Материал: Разработка системы электроснабжения завода по производству металлообрабатывающих станков

Рассчитаем нагрузку наружного освещения:

 (3.12)

 (3.13)

где  - удельная мощность осветительных установок в Вт / м;

L - суммарная длина линий наружного освещения, м.

Для нормированного значения средней освещенности Е = 4 лк, ширины дорожного покрытия d = 11,25 м, шага светильников h = 40 м, мощности ламп типа ДРЛ Р = 250 Вт  Вт / м ([5], талбл.12.3).

 кВт;

 квар.

С учетом схемы расположения цехов целесообразно присоединить нагрузку наружного освещения к трансформаторной подстанции сборочного цеха (цех №7).

Таблица 3.7 - Итоговая таблица расчетных электрических нагрузок цехов

№ цеха     Название              ,

кВт,

квар,

Определив электрические нагрузки цехов, можно перейти к выбору цеховых трансформаторов и расчету компенсации реактивной мощности.

4. Выбор цеховых трансформаторов и расчет компенсации реактивной мощности

При проектировании СЭС промышленных объектов выбор числа и мощности силовых трансформаторов, как правило, осуществляется в процессе расчета компенсации реактивной мощности.

.1 Выбор цеховых трансформаторов

Выбор мощности трансформаторов осуществляется на основе технико-экономического расчетов, исходя из полной расчетной нагрузки объекта, удельной плотности нагрузки, затрат на питающую сеть до 1 кВ, стоимости потерь электроэнергии в трансформаторах и питающей сети до 1 кВ и других факторов [4]. При рассредоточенной нагрузке единичная мощность цехового трансформатора ориентировочно может быть принята по величине удельной плотности нагрузки

, (4.1)

где Sр - расчетная полная мощность нагрузки объекта, кВ∙А;

F - производственная площадь объекта, м2.

Минимальное число трансформаторов, необходимое для питания расчетной активной нагрузки,

 , (4.2)

где  - номинальная мощность трансформаторов, кВ∙А;

 - коэффициент загрузки трансформаторов, принимаемый в зависимости от категории электроприемников по надежности электроснабжения.

Рассмотрим порядок расчета числа и мощности трансформаторов сварочного цеха завода. Согласно (4.1)

 кВ∙А / м2.

Для удельной плотности нагрузки  кВ∙А / м2 при открытой установке КТП в цехе рекомендуется применять трансформаторы с единичной мощностью 1600 кВ∙А [7]. Примем к установке в сварочном цехе трансформаторы типа ТМГ12-1250/10 номинальной мощностью 1250 кВ∙А.

При коэффициенте загрузки , в соответствии с (4.2), минимальное число трансформаторов, необходимое для питания расчетной активной нагрузки,

Принимаем .

Результаты расчетов по остальным цехам сведены в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Результаты выбора цеховых трансформаторов

№ цеха     ,

кВт,

квар,

Технические характеристики выбранных трансформаторов приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Технические характеристики трансформаторов

Тип           Номинальная мощность, кВ∙А      Потери, кВт         Напряжение короткого замыкания , %Ток холостого хода

.2 Расчет компенсации реактивной мощности

Реактивная мощность, которую можно передать через трансформатор из сети

, (4.3)

где 1,1 - коэффициент, учитывающий допустимую систематическую перегрузку трансформатора.

Суммарная мощность батарей низковольтных конденсаторов (БНК) для данной группы трансформаторов

. (4.4)

Если QНК1 < 0, то следует принять QНК1 = 0 и БНК не устанавливать.

Величина QНК1 распределяется между цеховыми трансформаторами прямо пропорционально их реактивным нагрузкам. Затем выбираются стандартные номинальные мощности БНК для каждого трансформатора.

Покажем на примере определение мощности БНК для сварочного цеха. Значение реактивной мощности, которое может быть передано через трансформатор в сеть до 1кВ по выражению (4.3)

 квар.

Суммарная мощность БНК по формуле (4.4)

 квар.

Мощность БНК, приходящаяся на один трансформатор,

; (4.5)

 квар.

По ([8], табл. 1) выбираем конденсаторные установки типа АКУ 0,4-500-20У3. Аналогично образом производим выбор БНК для остальных цехов завода. Результаты сводим в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 - Выбор БНК по критерию минимума числа трансформаторов

№ цеха     РРН, кВт               QРН, квар             SТ, кВ∙А               NТ          QТ, квар               , квар, кварТип батарей

Для расчета экономического значения реактивной мощности, потребляемой предприятием из энергосистемы, необходимо определить потери мощности в трансформаторах и найти нагрузку на шинах РП.

.3 Определение потерь мощности в трансформаторах

Коэффициент загрузки трансформатора с учетом компенсации реактивной мощности

, (4.6)

где  - расчетная нагрузка цеха с учетом компенсации реактивной мощности.

, (4.7)

где  - суммарная номинальная мощность конденсаторных установок с учетом числа трансформаторов, квар.

Потери активной мощности в трансформаторе

. (4.8)

Потери реактивной мощности в трансформаторе

. (4.9)

Согласно выражениям (4.6) и (4.7) для сварочного цеха завода получим:

 кВ∙А;

Тогда потери активной и реактивной мощности в трансформаторах цеха по формулам (4.8) и (4.9) будут следующими:

 кВт;

 квар.

Аналогичным образом производим расчет потерь мощности в трансформаторах для остальных цехов завода. Полученные результаты сводим в таблицу 4.4.

Таблица 4.4 - Расчет потерь мощности в трансформаторах

4.4 Определение расчетных нагрузок РП

Расчетные активная и реактивная нагрузки на шинах РП с учетом потерь мощности в трансформаторах определяется по формулам:

; (4.10)

 (4.11)

где m - число присоединений на сборных шинах 10 кВ РП;

Киi - среднее значение коэффициента использования i-го присоединения;

Pномi - суммарная номинальная мощность электроприемников i-го присоединения;

PроΣ и QроΣ - расчетные суммарные активная и реактивная нагрузки освещения;

ΔPТΣ и ΔQТΣ - суммарные потери активной и реактивной мощности в трансформаторах;

PсмΣ и QсмΣ - наибольшие средние значения активной и реактивной мощности силовых электроприемников за наиболее загруженную смену;

tgφi - среднее значение коэффициента реактивной мощности i-го присоединения;

Ко - коэффициент одновременности максимумов нагрузок, который определяется в зависимости от средневзвешенного коэффициента использования Ки.ср и числа присоединений на сборных шинах РП m.

Значение средневзвешенного коэффициента использования определяется по формуле:

 (4.12)

Для определения наибольших средних значений активной и реактивной мощности силовых электроприемников за наиболее загруженную смену составим таблицу 4.5.

Таблица 4.5 - Расчетная таблица  и