ОПИСАНИЕ
Исходные данные
Таблица№1 Ведомость электрических нагрузок фабрики.
| № | Наименование цеха | Кс | cosj | d, Вт/м2 | Pуст, кВт | Кате-гория |
| Столовая | 0,6 | 0,75 | II | |||
| Склад (лесотаски, пилы) | 0,7 | 0,85 | II | |||
| Цех бумажных машин № 1 | 0,8 | 0,8 | I | |||
| Трепковарка | 0,6 | 0,75 | II | |||
| Цех бумажных машин № 2 | 0,8 | 0,85 | I | |||
| Кислородный цех (насосы) | 0,8 | 0,85 | II | |||
| Цех бумажных машин № 3 | 0,8 | 0,8 | II | |||
| Дереворубка | 0,7 | 0,9 | II | |||
| Отбельный цех | 0,5 | 0,8 | II | |||
| Пожарное депо | 0,4 | 0,75 | III | |||
| лаборатория | 0,7 | 0,85 | II | |||
| Административный корпус | 0,5 | 0,8 | III | |||
| Насосная | 0,8 | 0,85 | II | |||
| Насосная (6 кв 2х400) | 0,8 | -0,9 | ||||
| Учебные мастерские | 0,6 | 0,8 | II | |||
| Варочное отделение | 0,5 | 0,7 | II | |||
| Склад | 0,4 | 0,8 | II | |||
| Ремонтно-механический цех | 0,5 | 0,8 | III | |||
| Склад | 0,6 | 0,75 | II | |||
| Автобаза | 0,5 | 0,8 | II | |||
| Кислородная станция | 0,8 | 0,85 | I | |||
| Кислородная станция (6 кв 2х315) | 0,8 | -0,9 | ||||
| Цех бумажных машин № 4 | 0,8 | 0,85 | II | |||
| Цех бумажных машин № 5 | 0,8 | 0,8 | II | |||
| Склад огнеопасных грузов | 0,3 | 0,75 | II |
Генеральный план фабрики
Рисунок 2 Генеральный план фабрики
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
2.1 Метод коэффициента спроса
Расчетный максимум, необходимый для выбора почти всех элементов системы электроснабжения: сечения проводников, трансформаторов ППЭ, отключающей аппаратуры, измерительных приборов и так далее, определяемый сначала для отдельных цехов, а затем и для всей фабрики в целом, находится по коэффициенту спроса по выражению:
(2.1.1),
где: 
расчётный максимум соответствующего цеха без учёта освещения, кВт;
коэффициент спроса соответствующего цеха.
Расчёт силовой нагрузки для цеха №13 состоящей из нагрузки выше 1000В и ниже 1000В:
кВт;
квар;
кВт;
квар.
Для остальных цехов расчёт представлен в таблице №2.
Кроме того, необходимо учесть нагрузку искусственного освещения цехов и территории фабрики.
Эта нагрузка определяется по удельной мощности освещения, по выражению:
(2.1.2),
где: F– освещаемая площадь, 
;
δ – удельная плотность осветительной нагрузки, Вт/м2,
КСО – коэффициент спроса осветительной нагрузки;
tgφ – коэффициент мощности осветительной нагрузки.
Для освещения складов и цехов используем люминесцентные лампы с cosφ=0,75 (tgφ=0,88), для территории предприятия используются дугоразрядные лампы (ДРЛ) с cosφ=0.5 и (tgφ=1,73).
Расчет освещения для цеха №1
кВт
квар
Для остальных цехов расчёт приведён в таблице № 2.
Полная нагрузка цеха напряжением до 1000В представляет собой сумму силовой и осветительной нагрузки:
(2.1.3)
Для цеха №1 
кВт,
квар.
Дальнейший расчёт нагрузок по цехам приведён в таблице № 2.
Таблица№2
| № | Рн | cosφ tgφ | Кс | Рм кВт | Qм квар | F, м2 | δ, Вт/м2 | Ксо | Ро кВт | Qо квар | Рм кВт | Qм квар | Sм кВА | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,75 0,88 | 0,6 | 36,96 | 0,9 | 10,08 | 45,83 | 52,08 | 82,79 | 97,81 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,85 0,62 | 0,7 | 173,6 | 0,9 | 30,24 | 18,75 | 310,24 | 192,35 | 365,03 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,8 0,75 | 0,8 | 0,9 | 30,24 | 22,68 | 2030,24 | 1522,6 | 2537,8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,75 0,88 | 0,6 | 211,2 | 0,9 | 10,08 | 45,83 | 250,08 | 257,03 | 358,61 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,85 0,62 | 0,8 | 1289,6 | 0,9 | 23,04 | 14,28 | 2103,04 | 1303,8 | 2474,4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,85 0,62 | 0,8 | 0,9 | 59,22 | 36,72 | 859,22 | 532,72 | 1010,9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,8 0,75 | 0,8 | 0,9 | 112,32 | 84,24 | 2192,32 | 1644,2 | 2740,4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,9 0,48 | 0,7 | 268,8 | 0,9 | 294,72 | 681,07 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,8 0,75 | 0,5 | 0,9 | 27,36 | 20,52 | 227,36 | 170,52 | 284,2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,75 0,88 | 0,4 | 19,4 | 0,9 | 10,8 | 9,5 | 42,08 | 29,34 | 51,29 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,85 0,62 | 0,7 | 65,1 | 0,9 | 6,48 | 4,02 | 111,48 | 69,12 | 131,17 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,8 0,75 | 0,5 | 37,5 | 0,9 | 15,3 | 11,47 | 65,3 | 48,97 | 81,62 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,85 0,62 | 0,8 | 148,8 | 0,9 | 7,56 | 4,69 | 247,56 | 153,49 | 291,28 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| -0,9 -0,48 | 0,8 | -460,8 | ––– | ––– | ––– | ––– | -460,8 | 1064,8 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,8 0,75 | 0,6 | 0,9 | 6,3 | 4,72 | 246,3 | 184,72 | 307,87 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,7 1,02 | 0,5 | 0,9 | 20,16 | 20,56 | 270,16 | 275,56 | 385,9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,8 0,75 | 0,4 | 0,9 | 2,7 | 2,02 | 42,7 | 32,02 | 53,37 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,8 0,75 | 0,5 | 0,9 | 25,92 | 19,44 | 85,92 | 64,44 | 107,4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,75 0,88 | 0,6 | 31,68 | 0,9 | 17,28 | 15,21 | 53,28 | 46,89 | 70,97 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,8 0,75 | 0,5 | 112,5 | 0,9 | 10,08 | 7,56 | 160,08 | 120,06 | 200,1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,85 0,62 | 0,8 | 396,8 | 0,9 | 4,32 | 2,68 | 644,32 | 399,48 | 758,11 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| -0,9 -0,48 | 0,8 | -537,6 | -537,6 | 1242,3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,85 0,62 | 0,8 | 1091,2 | 0 0,9 | 69,3 | 0 42,97 | 1829,3 | 1134,1 | 2152,37 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,8 0,75 | 0,8 | 0,9 | 74,34 | 55,75 | 2074,34 | 1555,7 | 2592,92 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,75 0,88 | 0,3 | 26,4 | 0,9 | 1,8 | 1,58 | 31,8 | 27,98 | 42,36 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Осветительная нагрузка территории
Площадь территории Fтер=130430м2,
удельная плотность освещения δтер=1 Вт/м2,
коэффициент спроса осветительной нагрузки Ксо тер=1[3]
Активная суммарная нагрузка напряжением до 1000В
Суммарная реактивная нагрузка напряжением до 1000В
.
Полная суммарная мощность напряжением до1000В
.
При определении суммарной нагрузки по фабрики в целом необходимо учесть коэффициент разновремённости максимумов Крм, значение которого равно 0,925,а также потери в силовых трансформаторах, которые еще не выбраны, по этому эти потери учитываются приближенно по ниже следующим выражениям.
Приближенные потери в трансформаторах цеховых подстанций:
Суммарная активная нагрузка напряжением выше 1000В:
Суммарная реактивная нагрузка напряжением выше 1000В:
Активная мощность предприятия:
Реактивная мощность предприятия без учёта компенсации:
Экономически обоснованная мощность, получаемая предприятием в часы максимальных нагрузок:
,
где 0,3-нормативный tgφэк для Западной Сибири и U=110кВ.
Мощность компенсирующих устройств, которую необходимо установить в системе электроснабжения предприятия:
Полная мощность предприятия, подведённая к шинам пункта приёма электроэнергии (ППЭ):
Суточный график электрических нагрузок.
| t.ч | Рзим, % | Рлетн,% | Рmax.раб,кВт | Рраб, зим. кВт | Рр.летн,кВт | Рвых,кВт |
| 15259,14 | 12512,5 | 12207,31 | 7655,035 | |||
| 15259,14 | 12359,9 | 12054,72 | 7655,035 | |||
| 15259,14 | 12207,31 | 11902,13 | 7655,035 | |||
| 15259,14 | 12207,31 | 11902,13 | 7655,035 | |||
| 15259,14 | 12207,31 | 11902,13 | 7655,035 | |||
| 15259,14 | 12207,31 | 11902,13 | 7655,035 | |||
| 15259,14 | 11902,13 | 11444,36 | 7655,035 | |||
| 15259,14 | 12665,09 | 12054,72 | 7655,035 | |||
| 15259,14 | 14496,18 | 13885,82 | 6124,28 | |||
| 15259,14 | 15259,14 | 14496,18 | 6124,28 | |||
| 15259,14 | 15259,14 | 14496,18 | 6124,28 | |||
| 15259,14 | 14496,18 | 6124,28 | ||||
| 15259,14 | 13885,82 | 6124,28 | ||||
| 15259,14 | 14496,18 | 6124,28 | ||||
| 15259,14 | 14648,77 | 14343,59 | 6124,28 | |||
| 15259,14 | 14648,77 | 6124,28 | ||||
| 15259,14 | 13733,23 | 13275,45 | 6124,28 | |||
| 15259,14 | 13428,04 | 6124,28 | ||||
| 15259,14 | 14496,18 | 13885,82 | 6124,28 | |||
| 15259,14 | 14801,37 | 7655,035 | ||||
| 15259,14 | 14496,18 | 7655,035 | ||||
| 15259,14 | 14801,37 | 14343,59 | 7655,035 | |||
| 15259,14 | 13733,23 | 13428,04 | 7655,035 | |||
| 15259,14 | 12970,27 | 12665,09 | 7655,035 |
3. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
По данным таблицы 3 построен суточный график нагрузки для рабочего дня, который представлен на рисунке 3. График нагрузки выходного дня также приведён на рисунке 3.
Рисунок 3. Суточный график электрических нагрузок
Для построения годового графика используется суточный график для рабочих и выходных дней, принимаем, что в году 127 зимних,127 летних и 111 выходных дней. Годовой график электрических нагрузок показан на рис.4.
Рисунок 4. Годовой график электрических нагрузок
Число часов использования максимальной нагрузки определяется по выражению:
, (3.1)
TMAX= 
ч.
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕНТРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Для построения картограммы нагрузок как наглядной картины территориального расположения мощностей цехов необходимы центры электрических нагрузок (ЦЭН) этих цехов. В данной работе предполагается, что ЦЭН каждого цеха находится в центре тяжести фигуры плана цеха, так как данных о расположении нагрузок в цехах нет. Нагрузки цехов представляются в виде кругов, площадь которых равна нагрузке этих цехов, а радиус определяется по выражению:
, (4.1)
где m – выбранный масштаб, кВт/мм.
Выбираем масштаб m=1,7 кВт/мм. Расчет радиусов сведён в таблицу 5.
Осветительная нагрузка на картограмме представлена в виде секторов кругов, площадь которых соотносится с площадью всего круга как мощность освещения ко всей мощности цеха до 1000 В. Углы секторов определяются по выражению
, (4.2)
Расчёт этих углов представлен в таблице 5.
Окружности без закрашенных секторов обозначают нагрузку напряжением выше 1000 В.
Координаты центра электрических нагрузок фабрики в целом определяются по выражению:
, 
(4.3),
где Рмi – активная нагрузка i-того цеха;
Xi, Yi – координаты ЦЭН i-того цеха;
n — число цехов предприятия.
Для определения ЦЭН цехов, конфигурация которых на плане отлична от прямоугольной, используется следующий алгоритм:
1. цех i разбивается на j таких частей, что каждая из них является прямоугольником;
2. по генплану определяются ЦЭН этих частей Xi,j, Yi,j и их площади Fi,j;
3. находится активная мощность, приходящаяся на единицу площади этого цеха 
;
4. определяется активная мощность, размещенная в каждой из прямоугольных частей рассматриваемого цеха Рм i,j;
5. с использованием выражения (4.3) находятся координаты ЦЭН цеха в целом.
Согласно генерального плана предприятия по вышеизложенной методике, определяются ЦЭН цеха №5, цеха №6, цеха №11, цеха №12, цеха №16, цеха №20, цеха №21 и цеха №22.
Рассмотрим расчёт для цеха №5:
1. разбиваем цех на три прямоугольные части;
2. их координаты ЦЭН равны соответственно: X5.1=97; Y5.1=202; X5.2=95; Y5.2=186; F5.1=400 м2; F5.2=1200 м2
3. удельная активная мощность цеха №5 
кВт/м2;
4. 
кВт; 
кВт;
5. 
.
Координаты ЦЭН цехов определены непосредственно при помощи генплана и сведены в таблицу 5.
Таблица 5. Картограмма электрических нагрузок
| № цеха. | Xi, мм. | yj, мм. | Рm, кВт. | Ri, мм. | Ро, кВт. | а, град. |
| 1. | 52,08 | 0,9 | 10,08 | 69,7 | ||
| 2. | 310,244,9 | 2,2 | 30,24 | 35,1 | ||
| 3. | 2030,24 | 5,6 | 30,24 | 5,4 | ||
| 4. | 250,08 | 1,9 | 10,08 | 14,5 | ||
| 5. | 95,5 | 2103,04 | 5,8 | 23,04 | ||
| 6. | 859,22 | 3,7 | 59,22 | 24,8 | ||
| 7. | 2192,32 | 5,9 | 112,32 | 18,4 | ||
| 8. | 3,1 | 31,7 | ||||
| 9. | 227,36 | 1,9 | 27,36 | 43,3 | ||
| 42,08 | 0,8 | 10,8 | 92,4 | |||
| 11. | 111,48 | 1,3 | 6,48 | |||
| 12. | 65,3 | 15,3 | 84,3 | |||
| 13. | 247,56 | 7,56 | ||||
| 14. | 246,3 | 6,3 | 9,2 | |||
| 15. 76 | 270,16 | 2,1 | 20,16 | 26,9 | ||
| 16. | 42,7 | 0,8 | 2,7 | 22,8 | ||
| 17. | 85,92 | 1,2 | 25,92 | 108,6 | ||
| 18. | 53,28 | 0,9 | 17,28 | 116,7 | ||
| 19. | 10,68 | 1,6 | 10,08 | 22,7 | ||
| 20. | 91,5 | 644,32 | 3,2 | 4,32 | 2,4 | |
| 21. | 60,5 | 34,5 | 1829,3 | 5,4 | 69,3 | 13,6 |
| 22. | 2074,34 | 5,7 | 74,34 | |||
| 23. | 31,8 | 0,7 | 1,8 | 20,4 |
Координаты центра электрических нагрузок фабрики в целом, определённые на основе данных таблицы 5 с помощью выражения (4.3):
; 
.