_с/(N k_з),

где N - число трансформаторов;

k_з - коэффициент загрузки трансформатора.

Учитывая небольшую реактивную мощность необходимую для компенсации используем возможность соединения конденсаторов по схеме звезда и треугольник – это позволяет изменять генерируемую реактивную мощность в три раза:

Количество однофазных или трехфазных конденсаторов:

= 87,15/ [30 (6/6,3)] = 29,79 квар,

где – мощность одного конденсатора при номинальном напряжении , квар (табл. П.2.3-П.2.4);

– номинальное напряжение конденсатора.

Выбираем три конденсатора типа КЭПО-6,3-30-2У1 мощностью 30 квар.

Номинальная мощность трансформатора с учетом коэффициента загрузки

S_ном.тр = 111,61/(1∙0,95)=117,0кВА

Выбираем цеховую подстанцию типа КТП- 160-6,3/0,4 с масляным трансформатором типа ТМ-160-6,3(10)/0,4.

Техническая характеристики применяемых трансформаторов приведена в табл.П.2.5

Техническая характеристика цеховых трансформаторных подстанций, применяемое оборудование и схемы главных цепей устройств высокого напряжения КТП приведена в табл. П.2.6 – П.2.8

Практическое занятие № 2

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1131; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!