Расчет электрических нагрузок по предприятию

В курсовом проекте этот расчет производится по укрупненным данным, так как заданы суммарные установленные мощности электроприемников по цехам, но неизвестен их состав. Допускается относить цех целиком к группе А или Б, если неизвестно предварительное разделение электроприемников цеха на эти группы.

Низковольтные и высоковольтные электроприемники рассчитываются отдельно. Результаты сводятся в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 – Расчет электрических нагрузок по предприятию

Наименование цехов и узлов системы электроснабжения промышленного предприятия

Рн, кВТ

Рн.э, кВТ

nэ

Ки

tgj

Рс, кВт

Qс, квар

Км

Рр, кВт

Fц, м2

Руо, Вт/м2

Ксо

Рро, кВт

Рр +Рро, кВт

Qр, квар

Sр, кВ×А

Расчет начинается с определения низковольтных нагрузок по цехам, которые разделяются на группы А и Б. Так как для каждого цеха задана суммарная установленная мощность , то нужно, исходя из технологических особенностей и состава электрооборудования цеха, определить среднюю мощность одного электроприемника и затем приведенное число электроприемников из соотношения . Число для большинства цехов находится в пределах от 20 до 100.

Таблица 3.3 – Пример расчета электрических нагрузок по цеху

№ п/п	Наименование узла питания или группы электроприемников	Число электроприемников n	Установленная мощность, приведенная к ПВ=100%	m=Pн.макс/Pн.мин	Коэффициент использования Ки		Средняя нагрузка	Приведенное число электроприемников nэ	Коэффициент максимума Км	Расчетная (максимальная нагрузка	Расчетный ток Iр,А
Одного электроприемника Рн.мин/ Рн.макс, кВт	Всех электроприемников Рн, кВт	, кВт	, квар	, кВт	, квар	, кВ×А
	1. Механическое отделение Группа А Токарные станки Фрезерные станки ……………………... Кран-балка Вентилятор		3,2/11,2 0,6/20,0   4,85 1,7	74,8 86,9   4,85 1,7		0,12 0,17   0,15 0,65	2,31 1,2   1,73 0,75	8,97 14,8   0,73 1,10	20,6 17,7   1,25 0,83
Окончание таблицы 3.3
	Итого по группе А 2. Электроремонтное отделение Группа А Трансформатор сварочный Отрезной станок ……………………		0,6/20,0   14,3   1,95	240,8   14,3   3,9	>3	0,16   0,35   0,12	1,59   0,68   2,31	38,7   5,0   0,47	61,7   13,4   1,1	27,5	1,49	57,7	61,7	84,5
Итого по группе А Группа Б Сушильный шкаф Печь сопротивления Вентилятор		0,15/20   8,7 28,5 2,8	87,9   8,7 5,6	>3	0,22   0,7 0,7 0,65	1,61   0,33 0,33 0,78	18,9   5,6 3,6	30,4   1,8 2,8	8,79	1,9	35,9	33,4	-	-
	Итого по группе Б		0,15/28,5	299,3	-	0,698	0,33	209,2	70,6	-		209,2	70,6	-	-
	Итого по отделению ….…………………		0,15/28,5	387,2	-	0,589	0,44	228,1	101,0	-	-	245,1	104,0
	Итого по группе А цеха Итого по группе Б цеха		0,15/50 1,0/28,5		>3 -	0,238 0,687	1,2 1,77	416,9 356,3	503,9 632,3	58,5 -	1,2	500,3 356,2	503,9 632,3	- -	- -
	Итого по цеху		0,15/50		-	0,34	1,47	773,2	1136,2	-	-	856,6	1136,2

По справочникам находятся коэффициенты использования и мощности и производится разделение цехов на группы А и Б (электроприемники цехов относят к соответствующим группам) в зависимости от коэффициента .

Для каждого цеха, входящего в группу А, вычисляются средние активная и реактивная нагрузки. Затем с использованием значений и по кривым или таблицам находится коэффициент максимума и определяются расчетные активная и реактивная (с учетом величины числа ) нагрузки. Расчетная осветительная нагрузка цеха вычисляется по выражению (3.5) с учетом площади производственной поверхности пола цеха, определяемой по генплану предприятия, а также удельной осветительной нагрузки и коэффициента спроса на освещение . После суммирования нагрузок и с учетом нагрузки вычисляется полная расчетная низковольтная нагрузка цеха . В группу А предприятия включают также электроприемники группы А подробно рассчитываемого цеха. Для этого из таблицы расчета электрических нагрузок цеха переписывается строка «Итого по группе А цеха» (без осветительной нагрузки).

После нахождения нагрузок всех цехов, отнесенных к группе А, рассчитывается строка «Итого по группе А 0,4 кВ», в которой суммируются по колонкам номинальные активные мощности , средние активные и реактивная нагрузки и расчетные осветительные нагрузки , а в графе 4 записываются наименьшие и наибольшие мощности .

Далее вычисляются коэффициенты , , приведенное число электроприемников по (3.9) и находится коэффициент максимума для электроприемников напряжением до 1000 В группы А всего предприятия. С учетом полученных значений и определяются расчетные активная (без учета и с учетом осветительной нагрузки соответственно и ) и реактивная .

Для каждого цеха, входящего в группу Б, коэффициент максимума . Остальные расчеты аналогичны.

К группе Б предприятия следует отнести также электроприемники группы Б подробно рассчитываемого цеха (переписывается строка «Итого по группе Б цеха» , которая дополняется расчетными данными осветительной нагрузки) и освещение территории предприятия. В конце расчета группы Б по предприятию заполняется строка «Итого по группе Б 0,4 кВ».

Расчет низковольтных электроприемников предприятия заканчивается строкой «Итого по нагрузке 0,4 кВ», в которой суммируются из итоговых строк номинальные активные мощности, средние и расчетные активные (без учета и с учетом осветительной нагрузки) и реактивные нагрузки, осветительная нагрузка, а также вычисляются средние значения коэффициентов , , и полная расчетная нагрузка.

Для расчета электрических нагрузок высоковольтных электроприемников необходимо по заданной в варианте их суммарной номинальной мощности подобрать конкретные синхронные и асинхронные двигатели, различного рода электротехнологические установки (трансформаторы дуговых электропечей, электролизные установки и т.д.), которые выбираются в соответствии с технологией производства предприятия. При этом возможно незначительное изменение заданной в варианте номинальной мощности с учетом мощности выбранных электроприемников.

Определение расчетной нагрузки высоковольтных электроприемников производится так же, как и низковольтных. Методика расчета зависит от числа электроприемников, режима их работы, соотношения номинальных мощностей отдельных электроприемников (см. п. 3.4.1).

Расчетная реактивная нагрузка от синхронных двигателей принимается равной средней за наиболее загруженную смену, а от статических конденсаторов - номинальной мощности с пересчетом последней на фактическое напряжение сети. Реактивные нагрузки электроприемников, работающих с опережающим током, вычитаются из прочих реактивных нагрузок.

Особенности расчета нагрузок электроприемников большой мощности с резкопеременными графиками нагрузок (дуговые сталеплавильные печи, крупные сварочные установки, прокатные станы и др.) рассматриваются в специальной литературе [6].

В общем случае для высоковольтных электроприемников должны быть получены три итоговые строки: «Итого по группе А», «Итого по группе Б» и «Итого по высоковольтной нагрузке». Таблицу заканчивает строка «Итого по предприятию», в которой записываются суммарные данные по низковольтным и высоковольтным электроприемникам: номинальная активная мощность, средние и расчетные активные и реактивные нагрузки, полная расчетная нагрузка, а также средние для всего предприятия значение коэффициентов , .

Пример расчета электрических нагрузок по предприятию дан в таблице 3.4.

Расчетные данные по отдельным цехам в дальнейшем используются при выборе числа и мощности цеховых понижающих трансформаторов и затем с учетом потерь мощности в указанных трансформаторов – для расчета питающих линий. Расчетные данные по предприятию в целом с учетом потерь мощности в цеховых трансформаторах используются при выборе трансформаторов главной понизительной подстанции (ГПП) и расчете схем внешнего электроснабжения предприятия.

Таблица 3.4

№ п/п	Наименование цехов и узлов системы электро- снабжения промышленного предприятия	, кВт	, кВт				, кВт	, квар		кВт	,	, Вт/		, кВт	, кВт	, квар	, кВ×А
	Нагрузка 0,4 кВ Группа А Аппаратный цех Штамповочный цех ……………….. Склад продукции РМЦ (группа А)		47,6 31,6   8,5 29,9	58,5	0,5 0,3   0,1 0,238	0,86 1,33   0,75 1,20	8,5 416,9	6,4 503,9	1,11 1,09   2,42 1,2	20,6 500,3	-	-	0,85 0,85   0,85 -	9,2 -	29,8 500,3	7,04 503,9	30,6 -
3	Итого по группе А   Группа Б Термический цех Компрессорная станция ………………… РМЦ (группа Б) Освещение территории	-	8,5 ...214   41,25   21,6 -	-	0,44     0,75 0,8   0,687 -	1,01     0,62 0,75   1,77 -	356,3 -	632,3 -	1,06       -	356,3 -	-	-	-     0,85 0,85   0,85 0,6	11,5	367,8	632,3 -	-       -
	Итого по группе Б		21,6 …80		0,745	0,72					-	-	-				-
	Итого по нагрузке 0,4 кВ   Нагрузка 10 кВ Компрессорная станция (СТД-14-36-12) Кислородная установка (АН-2) Сталеплавильный цех (ЭТМПК-2700/10)		8,5 ...214		0,567     0,8   0,8   0,65	0,90     -0,48   0,54   0,57		-1935	-		-     -   -   -	-     -   -   -	-     -   -   -	-   -   -		-1935
	Итого по нагрузке 10 кВ		250…		0,721	0,14					-	-	-	-
	Итого по предприятию		8,5...		0,577	0,65			-		-	-	-