Расчет электронагрузок и средневзвешенного коэффициента мощности

Расчет электронагрузок ведем методом коэффициента спроса. Коэффициент спроса, расчетные мощности для отдельных групп потребителей по таб.6.2 (Л2). Руководствуясь рекомендациями (Л6 стр.124), для силовых двигателей главных преобразовательных агрегатов одноковшовых экскаваторов принимаем расчетный коэффициент мощности

сosφ_д = 0.9 (опережающий); Для вспомогательных механизмов питаемых от трансформатора собственных нужд на одноковшовых экскаваторов сosφ_т = 0,7.

Расчетные активную и реактивную мощности для групп однотипных экскаваторов вычисляем по следующим формулам. ×

Р_{расч (э)} = К_с∑Р_д + К_с∑Р_т = К_с∑Р_д + К_с∑S_тсosφ_т (4)

Q _{расч (э)} = Р_расч ×tgφ_д + Р_расч×tgφ_т (5)

Где:

К_с – коэффициент спроса (принимается одинаковый для двигателей главных преобразовательных агрегатов и для трансформаторов собственных нужд).

∑Р_д - сумма мощностей приводных двигателей главных преобразовательных агрегатов в группе однотипных одноковшовых экскаваторов.

∑Р_т =∑S_т - сумма мощностей трансформаторов собственных нужд групп однотипных одноковшовых экскаваторов.

Р_расч.д=К_с·∑Р_д - расчетная мощность потребляемая приводными двигателями главных группы однотипных одноковшовых экскаваторов преобразовательных агрегатов.

Р_расч.т=∑S_т·сosφ_т – расчетная активная мощность потребляемая трансформаторами собственных нужд групп однотипных одноковшовых экскаваторов.

tgφ_д и tgφ_т – коэффициенты реактивной мощности соответственно приводных двигателей и трансформаторов собственных нужд

Для остальных групп электропотребителей (бур. станков) расчетные Р и Q вычисляют по формулам:

Р_рг = К_сг·∑Р_дг (6)

Q _рг = Ррг·tgφ_рг (7)

Вычисления по выше приведенным формулам заносим в таблицу №3 расчета электронагрузок.

Таблица 3 Расчет электронагрузок

Потребители	Кол-во	Ном. мощность Рн; кВт Sн; кВА	Суммарная мощность ∑Рн кВт ∑Sн кВА	Ксг	сosφрг	tgφрг	Расчетная мощность	Т час	Расход электроэнергии
Ррг кВт	Qрг кВА	Wа	Wр
ЭКГ- 15 Сетевой двигатель     ТСН				0,6     0,7	0,9оп     0,7	0,49     1,0		-368			-8096
СБШ-250				0,6	0,7	1,0	579,6	579,6
СКсН - 20000					0,95	0,34
Итого					0,97			-463			-10456

Средневзвешенный коффициент мощности определяем по суточному расходу электроэнергии.

tg =W_p / W_а (8)

tg =-10456/39372 =0,265

cos = 0,97

Мероприятия по улучшению коэффициента мощности

По требованиям ПУЭ на современных мероприятиях коэффициент мощности должен быть не ниже 0,95. Полученный по расчету средне взвешенный коэффициент сosφ_ср.в = 0,97 удовлетворяет этим требованиям.

Такой высокий коэффициент мощности получен за счет применения на экскаваторах ЭКГ-15 синхронных сетевых двигателей, работающих в режиме с опережающим коэффициентом мощности.

Дополнительных мер по компенсации реактивной мощности не требуется.

Выбор силовых трансформаторов

Определяем полную расчетную мощность для выбора трансформатора СКТП

S_р = (9)

S_р = 1826/ 0,97 =1882 кВА

Пользуясь т.6.12 (л.3) принимаем для СКТП ТМ 2500/35

с S_н.тр. = 2500 кВА > S_р.тр. = 1882 кВА

Расчет электрических сетей

Схема к расчету ЛЭП

Принимаем для воздушных линий 6 кВ алюминиевые провода, расстояние между проводами 1 метр. Срок существования карьерной ВЛ не превышает 5 лет. Поэтому сечение проводов нужно выбрать по условиям нагрева, механической прочности, допустимой потери напряжения без учета экономически выгодного сечения.

Определяем расчетный ток в линии

I_расч. = S_р.тр / √ 3 ∙U_н. (10)

I_расч. = 1750 / 1,73∙6 = 168,5 А

Пользуясь т.15 (л.6) принимаем по условиям нагрева провода А-35

I_дл.доп. = 170 А.

Условие I_дл.доп. = 170 А.> I_расч. = 99,6 А выполняется.

Определяем экономически выгодное сечение по формуле

S_эк. = I_расч / Δi_эк. (11)

S_эк. = 168,5/1 = 168,5 мм²

Где Δi_эк. = 1 А/мм² – экономическая плотность тока (т.24, л .6).

Принимаем стандартное сечение провода А- 35

Определяем потерю напряжения в линии с проводами А- 35

∆U% = (12)

Где:

I_р =168,5 А -расчетный ток в линии, А;

L =1,0 км -протяженность линии от ГПП до СКТП, км

U_н- номинальное напряжение, В;

Х₀ = 0,362 Ом/км; r₀ = 0,85 Ом/км – удельное индуктивное и активное сопротивление провода. (т. 8.10, л.5)

∆U% = 100∙1,73∙1,0∙168,5∙(0,97∙0,85 +0,362∙0,23) / 6000 = 0,07 %

Т. к. условие ∆U%рас.=0,07 %<∆U%доп.=5%, выполняется, то окончательно принимаем провода марки А-35.