45
Определяется средняя реактивная мощность осветительной нагрузки
[22]:
Q
р.о.
= Р
р.о.
tg; (1.3)
где tg - коэффициент мощности, при cosφ = 0,96 tg = 0,292, тогда
Q
с.о.
= 8,3
.
0,292 = 2,4 кВАр.
Полная расчетная мощность осветительной нагрузки определяется по
формуле [11]:
(1.4)
кВА.
Полный расчетный ток осветительной нагрузки [11]:
; (1.5)
2.4. Расчет электрических нагрузок
Для оценки ожидаемых ЭН будем применять метод упорядоченных
диаграмм. Основные положения данной методики даны в «Руководящих
указаниях по расчету электрических нагрузок» (РТМ 36.18.32.4-92).
Рассмотрим подробно РП-1.
Для каждой группы однотипных потребителей электроэнергии
определяется средняя ЭН [19]:
Р
С
= n · K
ИА
· Р
НОМ
; (1.6)
Q
С
= Р
С
· tgφ, (1.7)
где Р
НОМ
– номинальная активная мощность группы однотипных
потребителей электроэнергии, кВт.
n – число однотипных потребителей электроэнергии подключенных к РП-1.
Для вентиляционной установки Р
НОМ
= 15,5 кВт, n = 3, К
ИА
= 0,17, cos
= 0,75:
S Р Q
о о ор. . р. .
.
р. .
2 2
I
S
U
о
о
н о
р. .
р. .
. .
3
46
tg = tg(acos(cos))
tg = tg(acos(0,75)) = 0,88
кВт
кВАр
Аналогично рассчитываются другие ЭН отделений, результаты расчета
сведены в таблицу 1.5.
Определяется эффективное число электроприемников: так как
, принимается
Далее определяется средневзвешенное значение коэффициента
использования по РП-1 [19]:
, (1.8)
Средневзвешенное значение tg определяется аналогично [19]:
, (1.9)
.
По полученному значению tg рассчитывается величина сos.
????????
????????
????????????????
Эффективное число электроприемников [19]
n
Э
2
HOMi
2
i HOMi
P
;
(n P )
(1.10)
n
Э
2
2 2 2
84,0
6.
3 15,5 2 13 1 11,5
Согласно РТМ расчетные мощности для системы II уровня [19]:
, (1.11)
C
P 3 0,17 15,5 7,9
C
Q 7,9 0,88 7,0
n
Ci
i1
n
Ci
i1
Q
tg
P
12,7
tg 0,89
14,3
47
где К
Р
– коэффициент, К
Р
=f(n
Э
,К
ИА
);
Для питающих сетей напряжением до 1 кВ в зависимости от n
э
[19]:
если
; (1.12)
если
Полная расчетная ЭН [19]:
. (1.13)
Расчетный ток [19]:
, (1.14)
где U
НОМ
– номинальное напряжение, кВ.
Так, для рассматриваемого РП-1 К
Р
=1,82 , тогда
кВА.
.
Аналогично вычисляются и ЭН прочих отделений, результаты расчета
сведены в таблицу 1.5.
После определения ЭН по РП можно перейти к расчету ЭН в целом по
цеху, то есть необходимо определить ЭН на СШ напряжением 0,4 кВ
цеховых ТП, которые относятся к системе III уровня.
Расчетные активная и реактивная мощности определяются по
формулам [19]:
, (1.15)
, (1.16)
При расчете ЭН по цеху в целом также требуется рассчитать остальные
параметры по вышеприведенным формулам
;
;
48
;
????
????
кВт;
кВАр.
Просуммировав расчетные мощности силовой и осветительной ЭН,
получим расчетные активную и реактивную ЭН цеха и, следовательно,
можем рассчитать полную расчетную низковольтную ЭН цеха S
Р
:
????
????
????
????
; (1.17)
???? ????
???? ????
Расчетный ток:
Также от ЦТП производственного цеха металлургического комбината
планируется подключить еще один строящийся цех, мощность
электроприемников которого составляет 200 кВт. Их расчет также сведен в
таблицу 1.5. Затем рассчитываем мощности и ток на шинах 0,4 кВ ТП.
Результаты расчетов нагрузок представлены в таблице 1.5.
139,0
tg 0,73
191,3
49
Таблица 1.5
Расчет электрических нагрузок производственного цеха металлургического комбината
Исходные данные
Средняя
мощность
Эффек
тивное
число
ЭП
n
Э
Коэффициент расчетной
Нагрузки к
р
Расчетная мощность
Расчетны
й ток
I
р
, А
по заданию
технологов
по справочным
данным
Активная Р
с
, кВт
Реактивная
Q
с
, кВАр
актив
ная
Р
р
,
кВт
реак
тив
ная
Q
р
,
кВА
р
полная
S
р
,
кВА
Наименование
характерных
категорий ЭП,
подключаемых к узлу
питания
количество
ЭП
n, шт.
номинальная
(установленная)
мощность, кВт
Коэфф.
исполь
зования
к
и
Коэффи
циент
мощно
сти
cos
tg
одного
ЭП
р
нмин
р
нмак
общая
Р
н
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
РП1
Вентиляционная
установка
3
15,5
46,5
0,17
0,75/0,88
7,9
7,0
Токарные
обрабатывающие
центры СТ25Л
2
13
26
0,17
0,70/1,02
4,4
4,5
Токарные
обрабатывающие
центры SMEC PL
1600G
1
11,5
11,5
0,17
0,84/0,65
2,0
1,3
Итого
6
11,5/15,5
84,0
0,17
0,75/0,89
14,3
12,7
6
1,82
26,0
14,0
29,5
42,6
РП2
Токарные
обрабатывающие
центры СТ25Л
1
13
13
0,17
0,70/1,02
2,2
2,3
50
Продолжение таблицы 1.5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Токарно-карусельный
обрабатывающий
центр KTM-9/12
2
29,5
59,0
0,17
0,75/0,88
10,0
8,8
Мостовой кран
1
55,0
55,0
0,35
0,82/0,70
19,3
13,4
Итого
4
13/55
127,0
0,25
0,79/0,78
31,5
24,5
4
1,69
53,2
27,0
59,7
86,1
РП3
Высокоскоростные
фрезерные
обрабатывающие
центры KT420
3
10,0
30,0
0,17
0,90/0,48
5,1
2,5
Итого
3
10/10
30,0
0,17
0,90/0,48
5,1
2,5
3
2,66
13,6
2,7
13,8
20,0
РП4
Широкоуниверсальны
й фрезерный станок
STM-T
3
30
90,0
0,17
0,89/0,51
15,3
7,8
Плоскошлифовальный
станок M7130
2
15,5
31
0,17
0,75/0,88
5,3
4,6
Листогиб WC67Y-30
5
26
130,0
0,17
0,81/0,72
22,1
16,0
Итого
10
15,5/30
251,0
0,17
0,83/0,67
42,7
28,5
10
1,55
66,1
31,3
73,2
105,6
РП5
Двухколонные
обрабатывающие
центры VTM2015
2
7,5
15,0
0,14
0,89/0,51
2,1
1,1
Круглошлифовальный
станок MME1332A
2
10
20,0
0,17
0,70/1,02
3,4
3,5
Плоскошлифовальный
станок M7130
1
15,5
15,5
0,17
0,75/0,88
2,6
2,3
Итого
5
7,5/15,5
50,5
0,16
0,76/,84
8,1
6,9
5
1,95
15,9
7,6
17,6
25,4
51
Продолжение таблицы 1.5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
РП6
Гидравлические
прессы серии Y41
1
33,0
33,0
0,17
0,75/0,88
5,6
4,9
Прецизионный
токарный автомат
XKNC-20GT
2
29,5
59,0
0,17
0,75/0,88
10,0
8,8
Горизонтально-
расточные станки
серии TX
2
28,5
57,0
0,17
0,84/,65
9,7
6,3
Станок термической /
плазменной резки с
ЧПУ серии CNCTG
2
40,0
80,0
0,17
0,83/0,67
13,6
9,1
Итого
7
28,5/40
229,0
0,17
0,80,75
38,9
29,2
7
1,73
67,3
32,1
74,6
107,7
РП7
Гильотинные
ножницы QC12Y-4
2
32,0
64,0
0,17
0,84/0,65
10,9
7,0
Ленточнопильные
станки
2
42,0
84,0
0,17
0,84/0,65
14,3
9,2
Вертикально-
сверлильный станок
Z5030
2
7,5
15,0
0,14
0,80/0,75
2,1
1,6
Гидравлические
прессы серии Y41
1
33,0
33,0
0,17
0,75/0,88
5,6
4,9
Итого
7
7,5/42
196,0
0,17
0,82/0,69
32,9
22,8
7
1,73
56,9
25,1
62,1
89,7
РП8
Станок термической /
плазменной резки с
ЧПУ серии CNCTG
1
40,0
40,0
0,17
0,83/0,67
6,8
4,6
Токарный станок с
ЧПУ СТ 16А25
1
10,0
10,0
0,17
0,90/0,48
1,7
0,8
52
Продолжение таблицы 1.5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Мостовой кран
1
55,0
55,0
0,17
0,82/0,70
9,4
6,5
Итого
3
10/55
105,0
0,17
0,83/0,67
17,9
11,92
3
2,66
47,5
13,1
49,3
71,1
Итого по цеху:
45
7,5/55
1072,5
0,18
0,81/0,73
191,3
139,0
39
0,75
143,5
104,2
177,4
256,0
Освещение
К
с.о.
сosφ/ tgφ
Р
С
,
кВт
Q
С
,
кВАр
К
п
P
Р
,
кВт
Q
Р
,
кВА
р
S
Р
,
кВА
I
Р
, А
0,85
0,96/0,292
1,2
8,3
2,4
8,6
12,0
ИТОГО:
160,4
108,9
193,9
279,8
Соседний
проектируемый цех
200
1
0,7/1,02
200
204
8
1,0
200
204
ИТОГО на 0,4 кВ ТП:
360,4
312,9
477,3
688,9
53
2.5. Выбор устройств компенсации реактивной мощности
Мощность компенсирующих устройств выбирается с учетом
требований энергетической системы. Энергосистема регламентирует
потребление реактивной мощности следующим образом: устанавливается
рекомендуемый коэффициент мощности на шинах ВН подстанции (tg
рек.
).
Согласно Приказу от 23 июня 2015 года N 380 «О Порядке расчета
значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для
отдельных энергопринимающих устройств (групп энергопринимающих
устройств) потребителей электрической энергии» максимальное значение
коэффициента реактивной мощности, потребляемой в часы больших
суточных нагрузок электрической сети Так как напряжение в точке поставки
потребителя электроэнергии (ГПП металлургического комбината) составляет
110 кВ, то tg
рек
= 0,5 [1].
Минимальная мощность компенсирующих устройств определяется по
формуле [12]:
Q
ку
Р
р
(tg
факт
– tg
рек
), (2.1)
где Р
р
– расчетная активная мощность на шинах 0,4 кВ цеховой ТП, кВт;
tg
факт
– фактический коэффициент мощности на шинах ВН до установки
компенсирующих устройств;
tg
факт
= Q
p
/ P
p
; (2.2)
tg
факт
= 312,9 / 360,4 = 0,87.
tg
рек
– рекомендуемый энергосистемой коэффициент мощности.
Q
ку
360,4 ∙ (0,87 –0,5) = 133,3 кВАр.
Принимаются к установке две конденсаторные установки УКМ-58-0,4-
100-25 УЗ, максимальной мощностью 100 кВАр и шагом регулирования 25
кВАр. Устанавливается мощность каждой батареи конденсаторов на 75
кВАр. Технические характеристики выбранных конденсаторных установок
приведены в таблице 2.1.
54
Таблица 2.1
Технические характеристики конденсаторных установок
Наименование
Мощность,
кВАр
Шаг
регулировки,
кВАр
Ток,
А
Сечение медного
питающего кабеля, мм
2
УКМ-58-0,4-100-25 УЗ
100
25
144,3
3х70
2.6. Выбор силовых трансформаторов
Трансформаторы относятся к основному оборудованию и правильный
технически и экономически обоснованный выбор их типа, числа и мощности
необходим для рационального электроснабжения электрической энергии.
Определяя число трансформаторов в трансформаторной подстанции,
необходимо учесть условие, предъявляемое к электроснабжению
электроприемников первой и второй группы надежности, которое указывает,
что для питания этих групп должно быть два независимых источника
питания, то есть необходимо применить двухтрансформаторную
подстанцию.
Номинальная мощность трансформаторов [13]
, (2.3)
где К
д.п.
– допустимый коэффициент перегрузки трансформатора, для
масляного трансформатора К
д.п.
= 1,4;
????
????
(2.4)
???? ????
Принимаются трансформаторы ТМГ–400/10/0,4 У1, номинальной
мощностью 400 кВА.