VADIM_1 (Расчет нагрузок с помощью ЭВМ)

F= 60*24=1440м^{2 -} площадь цеха.

Росв=19*60*24=27,36 квт.

__________

Spi = Ppi²+Qpi²

Расчетные нагрузки всех потребителей складываются. Результаты расчета электрических нагрузок цеха сведены в таблицу 2.1.

Spi

Ipi= 

3*Uн

In=Ip+Inycк наиб (много электроприемников).

1n=Iр-1н наиб +1пуск наиб(мало приемников),

-где In- пиковый ток.

I пуск наиб - пусковой ток наибольшего по мощности двигателя;

In наиб - номинальный ток наибольшего по мощности двигателя;

1р - расчетный ток двигателя;

1пуск наиб = 5*1н наиб.

2.2. Расчет электрических нагрузок фабрики.

В практике проектирования систем электроснабжения сетей до 1000 В и выше применяют различные методы определения электрических

нагрузок.

Расчет электрических нагрузок фабрики произведем по установленной мощности и коэффициенту спроса, так как определение расчетной силовой магрузки, по этому методу является приближенным и поэтому его применение рекомендуется для предварительных расчетов и определение электрических нагрузок.

Расчетную нагрузку однофазных по режиму работы приемников определяют но формуле:

Рр = Кс,а * Рном; (2.5)

Qp=Pp*tg; (2.6)

________

Sр= Pp²+Qp²;

Где Кc,a коэффициент спроса по активной мощности, принят по Taблице 22 [2];

Рн м - номинальная (установленная) мощность электроприемника,

кВ .

tg - соответствует cos данной группы приемников, взят из табл.22 [2]

Sp полная мощность, кВа.

Пример расчета нагрузок для насосной станции 1 подъема:

Рр =194*0,9 =174,6 кВт;

Qp= 174,6*0,75 == 130,9 кВар;

_____________

Sp= l30,95² +174,6² =218,2кВа.

Расчетные нагрузки для остальных приемников электрической энергии рассчитываются аналогичным образом, поэтому сведены в таблицу 2.3

После расчета нагрузок приемников электрической энергии рассчитываются потери в цеховых трансформаторных подстанциях (ТП). Потери активной и реактивной энергии в цеховых ТП принимаются 2% и 10% (сooтветственно) от полной нагрузки всех цехов напряжением до 1000В.

Потери в цеховых ТП составляют:

Р= 0,02*2667 = 53,34 кВт;

Q= 0,1*2667 = 266,7 кВар;

После расчета электрических нагрузок электроприемников напряжением до 1000В и расчета электрических нагрузок электроприемников на­пряжением выше 1000В их суммируют с учетом коэффициента разновременности максимумов нагрузки отдельных групп. Значение коэффициенты разновременности максимумов нагрузки можно приближенно принимать равным 0,9 [6].

Сумарная полная нагрузка по фабрике с учетом коэффициента раз-новременности максимума:

__________________________

Sp= (Рр +Pp)² + (Qp^ +Qp)² * Кр. м. (2.7)

Где Рр расчетная активная мощность приемника электрической энергии напряжением до 1000В, кВт;

Qp - расчетная реактивная мощность приемника электрической энергии напряжением до 1000В, кВар;

Pp - расчетная активная мощность приемника электрической энергии напряжением выше 1000В, кВт;

Qp расчетная реактивная мощность приемника электрической энергии напряжением выше 1000В,кВар;

Кр. м = 0,9 - коэффициент разновременности максимумов нагрузки из [6].

________________

Sp = (4415,2)²+(2815,42)² *0,9 = 4712,8².

После расчета электрических нагрузок фабрики составляется сводная таблица (2.3) электрических нагрузок отдельных приемников электрической энергии.

2.3. Расчет электрических нагрузок с применением ЭВМ.

Расчет электрических нагрузок - одна из тех операций, которые наиболее легко поддаются автоматизации с помощью ЭВМ. Предложено несколько алгоритмов и программ машинного расчета электрических нагрузок, однако наиболее простым является алгоритм расчета трехфазных электрических нагрузок, разработанный мной.

В основу этого алгоритма положен метод упорядоченных диаграмм. Особенность алгоритма заключается в том, что он позволяет за один прием определить расчетные нагрузки для любого количества элементов цеховой электрической сети (ЦЭС) с неограниченным количеством приемников электроэнергии. Алгоритм разработан с учетом иерархичности структуры цеховых сетей и реализуется на ЭВМ любою класса.

Исходная информация для расчета электрических нагрузок накапливается а специальном оперативном массиве Н, число строк которого равно количеству ступеней распределения электроэнергии. Максимальное количество ступеней распределения электроэнергии ( трансформаторы, шинопроводы, магистрали, силовые распре­делительные пункты) определяются конкретной программой и в данном случае принято равным 10. Количество столбцов принято равным шести, что вытекает из сущности метода упорядоченных диаграмм.

IIо каждому приемнику электроэнергии с переменным графиком нагрузки (с коэффициентом использования Ки<0,6) для всех ступеней ЦЭС, через которые он получает питание, в столбцах соответственно накапливаются данные номинальная мощность Рном, квадрат номинальной мощности Рном², средние активные Рср и реактивные Qcp нагрузки. По каждому приемнику электроэнергии с практически постоянным графикомнагрузки (Ки>=0,6) - средние активные Рср и реактивные Qcp нагрузки.

Вводить необходимо следующие показатели по порядку :

1.Количество приемников (общее).

2.Ступень.

3.Группа.

4.Количество однотипных приемников.

5.Рном одного приемника.

6.К(и) - коэффицент использования.

7.tg . - тангенс  .

Результаты расчета для примеров находятся в приложении.

2.4. Выбор числа, мощности и расположения цеховых трансформаторных подстанций низковольтной сети.

Число трансформаторов выбирается в зависимости от условий окружающей среды, мощности потребителей, категорийности и режима работы приемников электроэнергии. Мощность цеховых трансформаторов в нормальных условиях должна обеспечивать питание всех приемников промышленных предприятий. Так как в цехе имеются потребители разных категорий надежности, требуется определить коэффициент загрузки трансформаторов средневзвешенный, по которому будет определятся число трансформаторов:

Кз_I*Pp_I+Кз_II*Pр_II+Кз_III*Рр_III'

Kзсв= ; (2.8)

Рр_I+Рр_II+Рр_III Pp_I

Рр_I - мощность потребителей 1 категории (60%);

Pp_II - 40%- мощность потребителей 2 категории;

Pp_III - мощность потребителей 3 категории;

KзI =0,7коэффициент загрузки трансформаторов 1 категории;

KзII =0,85 коэффициент загрузки трансформаторов 2 категории;

KзIII=0 коэффициент загрузки трансформаторов 3 категории.

Номинальная мощность трансформаторов определяется по удельной плотности нагрузки:

0.7*60+0.85*40

Кз св = ;

60+40

Принимаю номинальную мощность трансформатора Sнэ=160 квА. Определяем число трансформаторов, требующихся для передачи полной мощности потребителям:

Sp 346.81

 =  =  =0.24; (2.9)

F 1440

Принимаю 3 трансформатора мощностью по 160 квА ТСЗ - 160/10. Так помещение пожароопасное, то в цехе целесообразно применение cyxoго трансформатора.

2.5. Выбор числа, мощности и расположения цеховых трансформаторных подстанций высоковольтной сети.

Минимально возможное число тансформаторов:

Рр

Nmin= —————— + N (2.11)

Кзсв*Sнэ

где Pр расчетная активная низковольтная нагрузка, кВт из табл.31

Кз.св =0,7 - средневзвешенный коэффициент загрузки, из [6].

N - добавка до целого числа.

Sн.э =- 630 кВа - эффективная мощность трансформаторов при удельной плотности нагрузки до 0,2 кB*A/м²,из [6]

2250.6

Nmin = -——— = 5,1 + 0,9 = 6 трансформаторов;

0.7*630

Экономически оптимальное число трансформаторов:

Noпt = Nmin + m; (2.12)

Где m дополнительно установленные трансформаторы, принимается по рис.4-6[6]

Noпt=6+0=6 трансформаторов.

Максимальная реактивная мощность, которую целесообразно передать через трансформаторы:

_________________________________

Qmx₁m = (Noon * Кзсв * Suum)² - Pp²; (2.13)

__________________

Qmx₁m = (6*0,7*630)²-2250,6² =1391,44 кВар;

Суммарная мощность конденсаторных батарей на напряжение до 1000В:

Qнк₁=Qp - Qmax₁m; (2.14)

где Qp - расчетная реактивная мощность приемника электричеcкой энергии без учета потерь в трансформаторах из табл.31

Qнк₁ =1262 -1391,44 = 129,4Квар;

Так как расчете Qнк  0, тo установка батарей конденсаторов при выборе оптимального числа трансформатров не требуется.

Определяг коэффициент загрузки трансформаторов:

Sр

Кз= ; (2.15)

Nsном,т

Sp --полная низковольтная нагрузка из таб. кВа;

n - количество устанавливаемых трансформаторов;

S ном,т номинальная мощность трансформаторов, кВа;

Пример расчета коэффициента загрузки Кз для фабрики:

1758,75

Кз = ------------ = 0.7;

4*630

Принимаем к установке на фабрике, а именно, в цехе рудоподготовки и цехе обогащения четыре трансформатора, по два в каждом цеху, марки ТМ 630/6.

Паспортные данные трансформаторов взяты из табл:

Ubh 6кВ Ixx = 2%

Uhh = 0,4кВ; Раз = 7,6кВт

Рхх = 1,42кВ;

Uкк = 5,5 %;.

Результаты выбора трансформаторов для остальных приемников электрической энергии и расчета коэффициента загрузки производится аналогично и сведен в табл .2.4

3 ВЫБОР СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХОВ.

3.1 Выбор схемы и расчет низковольтной цеховой сети.

Так как мощность потребителей большая и присутствуют потребили 1 категории, то потребители запитываются с шин трансформатора. В цехе принимаю радиальную схему электроснабжения с одной трансформаторной подстанцией, включающей в себя два трансформатора. Так как помещение пожароопасное, то питающие про­водики выбираю типа АПРТО, проводники прокладываются в стальных трубах. Выбор питающих проводников по экономической плотности не производится, так как выбранное сечение проводов и жил кабелей в 2-3 раза превышают выбранные по нагреву расчетным током. В нормальном и аварийном режимах питающие линии должны удовлетворять условиям:

Кпр*Iдоп1  Io; (3.1)

Кпр*Кпер*Iдоп I ав; (3.2)

где Кпр коэффициент, учитывющий особенности прокладки;

Кпр=1 - если прокладывается 1 кабель;

Кпр=0,9- если прокладывается 2 кабеля;

Iдоп - длительно допустимый ток выбранного проводника;

Io номинальный ток;

Кпер = 1,3- коэффициент перегрузки;

Iaв - аварийный ток.