Расчет нагрузок с помощью ЭВМ

F= 60*24=1440м2 - площадь цеха.

Росв=19*60*24=27,36 квт.

__________

Spi =( Ppi2+Qpi2

Расчетные нагрузки всех потребителей складываются. Результаты расчета

электрических нагрузок цеха сведены в таблицу 2.1.

Spi

Ipi= ((((

(3*Uн

In=Ip+Inycк наиб (много электроприемников).

1n=Iр-1н наиб +1пуск наиб(мало приемников),

-где In- пиковый ток.

I пуск наиб - пусковой ток наибольшего по мощности двигателя;

In наиб - номинальный ток наибольшего по мощности двигателя;

1р - расчетный ток двигателя;

1пуск наиб = 5*1н наиб.

2.2. Расчет электрических нагрузок фабрики.

В практике проектирования систем электроснабжения сетей до 1000 В и выше

применяют различные методы определения электрических

нагрузок.

Расчет электрических нагрузок фабрики произведем по установленной

мощности и коэффициенту спроса, так как определение расчетной силовой

магрузки, по этому методу является приближенным и поэтому его применение

рекомендуется для предварительных расчетов и определение электрических

нагрузок.

Расчетную нагрузку однофазных по режиму работы приемников определяют но

формуле:

Рр = Кс,а * Рном;

(2.5)

Qp=Pp*tg(;

(2.6)

________

Sр=( Pp2+Qp2;

Где Кc,a коэффициент спроса по активной мощности, принят по Taблице 22

[2];

Рн м - номинальная (установленная) мощность электроприемника,

кВ .

tg( - соответствует cos( данной группы приемников, взят из табл.22 [2]

Sp полная мощность, кВа.

Пример расчета нагрузок для насосной станции 1 подъема:

Рр =194*0,9 =174,6 кВт;

Qp= 174,6*0,75 == 130,9 кВар;

_____________

Sp= (l30,952 +174,62 =218,2кВа.

Расчетные нагрузки для остальных приемников электрической энергии

рассчитываются аналогичным образом, поэтому сведены в таблицу 2.3

После расчета нагрузок приемников электрической энергии рассчитываются

потери в цеховых трансформаторных подстанциях (ТП). Потери активной и

реактивной энергии в цеховых ТП принимаются 2% и 10% (сooтветственно) от

полной нагрузки всех цехов напряжением до 1000В.

Потери в цеховых ТП составляют:

(Р= 0,02*2667 = 53,34 кВт;

(Q= 0,1*2667 = 266,7 кВар;

После расчета электрических нагрузок электроприемников напряжением до

1000В и расчета электрических нагрузок электроприемников напряжением выше

1000В их суммируют с учетом коэффициента разновременности максимумов

нагрузки отдельных групп. Значение коэффициенты разновременности

максимумов нагрузки можно приближенно принимать равным 0,9 [6].

Сумарная полная нагрузка по фабрике с учетом коэффициента раз-

новременности максимума:

__________________________

Sp= ((Рр( +Pp()2 + (Qp(^ +Qp()2 * Кр. м. (2.7)

Где Рр( расчетная активная мощность приемника электрической энергии

напряжением до 1000В, кВт;

Qp( - расчетная реактивная мощность приемника электрической энергии

напряжением до 1000В, кВар;

Pp( - расчетная активная мощность приемника электрической энергии

напряжением выше 1000В, кВт;

Qp( расчетная реактивная мощность приемника электрической энергии

напряжением выше 1000В,кВар;

Кр. м = 0,9 - коэффициент разновременности максимумов нагрузки из [6].

________________

Sp = ((4415,2)2+(2815,42)2 *0,9 = 4712,82.

После расчета электрических нагрузок фабрики составляется сводная таблица

(2.3) электрических нагрузок отдельных приемников электрической энергии.

2.3. Расчет электрических нагрузок с применением ЭВМ.

Расчет электрических нагрузок - одна из тех операций, которые наиболее

легко поддаются автоматизации с помощью ЭВМ. Предложено несколько

алгоритмов и программ машинного расчета электрических нагрузок, однако

наиболее простым является алгоритм расчета трехфазных электрических

нагрузок, разработанный мной.

В основу этого алгоритма положен метод упорядоченных диаграмм.

Особенность алгоритма заключается в том, что он позволяет за один прием

определить расчетные нагрузки для любого количества элементов цеховой

электрической сети (ЦЭС) с неограниченным количеством приемников

электроэнергии. Алгоритм разработан с учетом иерархичности структуры

цеховых сетей и реализуется на ЭВМ любою класса.

Исходная информация для расчета электрических нагрузок накапливается а

специальном оперативном массиве Н, число строк которого равно количеству

ступеней распределения электроэнергии. Максимальное количество ступеней

распределения электроэнергии ( трансформаторы, шинопроводы, магистрали,

силовые распределительные пункты) определяются конкретной программой и в

данном случае принято равным 10. Количество столбцов принято равным шести,

что вытекает из сущности метода упорядоченных диаграмм.

IIо каждому приемнику электроэнергии с переменным графиком нагрузки (с

коэффициентом использования Ки<0,6) для всех ступеней ЦЭС, через которые он

получает питание, в столбцах соответственно накапливаются данные

номинальная мощность Рном, квадрат номинальной мощности Рном2, средние

активные Рср и реактивные Qcp нагрузки. По каждому приемнику электроэнергии

с практически постоянным графикомнагрузки (Ки>=0,6) - средние активные Рср

и реактивные Qcp нагрузки.

Вводить необходимо следующие показатели по порядку :

1.Количество приемников (общее).

2.Ступень.

3.Группа.

4.Количество однотипных приемников.

5.Рном одного приемника.

6.К(и) - коэффицент использования.

7.tg (. - тангенс ( .

Результаты расчета для примеров находятся в приложении.

2.4. Выбор числа, мощности и расположения цеховых трансформаторных

подстанций низковольтной сети.

Число трансформаторов выбирается в зависимости от условий окружающей

среды, мощности потребителей, категорийности и режима работы приемников

электроэнергии. Мощность цеховых трансформаторов в нормальных условиях

должна обеспечивать питание всех приемников промышленных предприятий. Так

как в цехе имеются потребители разных категорий надежности, требуется

определить коэффициент загрузки трансформаторов средневзвешенный, по

которому будет определятся число трансформаторов:

КзI*PpI+КзII*PрII+КзIII*РрIII'

Kзсв= ((((((((((((((; (2.8)

РрI+РрII+РрIII PpI

РрI - мощность потребителей 1 категории (60%);

PpII - 40%- мощность потребителей 2 категории;

PpIII - мощность потребителей 3 категории;

KзI =0,7коэффициент загрузки трансформаторов 1 категории;

KзII =0,85 коэффициент загрузки трансформаторов 2 категории;

KзIII=0 коэффициент загрузки трансформаторов 3 категории.

Номинальная мощность трансформаторов определяется по удельной

плотности нагрузки:

0.7*60+0.85*40

Кз св = ((((((((;

60+40

Принимаю номинальную мощность трансформатора Sнэ=160 квА. Определяем

число трансформаторов, требующихся для передачи полной мощности

потребителям:

Sp 346.81

( = (( = (((( =0.24; (2.9)

F 1440

Принимаю 3 трансформатора мощностью по 160 квА ТСЗ - 160/10. Так

помещение пожароопасное, то в цехе целесообразно применение cyxoго

трансформатора.

2.5. Выбор числа, мощности и расположения цеховых трансформаторных

подстанций высоковольтной сети.

Минимально возможное число тансформаторов:

Рр(

Nmin= —————— + (N (2.11)

Кзсв*Sнэ

где Pр( расчетная активная низковольтная нагрузка, кВт из табл.31

Кз.св =0,7 - средневзвешенный коэффициент загрузки, из [6].

(N - добавка до целого числа.

Sн.э =- 630 кВа - эффективная мощность трансформаторов при удельной

плотности нагрузки до 0,2 кB*A/м2,из [6]

2250.6

Nmin = -——— = 5,1 + 0,9 = 6 трансформаторов;

0.7*630

Экономически оптимальное число трансформаторов:

Noпt = Nmin + m;

(2.12)

Где m дополнительно установленные трансформаторы, принимается по рис.4-

6[6]

Noпt=6+0=6 трансформаторов.

Максимальная реактивная мощность, которую целесообразно передать через

трансформаторы:

_________________________________

Qmx1m = ((Noon * Кзсв * Suum)2 - Pp2(;

(2.13)

__________________

Qmx1m =( (6*0,7*630)2-2250,62 =1391,44 кВар;

Суммарная мощность конденсаторных батарей на напряжение до 1000В:

Qнк1=Qp( - Qmax1m;

(2.14)

где Qp( - расчетная реактивная мощность приемника электричеcкой

энергии без учета потерь в трансформаторах из табл.31

Qнк1 =1262 -1391,44 = 129,4Квар;

Так как расчете Qнк ( 0, тo установка батарей конденсаторов при

выборе оптимального числа трансформатров не требуется.

Определяг коэффициент загрузки трансформаторов:

Sр(

Кз= (((;

(2.15)

Nsном,т

Sp( --полная низковольтная нагрузка из таб. кВа;

n - количество устанавливаемых трансформаторов;

S ном,т номинальная мощность трансформаторов, кВа;

Пример расчета коэффициента загрузки Кз для фабрики:

1758,75

Кз = ------------ = 0.7;

4*630

Принимаем к установке на фабрике, а именно, в цехе рудоподготовки и

цехе обогащения четыре трансформатора, по два в каждом цеху, марки ТМ

630/6.

Паспортные данные трансформаторов взяты из табл:

Ubh 6кВ Ixx = 2%

Uhh = 0,4кВ; (Раз = 7,6кВт

(Рхх = 1,42кВ;

Uкк = 5,5 %;.

Результаты выбора трансформаторов для остальных приемников

электрической энергии и расчета коэффициента загрузки производится

аналогично и сведен в табл .2.4

3 ВЫБОР СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХОВ.

3.1 Выбор схемы и расчет низковольтной цеховой сети.

Так как мощность потребителей большая и присутствуют потребили 1

категории, то потребители запитываются с шин трансформатора. В цехе

принимаю радиальную схему электроснабжения с одной трансформаторной

подстанцией, включающей в себя два трансформатора. Так как помещение

пожароопасное, то питающие проводики выбираю типа АПРТО, проводники

прокладываются в стальных трубах. Выбор питающих проводников по

экономической плотности не производится, так как выбранное сечение проводов

и жил кабелей в 2-3 раза превышают выбранные по нагреву расчетным током. В

нормальном и аварийном режимах питающие линии должны удовлетворять

условиям:

Кпр*Iдоп1 ( Io;

(3.1)

Кпр*Кпер*Iдоп (I ав; (3.2)

где Кпр коэффициент, учитывющий особенности прокладки;

Кпр=1 - если прокладывается 1 кабель;

Кпр=0,9- если прокладывается 2 кабеля;

Iдоп - длительно допустимый ток выбранного проводника;

Io номинальный ток;

Кпер = 1,3- коэффициент перегрузки;

Iaв - аварийный ток.

Проверка по согласованию с действием защиты производится после

выбора защитных устройств, пункт 6.1.

Номинальный ток единичного потребителя рассчитывается по формуле:

Рнно

Iо = —————— (3.3)

(3 *Uhho * cos(

где Pном - номинальная мощность единичного потребителя;

Uном - номинальное напряжение (0,4 кв).

Пример расчета для потребителя номер один токарно-винторезный.

При токе потребителя 35,ЗА выбираю кабель АПРТО сечением 10 мм2 (3 а;

провода по 10 мм2), допустимый ток при таком сечении 47 А.(табл.2,15 [2] ).

Все питающие проводники от единичных потребителей сводятся в

распределительные пункты типа ПР с 6-8 отходящими линиями. К

распределительным пунктам подходят кабели такого же типа, что и к единичным

потребителям, но большего сечения. Для того, чтобы найти расчетный ток

кабелей, подходящих к распределительным пунктам, составляется таблица,

аналогичная таблице 2.1. "Расчет электрических нагрузок цеха", но

потребители запитываются по группам как они подключаются к

распределительным пунктам. После расчета таблицы находится ток кабеля:

Sp

Iпр= (((

(3.4)

(3*Uн

Все данные по расчету тока кабеля к распределительным пунктам сведены в

табл.3.1 Выбор питающих проводников сведен в табл. 3.2. После расчета

таблицы находим расчетный ток, который протекает по проводу к

распределительному пункту, например к ПР1:

74,4

Iо = ((( = 107.4 А

(3*0.4

Пример выбора АВ для провода к ПР1;

Номинальный ток в проводе 107.4А; Выбираем АВ: А3710Б с Iном=160А. Ток

установки электромагнитного расцепителя;

27

Iуэм = 1.25*(107,4 + 5 (((() = 628,5 А

3*0.4*5

Ток теплового расцепителя:

Iт = 1.3*107,4=139,4А.

(3.5)