36
Расчет максимальной нагрузки механического цеха производится с
помощью выражения:
Р
м
= Р
н
· К
с
=850·0,5=425 кВт,
Q
м
=Р
м
· tg =425·1,33=566,67 кВАр,
где К
с
– коэффициент спроса;
Р
н
–
установленная мощность цеха, кВт.
Расчет осветительной нагрузки:
Осветительную нагрузку определяем методом удельной плотности на
единицу производственной площади (Р
уд.о ,
В
т
/м
2
).
Р
н.о
=F · Р
уд.о
·10
-3
,
где F – площадь цеха (м
2
)
Р
н.о
=3388,2·14,3·10
-3
=48,45 кВт
Расчетный максимум нагрузки:
Р
м.о
= Р
н.о
· К
с.о
=48,45 ·0,95=46,03 кВт
Q
м.о
= Р
м.о
· tg =46,03 · 0,33=15,13 кВАр,
где К
с.о
– коэффициент спроса осветительных электроприемников
В настоящее время используются газоразрядные лампы, для которых
cos=0.85÷0.98, так как они имеют встроенные пускорегулирующие
устройства, содержащие конденсаторы, компенсирующие реактивную
мощность.
Расчет максимальной нагрузки до 1 кВ:
кВА
QQ
РР
S
мом
мом
м
46,10467
)56,2039,6318()39,6255,7561(
)(
)(
22
2
2
Расчет электрических нагрузок напряжением выше 1 кВ произведем на
примере компрессорной станции (6кВ).
В компрессорной находятся 3 двигателей общей номинальной
мощностью 1500 кВт, 1 СД с установленной мощностью 500 кВт работает в
режиме перевозбуждения, и 2 АД мощностью по 500 кВт.
Расчет для двигателей компрессорной:
37
Для асинхронных двигателей:
Р
м
=Р
н
· К
с
,
tgРн
Q
м
*
,
Р
м
=500
· 0,7=350 кВт
5.16948.0*500
Q
м
кВ
Для синхронных двигателей:
Р
м
=Р
н
· К
с
tg
Р
Q
н
м
м
,
где α
м
- перегрузочный коэффициент по реактивной мощности:
α
м
=1,33 (при β(К
с
)=0,7)
η – коэффициент полезного действия (КПД)
Р
м
=500•0,7=350 кВт.
93,0
48,050033,1
Q
м
= - 336,19 кВ.
Все расчеты сведены в таблицу 2.1.
Полная нагрузка составляет:
кВА
QQ
РР
S
кВUкВU
кВUкВU
м
77.12259
)35.6552(
)9.10361(
)(
)(
2
2
11
2
11
2
Расчет нагрузок остальных цехов производим аналогичным образом.
Результаты расчетов сводим в таблицу 5.
38
Таблица 5
Расчет электрических нагрузок
Наименование цеха
Силовая нагрузка
Силовая и осветительная
нагрузка
P
Kc
COS
Tg
Pp
Qp
Pp+Poc
Qp+Qpo
Sp
Нагрузка ниже 1 кВ
Нагрузка ниже 1 кВ
Нагрузка ниже 1 кВ
1
Инструментальный
850
0,50
0,60
1,33
425
566,67
471,03
581,80
748,57
2
Сушильный цех
1100
0,75
0,85
0,62
825
511,29
862,49
523,61
1008,99
3
Механический цех
3200
0,80
0,85
0,62
2560
1586,55
2599,91
1599,66
3052,62
4
Насосная
1580
0,75
0,80
0,75
1185
888,75
1210,79
897,23
1506,99
5
Компрессорная
420
0,70
0,80
0,75
294
220,50
315,87
227,69
389,38
6
Сборочный цех
1350
0,35
0,65
1,17
472,5
552,41
612,36
598,38
856,18
7
Столярный цех
1800
0,35
0,65
1,17
630
736,55
769,86
782,52
1097,73
8
Штамповочный цех
1250
0,60
0,70
1,02
750
765,15
839,16
794,46
1155,57
9
Мебельный цех
780
0,35
0,65
1,17
273
319,17
299,41
327,85
444,00
10
Заводоупр., столов.
420
0,35
0,65
1,17
147
171,86
180,52
182,88
256,97
11
Освещение территории
25,49
6,39
26,28
12
Итого
12750
7561,5
6318,90
8186,89
6522,47
10467,46
Нагрузка выше 1кВ.
Нагрузка выше 1кВ.
Нагрузка выше 1кВ.
13
Компрессорная
500
0,70
0,90
0,48
350
-336,19
350,000
-336,194
485,311
1000
0,70
0,90
0,48
700
339,03
700,000
339,025
777,778
14
Насосная
500
0,75
0,90
0,48
375
-336,19
375,000
-336,194
503,638
1000
0,75
0,90
0,48
750
363,24
750,000
363,242
833,333
16
Итого
2175,000
29,878
2175,205
17
Всего
10361,885
6552,347
12259,768
Наименование цеха
Осветительная нагрузка
F
Pуд.oc
Kc
Руст
COS
Tg
Ppo
Qpo
Нагрузка ниже 1 кВ
Нагрузка ниже 1 кВ
1
Инструментальный
3388,2
14,3
0,95
48,45
0,95
0,33
46,03
15,13
2
Сушильный цех
2529,7
15,6
0,95
39,46
0,95
0,33
37,49
12,32
3
Механический цех
3388,2
12,4
0,95
42,01
0,95
0,33
39,91
13,12
4
Насосная
2261,9
12,0
0,95
27,14
0,95
0,33
25,79
8,48
5
Компрессорная
2529,7
9,1
0,95
23,02
0,95
0,33
21,87
7,19
6
Сборочный цех
10295,1
14,3
0,95
147,22
0,95
0,33
139,86
45,97
7
Столярный цех
10295,1
14,3
0,95
147,22
0,95
0,33
139,86
45,97
8
Штамповочный цех
6951,9
13,5
0,95
93,85
0,95
0,33
89,16
29,30
9
Мебельный цех
1944,1
14,3
0,95
27,80
0,95
0,33
26,41
8,68
10
Заводоупр.,столов.
2261,9
15,6
0,95
35,29
0,95
0,33
33,52
11,02
11
Освещение территории
159316
0,16
1,00
25,49
0,97
0,25
25,49
6,39
12
Итого
625,39
203,56
Нагрузка выше 1кВ.
Нагрузка выше 1кВ.
13
Компрессорная
1*СДН15-26-16У3 Рн=500
2*А312-41-4У4 Рн=500
14
Насосная
1*СДН15-26-16У3 Рн=500
2*А312-41-4У4 Рн=500
39
2
'
2
''
..1064,0
..1064,0
ззм
мртероммэ
мртероммэ
QРS
КQQQQ
КРРРР
По результатам расчетов нагрузок можно сделать вывод: двигательная
нагрузка (6 кВ) составляет 20,9% от всей нагрузки предприятия, а
осветительная 7,6% от низковольтной нагрузки.
При определении максимальной нагрузки по фабрике в целом,
необходимо учесть коэффициент разновременности максимумов (к
м
=0,95), а
так же потери в силовых трансформаторах цехов. Потери в цеховых ТП Р
т
и
Q
т
учитываются по суммарным значениям нагрузок до 1000 В.
Мощность, необходимая для освещения территории фабрики,
рассчитывается следующим образом.
Площадь территории:
Sтер. = S
З
-S
Ц
,
где S
З
- площадь завода; S
Ц
- суммарная площадь всех цехов.
Sтер. = 185194,61 – 92269,751= 92924,86 м
2
.
Определяем мощность, расходуемую на освещение территории фабрики:
Р
о.тер
= S
тер
· К
с.о.тер.
·
тер
где S
тер
– площадь территории;
К
с.о.тер
–коэффициент спроса осветительной нагрузки, равен 1;
тер
- удельная плотность осветительной нагрузки территории равен 1.
Р
о.тер
= 94034,71· 1
.
1 = 92,924кВт
Q
о.тер
= Р
о.тер.
· tg
о.тер
,
Q
о.тер
= 92,924∙ 0,48 = 44,601 кВ
Определим полную мощность:
К
рм
= 0,95 – коэффициент равномерности максимума.
356,1326895,0)6,4456,400653,9915(
РЗ
Q
кВ.
94,25019356,13268999,21211
22
РЗ
S
кВА.
40
2.3 Анализ нерационального использования энергоресурсов на
предприятии
В целом потребляемое количество электроэнергии за год определяется,
как:
латраосвасагода
ЭЭЭЭЭ
.....
,
лртрросврсргодр
ЭЭЭЭЭ
.....
,
где
годргода
ЭЭ
..
,
- активная и реактивная электроэнергия, потребляемая
за год;
срса
ЭЭ
..
,
- активная и реактивная электроэнергия, потребляемая
силовыми потребителями в год;
освросва
ЭЭ
..
,
- активная и реактивная электроэнергия, потребляемая
осветительными установками;
трртра
ЭЭ
..
,
- величина потерь активной и реактивной электроэнергии
для трансформаторов;
лрла
ЭЭ
..
,
- величина потерь активной и реактивной электроэнергии
для линий передач.
Электроэнергия, потребляемая силовыми потребителями:
maxmax.
TРЭ
са
,
maxmax.
TQЭ
ср
,
где
max
T
- число часов максимума нагрузки в год,
4280
.max
с
T
ч/год.
,4,2074428067,484
.
чМВтЭ
са
.05,1525428032,356
.
чМВтЭ
ср
Электроэнергия, потребляемая осветительными установками:
освосвосва
TРЭ
.max.max.
,
освосвосвр
TQЭ
.max.max.
,
41
где
осв
T
.max
- число часов использования наибольшей нагрузки для
освещения в год,
2250
.max
с
T
ч/год.
,7,11022502,49
.
чМВтЭ
осва
.15,14722504,65
.
чМВтЭ
освр
Потери электроэнергии для трансформаторов:
потКЗХтра
ТРkТРЭ
2
0.
,
потКЗХтрр
ТQkТQЭ
2
0.
,
где
Х
Р
- потери мощности холостого хода для трансформаторов:
XпиХХ
QkРР
.
;
пи
k
.
- коэффициент потерь, который зависит от передачи РМ,
квар
кВт
k
пи
05,0
.
;
З
k
- коэффициент, характеризующий загрузку трансформаторов по
мощности:
тном
p
З
S
S
k
.
;
Х
Р
- потери мощности короткого замыкания для трансформаторов:
КпиКК
QkРР
.
;
0
T
- число часов присоединения трансформаторов,
4280
0
T
ч/год;
пот
T
- время максимальных потерь:
8760
10000
124,0
2
max
Т
T
пот
,
X
Q
- постоянная составляющая потерь РМ холостого хода для
трансформаторов:
100
.
Х
тномX
I
SQ
;
42
К
Q
- постоянная составляющая потерь РМ короткого замыкания для
трансформаторов:
100
.
K
тномК
u
SQ
.
.56,34
100
5,5
630 кВарQ
К
Потели в линиях передачи:
потЭла
ТIRЭ
2
max.
3
,
потЭлр
ТIХЭ
2
ma x.
3
,
где
ЭЭ
ХR ,
- эквивалентное активное и реактивное сопротивления:
- для кабельных линий:
lrR
Э
0
,
lхХ
Э
0
,
- для шинопроводов с распределенными нагрузками:
пп
lrR
Э
1
2
1
1
6
1
0
,
пп
lхХ
Э
1
2
1
1
6
1
0
,
n
- число приемников, подключенных к данному шинопроводу.
Для кабеля АСБ(3х35) длиной 0,103 км:
89,0
0
r
Ом/км;
0637,0
0
х
Ом/км.
,092,0103,089,0 ОмR
Э
.0066,0103,00637,0 ÎìÕ
Ý
Для шинопровода магистрального ШМА4-1250 длиной 0,0571км:
0338,0
0
r
Ом/км;
0163,0
0
х
Ом/км.
43
Потребляемое в целом количество электроэнергии за год:
Итого, общие потери за год составляют:
В процентном соотношении от общего потребляемого количества
электроэнергии в год потери составляют:
Потери реактивной составляющей имеют в большей степени
значительные показатели и составляют 7,55% от общего потребляемого
количества электроэнергии в год. Для снижения количества потерь реактивной
мощности необходимо внедрение средств компенсации реактивной мощности.
Анализ проведенных расчетов позволяет сделать следующие основные
выводы:
- при росте k
ЗТП
от 0,5 до 0,8 имеет место увеличение абсолютных
значений потерь электроэнергии. Это соответствует росту мощности участка
пропорционально k
ЗТП.
Однако, при этом, рост суммарных потерь относительно
отпуска электроэнергии равен:
- для k
ЗТП1
= 0,5 - 2,8%;
- для k
ЗТП2
= 0,8 - 3,6%.
Таким образом, имеет место рост условно-переменных потерь с
увеличением нагрузок на головных участках, когда условно-постоянные потери
неизменны. Рекомендуется разработать мероприятия по снижению потерь.
44
Для снижения потерь эклектической энергии в системе
электроснабжения рекомендуется применять специальные технический и
программные средства, а именно – АСКУЭ.
Автоматизированная система коммерческого учёта является
результативным средством снижения коммерческих потерь электроэнергии.
Она комплексно решает вопросы достоверного дистанционного получения
данных с каждой точки измерения. Кроме того, она усложняет
несанкционированное энергопотребление, оперативно оповещает о фактах
вмешательства в работу приборов учёта, упрощает выявление очагов
коммерческих потерь в кратчайшие сроки и с минимальными затратами. В этом
заключается зкономическая эффективность АСКУЭ.
Автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии
позволяет обеспечить точность и прозрачность взаиморасчётов между
поставщиками и потребителями, а также реализует:
точное измерение параметров поставки и потребления энергоресурса;
непрерывный автоматический сбор данных с приборов учёта с
отправкой на сервер и визуализацией в личном кабинете;
ведение контроля за энергопотреблением в заданных временных
интервалах;
постоянное накопление и долгосрочное хранение данных даже при
выключенном электропитании приборов учёта;
быструю диагностику данных с возможностью выгрузки информации
за текущий и прошлый периоды;
анализ структуры энергопотребления с возможностью её
корректировки и оптимизации;
оперативное выявление несанкционированных подключений к сети
энергоснабжения или безучётного потребления;
фиксацию даже незначительных отклонений всех контролируемых
параметров;
45
возможность прогнозирования значений величин энергоучета на
кратко-, средне- и долгосрочный периоды;
удалённое отключение потребителей от сети с возможностью
обратного включения.
Как следствие из вышеназванных факторов, внедрение АСКУЭ
способствует энергосбережению, благодаря чему система в среднем окупает
себя в пределах одного года.
С точки зрения возможностей оптимизации учёта и энергопотребления,
которые даёт АСКУЭ, минусы у системы практически отсутствуют. Они,
конечно, есть, и связаны с конкретным её воплощением. Так, основными
недостатками монтажа системы проводных АСКУЭ являются высокая
стоимость и риск обрыва сети. Среди минусов беспроводных решений на базе
GSM-протоколов следует выделить необходимость инсталляции сим-карты в
каждый прибор учёта, высокую стоимость модемов, нестабильность сигнала
при размещении счётчиков внутри железобетонных зданий или металлических
шкафов.
Учитывая, что в России электроэнергия приобретается не в качестве
товара, а в качестве услуги, ее кража не считается напрямую уголовным
преступлением. Воровство электричества, как это не удручает тех, кто платит
за правонарушния других, все еще входит в категорию административных
правонарушений. Да и доказать эту кражу, чтобы штраф за воровство
электроэнергии стал действительно сдерживающим фактором, весьма непросто
[37].
Поворотным моментом в этом запутанном вопросе стало применение
автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии — АСКУЭ, с
помощью которых на вопрос, как доказать воровство электроэнергии,
появилась возможность предоставления сразу не одного, а нескольких
адекватных ответов.