151465 (Електромережі та електрообладнання), страница 2

Розділ 2. Розрахунок електричних навантажень підприємства і побудова графіків навантажень

2.1. Розрахунок електричних навантажень підприємства

Розрізняють такі методи визначення розрахункового навантаження:

1. Метод впорядкованих діаграм:

Цей метод є основним при розрахунку навантажень. Його застосування можливе, якщо відомі одиничні потужності ЕП, їх кількість і технологічне призначення. Розрахунок виконується по вузлам живлення системи електронавантаження в слідую чому порядку:

Приймачі поділяють на характерні технологічні групи для яких з довідників знаходять значення Кв і cos φ.

Для кожної технологічної групи розраховують середню активну і реактивну потужності:

Q сер = Р сер tg φ

По вузлу живлення визначають: загальну кількість приймачів, їх сумарну

установлену потужність, сумарну середню активну і реактивну потужності.

Знаходять значення групового коефіцієнта використання. Розраховують ефективне число приймачів.

По кривим в довіднику знаходять значення коефіцієнта максимуму. Визначають розрахункову активну потужність:

Р_м = К_м · Р_сер

розрахункову реактивну потужність приймаємо Q_м=Q _сер (якщо n_е ≤ 10, то Q_м=1,1·Q_сер)

Вираховують розрахункові: повну і струм:

2. Метод питомого споживання електроенергії на одиницю продукції:

Використовують в тому випадку, коли відоме призначення підприємства, кількість продукції яку воно випускає за рік, режим роботи підприємства і норми питомих витрат електроенергії.

Середня потужність за mах завантажену зміну визначається за формулою:

[1] с.40

Т_р - річне число часів роботи підприємства;

ά- коефіцієнт змінності по використанню електроенергії (в довідниках);

М_р - річне число одиниць продукції;

ώ_о - питомі витрати електроенергії на одиницю продукції (в довідниках).

3. Метод коефіцієнта попиту:

Метод використовується для визначення розрахункового навантаження груп електроприймачів, цехів або підприємств, якщо є дані про цей коефіцієнт. Розрахункова максимальна активна потужність обчислюється для кожної групи приймачів за формулою:

; [1] с.41

P_м - максимальна розрахункова потужність;

Р_у- установлена потужність;

К_п- коефіцієнт попиту;

Реактивне розрахункове навантаження визначається за формулою:

;[1] с.41

Де tg - тангенс кута зсуву фаз між активною і реактивною потужністю.

Повне навантаження по вузлу (цеху, підприємству) знаходять за формулою:

; [1] с.41

4. Метод питомої потужності на одиницю виробничої площі:

Навантаження визначається по цеху в цілому за умови її рівномірного розподілу за всією його площею. Даний метод використовується для орієнтовних розрахунків за відсутності даних про розміщене в цеху електроустаткування.

Розрахункове середнє навантаження по цеху визначається по формулі:

; [1] с.40

де р₀ - питома густина навантаження на одиницю площі, Вт/м²;

F - виробнича площа, м².

Щоб розрахувати електричне навантаження підприємства, застосовуємо метод питомої потужності на одиницю виробничої площі, виходячи з даних на курсове проектування.

Розрахункове навантаження по кожному з цехів беремо з літератури:

а)Плавильний цех:P₀=230 Вт/м²

б)Механічний цех:P₀=200 Вт/м²

в)Збиральний цех:P₀=200 Вт/м²

г)Термічний цех:P₀=300 Вт/м²

д)Допоміжний цех:P₀=260 Вт/м²

є)Цех металоконструкцій:P₀=350 Вт/м²

е)Інструментальний цех:P₀=50 Вт/м²

А також обчислюємо площі кожного з цехів:

F₁=200×36=7200 м²

F₂=180×26=4680 м²

F₃=160×30=4800 м²

F₄=180×42=7560 м²

F₅=200×30=6000 м²

F₆=220×26=5720 м²

F₇=120×30=3600 м²

Визначаємо розрахункове навантаження підприємства за формулою:

P_р=(230·7200)+(200·4680)+(200·4800)+(300·7650)+(260·6000)+(350·5720)+(50· 3600)=

=1656000+936000+960000+2268000+1560000+2002000+180000=9582000 Вт=9582 кВт=9,582 МВт.

2.2. Побудова графіків електронавантажень

Для розрахунків і економічної експлуатації джерел живлення і мереж користуються типовим добовим і річним графіками навантаження, які характерні для деяких галузей промисловості. Ці графіки показують характер зміни навантаження властивий підприємству даної галузі промисловості, знаючи який можна в процесі експлуатації здійснювати найбільш економічний режим роботи електричних установок, підготовити зупинку потрібної кількості агрегатів джерела живлення при знижені навантаження або навпаки вводити резервні агрегати при збільшенні споживання енергії, планувати терміни ремонту ел.обладнання та ін.

Розрізняють два основні види графіків: добовий і річний.

На добовому графіку відкладають зміну навантаження за часом t і втрати потужності в лініях і трансформаторах Р. Площа, обмежена графіком, відповідає добовій витраті електроенергії. Середнє навантаження визначається по графіку як:

Річний графік складається на основі характерних добових графіків за зимову і літню добу. Зміна навантаження на річному графіку позначається в порядку убування в часі.

Для побудови річного графіка значення кожної з ординат взяте із добового графіка починаючи з максимального значення множиться на річне число діб. В результаті отримуємо постійно зменшуючуся ламану лінію від максимального значення ординати (Р_max) до мінімального значення (Р_min).

За допомогою графіків навантаження можна визначити кількість електроенергії яка споживається або відпускається, величину максимального навантаження а також середню потужність, добову або річну.

По розрахунковому максимуму навантаження Р_р можна перевести типовий графік в % в графік навантаження даного промислового підприємства.

Розрахунок ординат потужності для добового графіка визначають за формулою:

Р_ст - потужність графіка у визначений час доби;

n% - ордината, яка відповідає ступені типового графіка %;

Р_р – максимальна потужність, МВт.

Розраховуємо активну, реактивну і повну потужність для добового графіка навантаження.

Розрахункове навантаження підприємства 9582 кВт.

Знаходимо активну потужність за формулою:

Р_0-5= =7665,6 кВт

Р_5-9= =7953,06 кВт

Р_9-15= =9007,08 кВт

Р_15-18= =7953,06 кВт

Р_18-21= =9582 кВт

Р_21-23= =8623,8 кВт

Р_23-24= =7665,6 кВт

Знаходимо реактивну потужність за формулою:

Q_t0-tn=

Q_0-5= =7953,06 кВар

Q_5-9= =8432,16 кВар

Q_9-15= =9198,72 кВар

Q_15-18= =8623,8 кВар

Q_18-21= =9582 кВар

Q_21-23= =9007,08 кВар

Q_23-24= =8432,16 кВар

Знаходимо повну потужність за формулою:

S_0-5= =11045,9 кВ·А

S_5-9= =11591,1 кВ·А

S_9-15= =12874,1 кВ·А

S_15-18= =11731,2 кВ·А

S_18-21= =13550,9 кВ·А

S_21-23= =12469,8 кВ·А

S_23-24= =11395,7 кВ·А

Розраховуємо ординати активної потужності для побудови річного графіка за формулою:

P₁=9582 кВт t₁=365·3=1095 год

P₂=9007,08 кВт t₁=365·6=2190 год

P₃=8623,8 кВт t₁=365·2=730 год

P₄=7953,06 кВт t₁=365·7=2555 год

P₅=7665,6 кВт t₁=365·6=2190 год

Розраховуємо ординати реактивної потужності для побудови річного графіка:

Q₁=9582 кВар t₁=365·3=1095 год

Q₂=9198,72 кВар t₁=365·6=2190 год

Q₃=9007,08 кВар t₁=365·2=730 год

Q₄=8623,8 кВар t₁=365·3=1095 год

Q₅=8432,16 кВар t₁=365·5=1825год

Q₆=7953,06 кВар t₁=365·5=1825 год

Розраховуємо ординати повної потужності для побудови річного графіка:

S₁=13550,9 кВ·А t₁=365·3=1095 год

S₂=12874,1 кВ·А t₁=365·6=2190 год

S₃=12469,8 кВ·А t₁=365·2=730 год

S₄=11731,2 кВ·А t₁=365·3=1095 год

S₅=11591,1 кВ·А t₁=365·4=1460 год

S₆=11395,7 кВ·А t₁=365·1=365 год

S₇=11045,9 кВ·А t₁=365·5=1825год

Розділ 3. Складання картограми навантажень. Визначення місця розташування головної підстанції. Вибір схем розподілу і величин напруг живлячої і розподільчої мережі

3.1. Складання картограми навантажень

При проектуванні СЕП підприємств різних галузей промисловості розробляють генеральний план підприємства на який наносяться всі виробничі цехи і окремі потужні ЕП, розміщені на території підприємства. На генеральному плані вказуються розрахункові потужності цехів і всього підприємства. Для того щоб знайти найбільш вигідний варіант розміщення понижуючих підстанцій і джерел живлення складають картограму навантажень.

Картограма навантажень являє собою розміщені на картограмі площі обмежені колами, які у вибраному масштабі відповідають розрахунковим навантаженням цехів.

Картограма навантажень дозволяє встановити найвигідніше місце розташування розподільних або цехових ТП і максимально скоротити протяжність розподільних мереж.

Для розрахунку радіуса кола користуємося формулою:

; [17] с.237

Де: m – масштаб для визначення площі кола;

r_i – радіус кола

Р_і – потужність електронавантажень 1-го цеху.

Для побудови генерального плану вибираємо масштаб 1 ÷ 2000=0,0005

Розміри цехів у масштабі:

200000×36000=200×18; Р₁=1656 кВт

180000×26000=90×13; Р₂=936 кВт

160000×30000=80×15; Р₃=960 кВт

180000×42000=90×21; Р₄=2268 кВт

200000×30000=100×15; Р₅=1560 кВт

220000×26000=110×13; Р₆=2002 кВт

120000×30000=60×15; Р₇=180 кВт

Визначаємо радіус електронавантажень кожного цеху за формулою: