Определение расчетной мощности по цеху в целом
№ ЭП | Наименование ЭП | n, шт. | Р1, кВт | Р∑, кВт | Ки | tgφ | Рсм, кВт | Qсм,кВАр | n ![]() | nэ | Кр | Рр, кВт | Qр, кВАр | Sр, кВА | Iр, А |
Однофазные электроприемники | 26,88 | 107,52 | 0,68 | 73,59 | 122,40 | 2890,1 | |||||||||
Кран мостовой, 5т | 15,4 | 30,8 | 0,1 | 1,73 | 3,08 | 5,33 | 474,32 | ||||||||
Пресс гидравлический | 0,17 | 1,17 | 1,53 | 1,79 | 27,00 | ||||||||||
Радиально- сверлильный | 1,5 | 0,16 | 1,73 | 0,48 | 0,83 | 4,50 | |||||||||
Токарно-карусельный | 1,5 | 4,5 | 0,16 | 1,73 | 0,72 | 1,25 | 6,75 | ||||||||
Отрезной | 2,2 | 4,4 | 0,16 | 1,73 | 0,70 | 1,22 | 9,68 | ||||||||
Плоскошлифовальный | 0,16 | 1,73 | 1,28 | 2,22 | 32,00 | ||||||||||
Внутришлифовальный | 5,5 | 0,16 | 1,73 | 1,76 | 3,05 | 60,50 | |||||||||
Круглошлифовальный | 0,16 | 1,73 | 4,80 | 8,31 | 300,00 | ||||||||||
Поперечно-строгальный | 5,5 | 16,5 | 0,16 | 1,73 | 2,64 | 4,57 | 90,75 | ||||||||
Универсально-фрезерный | 0,16 | 1,73 | 17,60 | 30,48 | |||||||||||
Вертикально-фрезерный | 0,16 | 1,73 | 8,80 | 15,24 | |||||||||||
Зубофрезерный | 6,5 | 0,17 | 1,17 | 2,21 | 2,58 | 84,50 | |||||||||
Зубодолбежный | 4,5 | 0,17 | 1,17 | 1,53 | 1,79 | 40,50 | |||||||||
Продольно-строгальный | 0,16 | 1,73 | 40,00 | 69,28 | |||||||||||
Вертикально-сверлильный | 0,16 | 1,73 | 1,92 | 3,33 | |||||||||||
Токарно-винторезный | 0,16 | 1,73 | 17,60 | 30,48 | |||||||||||
Координатно-расточной | 0,16 | 1,73 | 0,64 | 1,11 | |||||||||||
Установка теплозащиты ворот | 0,8 | 0,75 | 89,60 | 67,20 | |||||||||||
Печь шахтная | 0,6 | 0,57 | 150,00 | 85,01 | |||||||||||
Приспособление закалочное | 0,7 | 0,75 | 56,00 | 42,00 | |||||||||||
Закалочная станция | 0,7 | 0,75 | 70,00 | 52,50 | |||||||||||
Выпрямитель сварочный | 0,3 | 1,73 | 18,00 | 31,18 | |||||||||||
Сварочный полуавтомат с выпрямителем | 0,35 | 1,73 | 31,50 | 54,56 | |||||||||||
Итого силовые электроприемники | 448,48 | 1479,8 | 0,40 | 637,72 | 0,75 | 478,3 | 654,6 | 944,9 | |||||||
Осветительная нагрузка | 2613,6 | 52,27 | 0,95 | 0,33 | 49,66 | 16,39 | 49,66 | 16,39 | 52,29 | 75,48 | |||||
Итого по цеху в целом | 645,6 | 654,1 | 496,7 | 494,68 |
Мощность трансформаторов определяется по формуле
,
где Nт – количество трансформаторов, Кз – коэффициент загрузки трансформаторов, для двухтрансформаторных подстанций с преобладающей нагрузкой первой категории – 0,65÷0,7, для однотрансформаторных с преобладающей нагрузкой второй категории и резервированием по перемычкам на вторичном напряжении – 0,7÷0,8, для однотрансформаторых с преобладающей нагрузкой третьей категорией 0,9; Sн.тр – номинальная стандартная мощность трансформатора ( каталог).
Выбор числа и мощности трансформаторов должен осуществляться на основании технико-экономического расчета нескольких вариантов.
На показатели ТЭР при выборе оптимального варианта влияет также установка компенсирующих устройств. Для компенсации реактивной мощности в цехе обычно применяются конденсаторные установки (КУ). Компенсация реактивной мощности может быть индивидуальной, групповой и централизованной.
Часть реактивной мощности поставляется энергосистемой и задается с помощь нормируемогоtgφн. Реактивная мощность, потребляемая из системы
.
Мощность КУ равна
.
Компенсация реактивной мощности возможна на высоком напряжении (ВН), низком напряжении (НН) или одновременно на ВН и НН, выбор варианта осуществляется на основании ТЭР.
При компенсации только на НН применяется только низковольтные батареи, устанавливаемые в цехе (Qнку≈Qку).
Применение высоковольтных КУ ограничивается пропускной способностью трансформаторов
.
В зависимости от отношения мощностей к максимальной пропускной способностью трансформатора возможны следующие варианты:
1) если Qтр.max≥Qр, то КУ может быть установлено как на низком напряжении, так и на высоком, тогда реальная пропускная способность трансформатора при установке на НН Qтр.max=Qэ, при ВН Qт=Qр;
2) если Qэ<Qтр.max≤Qр, то КУ может полностью устанавливаться на НН: Qнку=Qку, Qт=Qэ, или на НН и ВН: Qвку=Qтр.max-Qэ, Qнку=Qку-Qвку, Qт=Qтр.max;
3) если Qтр.max≤Qэ, то, Qвку=0, Qнку=Qр-Qтр.max; Qт=Qтр.max;
Проектируемый механический цех относиться ко второй категории надежности. Минимальное количество трансформаторов – 1. Технико-экономический расчет ТЭР проводятся для двух вариантов: с одним и двумя трансформаторами.
Реактивная мощность, потребляемая из энергосистемы
.
Мощность КУ равна
.
В проектируемом цехе применяется централизованная компенсация с возможной установкой КУ на высоком напряжении (ВН), низком напряжении (НН) или одновременно на ВН и НН.
1 вариант. Nт=1
согласно приложению 3, ближайшая большая стандартная мощность трансформатора 630 кВА.
Принимается 1 трансформатор с номинальной мощностью 630 кВА.
Максимальная пропускная способность трансформатора
.
Qтр.max≤Qэ, 85,5<99,34
3 вариант соотношений, следовательно Qвку=0, Qнку=494,68-85,5=409,18кВАр; Qт=85,5кВАр (рис. 4, а).
2 вариант. Nт=2
Принимается 2 трансформатора с номинальной мощностью 400 кВА.
Максимальная пропускная способность трансформатора
.
Qэ<Qтр.max≤Qр, 99,34<258,6<494,68
2 вариант соотношений, следовательно
а) Qнку=395,34кВАр, Qт=99,34кВАр (рис. 4,б);
б) Qвку=258,6-99,34=159,26кВАр; Qнку=395,34-159,26=236,08 кВАр, Qт=258,6; (рис. 4, в).
Qэ=85,5 |
Qр=494,68 |
Qнку=409,188 |
Qт=85,5 |
а |
Qэ=99,34 |
Qр=494,68 |
Qнку=395,34 |
Qт=99,34 |
б |
Qэ=99,34 |
Qр=494,68 |
Qнку=236,08 |
Qт=258,6 |
Qвку=159,26 |
в |
Рис. 4. Распределение реактивных мощностей и компенсирующих устройств по вариантам
3.2. Технико-экономический расчет вариантов
Технико-экономический расчет вариантов осуществляется по минимуму приведенных затрат по вариантам
,
где Зктп, Зку – приведенные затраты на комплектную трансформаторную подстанцию (КТП) и компенсирующие устройства (КУ); Ен – нормативный коэффициент эффективности (для объектов электроэнергетики 0,223); К∑ – суммарные капитальные затраты на КТП и КУ; С∑ – суммарные эксплуатационные издержки.
Суммарные капитальные затраты
,
где Ктр – стоимость (единовременные капиталовложения) трансформаторов, руб. (табл. П3.1-П3.5), ККТП – стоимость КТП, руб. (табл. П.4), ККУ – стоимость конденсаторной установки, руб (табл. П5, для высоковольтных КУ – стоимость КУ и высоковольтной ячейки для ее подключения, может быть принята 100 тыс.руб.).
Суммарные эксплуатационные издержки
где С0 – удельная стоимость потерь электроэнергии в год, руб/(кВт∙год); Δртр – потери активной мощност и в трансформаторе; ΔрВКБ, ΔрНКБ – удельные потери активной мощности в конденсаторных батареях, на стадии проектирования могут быть приняты 2,5 кВт/МВАр и 4,5 кВт/МВАр соответственно.
Удельная стоимость потерь электроэнергии в год по двухставочному тарифу
,
где а и b – основная (150 руб./кВт в месяц) и дополнительная (1,02 руб./кВт×ч) ставки тарифа на активную мощность и активную электроэнергию; Тм – время использования максимума нагрузки.
Потери активной мощности в трансформаторе
,
где ΔРхх и ΔРкз – потери холостого хода и короткого замыкания трансформатора (технические характеристики, прил. 3); β – реальный коэффициент загрузки трансформатора
.
Если приведенные затраты отличаются не более чем на 10%, то варианты считаются равно экономическими и выбирается вариант с наилучшими техническими показателями, например, двухтрансформаторная подстанция с компенсацией на низком напряжении.