Приведение мощностей 3-фазных электроприемников к длительному режиму

 

Р_ном=Р_п- для электроприемников ДР;

Р_ном=Р_п - для электроприемников ПКР;

Р_ном=S_пcosφ - для сварочных трансформаторов ПКР;

Р_ном=S_пcosφ - для трансформаторов ДР,

где Р_п - паспортная активная мощность, кВт;

S_п - полная паспортная мощность, кВА;

ПВ - продолжительность включения.

 

Приведение 1-фазных нагрузок к условной 3-фазной мощности:

,

где P_ф.нб, P_ф.нм – мощность наиболее и наименее загруженной фазы, кВт

Определение потерь мощности в трансформаторе:

;

;

;

,

где S_нн – полная мощность на НН.

Результаты всех расчетов сведены в таблицу 3.

 

Наименование РУ и электроприемников	Нагрузка установленная	Нагрузка средняя за смену	Нагрузка максимальная
Рн, кВт	N, шт	РнΣ, кВт	Ки	cosφ	tgφ	m	Pсм, кВт	Qсм, кВАр	Sсм, кВА	nэ	Км	Км	Pм, кВт	Qм, кВАр	Sм, кВА	Iм, кА
РП1: Сверлильный станок	2,2		6,6	0,14	0,5	1,73		0,93	1,6	1,85
Наждачный станок				0,4	0,5	1,73		3,6	4,78	5,99
Итого на РП1:	5,2		15,6	0,27	0,5	1,73		4,53	6,38	7,84	-	-	1,1	14,04	8,61	6,3	0,025
ШМА1: Токарный станок	5,5		5,5	0,17	0,65	1,17		0,94	1,1	1,45
Кондиционеры	5,5		27,5	0,6	0,8	0,75		16,5	12,4	20,64
Насосные агрегаты				0,7	0,8	0,75		10,5	7,88	13,13
Щит облучательной установки				0,75	0,95	0,33		56,25	18,56	59,23
Итого на ШМА2:				0,56	0,8	0,75	>3	84,19	39,94	94,45		1,26		106,08	39,94	113,35	0,172
Осветительное оборудование:			14,4	0,85	0,95	0,33		12,24	4,04	12,89				12,24	4,04	12,89	0,02
Итого на НН:														130,36	52,59	142,74
Потери:														2,86	4,43	3,2
Итого на ВН:					0,75									133,22	54,02	145,94	0,216

Таблица 3 – Сводная ведомость нагрузок на НС

2.3 Выбор способа компенсации реактивной мощности

Т.к cos =Pmax/Smax=136,22/145,94=0,91 в связи с этим компенсация реактивной мощности будет естественной.

Естественная компенсация реактивной мощности не требует больших материальных затрат и должна проводится на предприятиях в первую очередь. К естественной компенсации относятся:- упорядочение и автоматизация технологического процесса, ведущие к выравниванию- графика нагрузки и улучшению энергетического режима оборудования (равномерное- размещение нагрузок по фазам, смещение времени обеденных перерывов отдельных цехов и участков, перевод энергоёмких крупных ЭП на работу внечасов максимума энергосистемы и, наоборот, вывод в ремонт мощных ЭП в часы максимума в энергосистемы и т.п.)- создание рациональной схемы электроснабжения за счёт уменьшения количестваступеней трансформации;- замена трансформаторов и другого электрооборудования старых конструкций нановые, более совершенные с меньшими потерями на перемагничивание;замена малозагруженных трансформаторов и двигателей трансформаторами идвигателями меньшей мощности и их полная загрузка;- применение СД вместо АД, когда это допустимо поусловиям технологического процесса;- ограничение продолжительности ХХ двигателя и сварочныхтрансформаторов, сокращение длительности и рассредоточение во время пускакрупных ЭП; - улучшение качества ремонта электродвигателей, уменьшение переходныхсопротивлений контактных соединений;- отключение при малой нагрузке (например, в ночное время, в выходные ипраздничные дни) части силовых трансформаторов.

2.4 Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанцию

Правильный выбор числа и мощности трансформаторов имеет существенное значение для рационального построения системы электроснабжения.

Исходя из суточного графика электрических нагрузок предприятий автомобильной отрасли промышленности:

Максимальная активная мощность - Р_max=100%;

Минимальная активная мощность- P_min=66%;

Максимальная реактивная мощность -Q_max=52%;

Минимальная реактивная мощность- Q_min=21%;

Время работы при использовании максимальной мощности - t_max=3 ч;

Средняя активная мощность в % - Рср=(100+66)/2=83%

Средняя реактивная мощность в % - Qср =(52+21)/2=37%

Средняя активная мощность в кВт –Рср=(133,22·83)/100=110,57 кВт

Средняя реактивная мощность в кВАр– Qср (54·37)/100=19,99 кВАр

Средняя полная мощность - кВА -замазать

Коэффициент заполнения графика -

Коэффициент допустимой перегрузки К_д.п.=1,14

Номинальная мощность трансформатора

Выбираем трансформатор с ближайшей стандартной мощностью – ТМ 160/10-0,4

Выполняем проверку на перегрузку:

Трансформатор должен соответствовать условию 1,4·S_н ≥ S_max

Коэффициент загрузки –К.з 145.94/160=0,46 %

1,4·160=224; 224>145,94

Трансформатор ТМ 160/10-0,4 подходит по перегрузочной способности, в связи с чем для питания подстанции выбираем 2 трансформатора данного типа.

Расчет питающей линии

Сечение проводов линий электропередачи должно быть таким, чтобы провода не перегревались при любой нагрузке в нормальном рабочем режиме, потеря напряжения в линиях не превышала установленные пределы, а плотность тока в проводах соответствовала экономической.

Первое из этих условий записывается в виде

I_р=S_р/( U_н) I_доп,

т.е. рабочий ток, передаваемый по линии в нормальном режиме, не должен превышать допустимый по ПУЭ для данного провода ток нагрузки.

Исходя из этого выражения, для выбора площади сечения провода или кабеля необходимо определить наибольший расчетный ток получасового максимума I_р и по нему подобрать нужную площадь сечения по справочнику.

Второе условие, которому должно удовлетворять выбранное сечение проводника,- непревышение допустимой потери напряжения в линии. Если потеря напряжения в линии слишком велика, то с ростом тока нагрузки значительно снижается напряжение в конце линии, т.е. у приемников. Из-за этого резко падает вращающий момент на валах двигателей, снижается световой поток электроламп, уменьшается производительность электротехнических установок.

Потеря напряжения зависит от активного r₀ и индуктивного х₀ сопротивлений линии, а также длины линии l

(r₀∙cos φ_ср + х₀∙sin φ_ср ).

Допустимая величина потери напряжения

- от -5% до +5%- для силовых электроприемников,

- от -2,5% до +5% - для осветительных электроприемников.

При выборе проводов или кабелей для временных высоковольтных электросетей по справочнику подбирают ближайшую стандартную площадь сечения, причем определяющим служит большее из этих двух расчетных сечений. Если же данная линия напряжением выше 1000В строится для постоянной, а не для временной электросети (т.е. сооружается на срок не менее 6 лет), то площадь сечения проводов, выбранная по двум указанным условиям, должна быть проверена по экономической плотности тока j_эк.

Таким образом, для линий постоянной электросети требуется выполнение третьего условия: выбираемая площадь сечения должна быть близка к экономической площади сечения провода, определяемой по формуле

F_эк = I_р/j_эк,

где j_эк - экономическая плотность тока, А/мм².

Определим расчетный ток: I_max = S_мах/ (U_ном ) = 143,94/ (10 ) =8,43А

Определим экономическую площадь сечения провода: s_эк = I_л / j_эк. = 8,43/1,7 = 4,68 мм²

Выбираем ближайшие стандартные сечения: S₁=16 мм²; S₂=10 мм²

Определим активные и индуктивные сопротивления для обоих сечений: r₀₁=1,2 ом/км; r₀₂=1,84 ом/км; x_01,02=0,11 ом/км

Определим потери напряжения для S₁=16 мм²:

ΔU = · I_л · ℓ · (r₀ · cosφ + x₀ · sinφ) = · 14,6 · 15· (1,84 · 0,75 + 0,11· 1.38) = 323,46 кВт

Определим фактическое напряжение: U_ф=10000-323,46=9667 В

Определим потери напряжения в %: ΔU_% = (U_Ф – ΔUн/Uн)· 100_% = (10000 – 9667/10000)·100_% =3,23

Определим потери напряжения для S₁=10 мм²

ΔU = · I_л · ℓ · (r₀ · cosφ + x₀ · sinφ) = · 14,6 · 15· (1,2 · 0,75 + 0,11· 1.38) = 218,3 кВт

Определим фактическое напряжение: U_ф=10000-218=9780 В

Определим потери напряжения в %: ΔU_% = (U_Ф – ΔUн/Uн)· 100_% = (10000 – 9780/10000)·100_% =2,2

 

Так как потери напряжения не превышают 5%, для кабельной линии выбираем кабель с бумажной изоляцией и медными жилами марки ААБ с сечением 10 мм².