Дипломная работа: Электроснабжение промышленных предприятий

Отдельно для каждого из двух трансформаторов результаты расчета электрических нагрузок будут приведены ниже (см. п.5.3). Машины контактной и дуговой сварки в программе не рассчитываются - поэтому их расчет выполняется вручную [1].

5.1 Расчет электрических нагрузок машин дуговой сварки

Установки электродуговой сварки питаются от ШРА1.

При расчёте машин дуговой сварки, их предварительно распределяют по фазам трёхфазной сети:

АВ: 11,4+11,4=22,8 кВ•А; ВС:11,4+19,4=30,8 кВ•А; СА:26,5 кВ•А.

При определении наиболее загруженных фаз активную фазную нагрузку приводят к ПВ = 100%

(кВ•А), (3.1)

(кВт);

(кВт); (3.2) (кВт).

P_AB =22,8·0.65·=12,13 кВт;

P_BС = 30,8·0.65·=16,37 кВт;

P_СА =26,5·0.65· =14,1 кВт;

P_A=(12,13+14,1)/2=13,115 кВт;

P_С =(12,13+16,37)/2=14,25 кВт;

P_В =(16,37+14,1)/2=15,235 кВт;

Неравномерность загрузки по фазам :

7,48%<15%

При расчёте электрических симметричных нагрузок на ПК будет вводиться в исходные данные активная мощность при ПВ = 60% [1].

5.2 Расчет электрических нагрузок машин контактной сварки

Установки контактной сварки питаются от ШРА1.

Распределим однофазные электроприемники по фазам:

АВ: 96+96=192 кВ•А;

BC: 96+84=180 кВ•А;

CA: 120+56=176 кВ•А.

(кВ•А);

; (кВ•А); (3.4)

(кВ•А);

кВ•А;

кВ•А;

кВ•А.

Проверим неравномерность распределения нагрузки по фазам:

, (3.5)

<15%

Неравномерность оказалась в норме, следовательно такое распределение мощности по фазам допустимо.

Пиковая мощность машин определяется по формуле:

, (3.6)

где S_уст - установленная мощность машины, кВ•А; к_з - коэффициент загрузки машины равный 0,6;

кВ•А;

кВ•А;

кВ•А;

кВ•А;

Средняя мощность машин:

,

где к_в - коэффициент включения соответствующий заданному ПВ равный 0,4.

кВ•А;

кВ•А;

кВ•А;

кВ•А;

Эффективная среднеквадратичная мощность:

(3.8)

(кВ•А)²;

(кВ•А)²;

(кВ•А)²;

(кВ•А)²;

Расчетная нагрузка группы сварочных машин:

(кВ•А) (3.9)

кВ•А

кВт;

квар.

Определим токи нагрузки машин контактной сварки:

Пиковый ток машины:

, (3.10)

А;

А;

А;

А.

Средний ток нагрузки машины:

, (3.11)

А;

А;

А;

А;

А.

Эффективная нагрузка группы машин

(А²) (3.12)

А²;

, (3.13)

A

Эффективное число сварочных аппаратов:

, (3.14)

Выбираю n_эф=6

Пиковая нагрузка машин:

, (3.15)

где, в - вероятностный коэффициент, определяемый по графику

n_эф ·k_в =6· 0,4=2,4 => =4,1

А.

5.3 Расчет электрических нагрузок освещения

Расчет электрической осветительной нагрузки цеха выполняем по методу удельных мощностей [5]. Предварительная мощность освещения:

(кВт) (3.16)

где S- площадь помещения, м²;

р_уд - удельная нагрузка от рабочего освещения (0,015 кВт/м²).

Площадь помещения:

S=24•24+24•12+12•24+36•24+12^. 6=2088 м²;

кВт.

Число ламп мощностью 400 Вт:

шт.

Расчетную нагрузку аварийного освещения принимаем равной 10% от P_осв:

кВт.

Мощность распределяется максимально равномерно по трём фазам.

5.4 Расчет электрических нагрузок на ЭВМ

Файл исходных данных для расчета нагрузки трансформатора Т2

Таблица 5,1

Файл исходных данных для расчёта ТМ - 1

Таблица 5,2

Результаты расчета нагрузок трансформаторов Т1 и Т2 приведены в Приложение 1

6. ВЫБОР ЧИСЛА, МОЩНОСТИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ, МЕСТА РАСПОЛОЖЕНИЯ И ТИПА ЦЕХОВОЙ ПОДСТАНЦИИ

Учитывая наличие в сети электроприемников с ЧПУ и электропиемников, представляющих собой резкопеременную нагрузку (машины контактной сварки) принимаем к установке двухтрансформаторную подстанцию типа КТП. Указанные электроприемники подключаются к разным секциям шин [2, 6].

Местоположение цеховой подстанции должно быть максимально приближено к центру нагрузок, что сокращает протяженность передачи электроэнергии к наиболее мощным потребителям, а, следовательно, стоимость проводникового материала и издержки, связанные с потерями энергии в питающих сетях электроснабжения цеха (см. лист 1 графической части) [2, 5, 6].

6.1 Расчет мощности компенсирующих устройств

Большинство электроприемников потребляет через сеть реактивную мощность. Ее передача из сети вызывает повышение потерь активной мощности, электроэнергии и напряжения в сети. Для уменьшения этих потерь и увеличения пропускной способности линий и трансформаторов предусматривается в сетях потребителей установка компенсирующих устройств (КУ) [5].

Мощность компенсирующих устройств рассчитывается по формуле:

(квар), (6.1)

где P_расч - расчетная мощность трансформатора, кВт; tgц_сист = 0,42 - из задания на КП; tgц_е - естественный коэффициент реактивной мощности сети.

Естественный коэффициент реактивной мощности сети определяется из соотношения:

. . (6.2)

.

для трансформатора Т2:

Q_КУ = 883,84·(0,42 -1,29) = -768 квар

Выбираем комплектную конденсаторную установку АКУ 0,4-750-50-УХЛЗ мощностью 500 квар.

Для трансформатора Т1:

Q_КУ = 1793,3·(0,42 -1,33) = -1631 квар

Выбираем комплектную конденсаторную установку АКУ-0,4-1600-50-УХЛЗ мощностью 550 квар .

Основные технические данные установок приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1.

Основные технические данные конденсаторных установок

6.2 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

Мощность трансформаторов определяется расчётной нагрузкой цеха с учётом компенсации реактивной мощности на стороне 0,4 кВ.

Расчётная мощность трансформатора [5]:

(кВ ^.А) (6,3)

Расчётная мощность первого трансформатора:

(кВ ^.А)

Расчётная мощность второго трансформатора:

(кВ ^.А)

Выбираем 2 трансформатора мощностью по 2500 кВ•А и проверяем их по этим трём условиям:

Марка трансформаторов: ТМЗ-2500/10 [4] (технические данные приведены в табл. 6.2.).

Проверяем их по экономической загрузке:

(6.4)

где S_р - расчётная мощность трансформатора, кВ·А; S_Т.НОМ - номинальная мощность трансформатора, кВ·А.

Полученные коэффициенты загрузки трансформаторов не лежат в рекомендуемых пределах (0,6ч0,8), но очень к ним близки и допускают увеличение мощности цеха с перспективой роста производства без замены трансформаторов длительное время

Марка трансформаторов: ТМЗ-2500/10 [4] (технические данные приведены в табл. 6.2.).

Таблица 6.2

Основные технические данные силовых трансформаторов

РАСЧЕТ СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Расчет сечения проводников силовой электрической сети производится по условиям допустимого нагрева на основании значений номинального тока для отдельных потребителей и расчетного тока для группы потребителей. Выбор проводников осуществляется с учетом категории помещения по пожаро- и взрывоопасности, а также окружающей среды, типа электроприемников, его мощности, условий прокладки.

Выбранные проводники должны быть проверены по условию допустимых потерь напряжения при нормальной и пиковой нагрузке [2, 5]. Результаты расчета и выбора проводников сводятся в таблицу 8.1.

7.1 Выбор проводов и кабелей

Провода и кабели выбираются по условию допустимого нагрева:

(А), (7.1)

где, I_д.д. - длительно допустимый ток проводника, А; I_рсч - расчетный ток электроприемника (группы электроприемников), А.