- •Краткое описание технологического процесса
- •2.3 Выбор электрических двигателей
- •2.4 Выбор схемы питающей и распределяющей сети цеха
- •Расчет электрических нагрузок
- •Компенсация реактивной мощности
- •Выбор числа и мощности трансформаторов с учетом силовой и освети тельной нагрузки
- •2.9 Выбор защитных аппаратов в сети 0,4 кВ
-
Расчет электрических нагрузок
В данном дипломном проекте расчет электрических нагрузок производится методом коэффициента максимума (упорядоченных диаграмм), так как известны место расположения и мощность электрооборудования.
Метод коэффициента максимума - это основной метод расчета электрических нагрузок, который сводится к определению максимальных (Рм,Qм,Sм) расчетных нагрузок группы электроприемников.
Расчет нагрузок для ЯУ5115
В данное РУ входят вентиляторы мощностью Рн =4,5 кВт
Определяется суммарная мощность, по формуле
Рн∑ = Рн ∙п, кВт, (1)
где Рн - номинальная активная мощность электроприёмника,
приведённая к длительному режиму, кВт.
п - фактическое число электропрйёмников в группе.
Рн∑ =4,5∙2=9 кВт.
Определяется средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле
Рсм=Ки∙ Рн∑, кВт, (2)
где Ки - коэффициент использования электроприемников,
определяется на основании опыта эксплуатации
[по табл. 1.5.1/3/].
Принимается Ки=0,6.
Рсм=9∙0,6=5,4 кВт.
Определяется средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле
Qсм =Рсм∙, квар, (3)
где - коэффициент реактивной мощности, определяется на основании опыта эксплуатации [по табл. 1.5.5/3/].
Принимается =0,75.
Qс=5,4∙0,75=4,05 квар.
Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле
, кВ∙А (4)
=6,75 кB∙A.
Так как электроприёмники одного наименования, эффективное число электроприемников не определяется, поэтому за максимальные мощности принимаются среднесменные мощности
Рм = Рсм,
Qм =Qсм,
Sм =Sсм,
Рм =5,4 кBт,
Qм =4,05 квар,
Sм =6,75 кB∙A.
Определяется максимальный ток по формуле
,А, (5)
где Uл - линейное напряжение, кВ.
Принимается Uл=0,4 кВ
=9,78 А.
Годовое число часов работы при числе смены 2 и продолжительностью смены 8 часов, Т=4500 определяется [по табл. 8.1/3/]
Определяется годовая потребляемая активная мощность по формуле
Wакт=T∙Рсм , кВт/ч (6)
Wакт=4500∙5,4=24300 кВт/ч.
Определяется годовая потребляемая реактивная мощность, по формуле
Wреак=T∙ Qсм,квар/ч (7)
Wреак=4500∙4,05=18225 квар/ч.
Расчет нагрузок по РП - 1.
В данное РУ входят однофазные сварочные преобразователи типа ПСО -300 мощностью = 13 кВт, однофазные электроточилы наждачные мощностью =2 кВт, кран-тележка мощностью =1,5 кВт с ПВ=60% и однофазные виброситы мощностью =0,7 кВт.
Все однофазные нагрузки распределяются по фазам с наибольшей равномерностью и приводятся к условной трехфазной мощности.
Для преобразователя сварочного типа ПСО - 300 определяется мощность наиболее загруженной фазы. При включении на линейное напряжение нагрузки отдельных фаз, однополюсных электроприёмников, определяются как полусуммы двух плеч, прилегающих к данной фазе
Рисунок 2 - Схема включения 1-фазного преобразователя сварочного типа ПСО-ЗОО на линейное напряжение
Мощность прилегающая к фазе А, определяется по формуле
,кВт, (8)
где РАС, РАВ - мощности, прилегающие к фазе, кВт.
= 13 кВт.
Определяется мощность прилегающая к фазе В, по формуле
, кВт, (9)
где РВС - мощность прилегающая к фазе, кВт.
= 6,5 кВт.
Определяется мощность прилегающая к фазе С по формуле
,кВт (10)
= 6,5 кВт.
Определяется величина неравномерности по формуле
, (11)
где Рф.нб - мощность наиболее загруженной фазы, кВт;
Рф.нм - мощность наименее нагруженной фазы, кВт.
.
Н≥15%.
При Н≥15% и включения на линейное напряжение для нескольких электроприёмников условная мощность определяется по формуле
Ру=З∙Рн.нб, кВт. (12)
Ру=3∙13=39 кВт.
Однофазные электроточила наждачное
При Н≥15% и включения на линейное напряжение для нескольких электроприёмников условная мощность определяется по формуле (12)
Ру=3∙2=6 кВт.
Однофазные виброситы
При Н≥15% и включения на линейное напряжение для нескольких электроприёмников условная мощность определяется по формуле (12)
Ру=3∙0,7=2,1 кВт.
Кран - тележка, трехфазный ПКР, приводиться к условному ДР по формуле
Рн=Рп, (13)
где Рп - паспортная активная мощность, кВт;
ПВ - продолжительность включения, относительных единицах, ПВ=0,6.
Рн=1,5- =1,16 кВт.
Определяются среднесменные активная и реактивная мощности для сварочных преобразователей типа ПСО - 300 по формулам (2), (3)
Рсм=39∙0,25=9,75 кВт;
Qсм=9,75∙2,67=26,03 квар.
Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле (4)
Sсм = =27,8 кВ∙А.
Определяются среднесменные активная и реактивная мощности для электроточил наждачных по формулам (2), (3)
Рсм=6∙0,14=0,84 кВт;
Qсм=0,84∙1,73=1,45 квар.
Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле (4)
Sсм = =1,68 кВ∙А.
Определяются среднесменные активная и реактивная мощности для крана-тележки по формулам (2), (3)
Рсм=1,16∙0,1=0,12 кВт;
Qсм=0,12∙1,73=0,21 квар.
Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле (4)
Sсм = =0,22 кВ∙А.
Определяются среднесменные активная и реактивная мощности для вибросит по формулам (2), (3)
Рсм=2,1∙0,14=0,29 кВт;
Qсм=0,29∙1,73=0,5 квар.
Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле (4)
Sсм = =0,57 кВ∙А.
Определяется групповые среднесменные активная и реактивная мощности путём суммирования среднесменных мощностей в группе
РсмΣ=9,75+0,84+0,12+0,29=11 кВт.
QсмΣ=26,03+1,45+0,21+0,5=28,19 квар.
Определяется среднесменная полная групповая мощность по формуле (4)
SсмΣ = = 30,26 кВ∙А.
Определяется средний коэффициент использования группы электроприёмников по формуле
Ки.ср=, (14)
где РсмΣ - сумма активных мощностей за наиболее нагруженную смену, кВт,
РнΣ - сумма номинальных активных мощностей, кВт.
Ки.ср==0,23.
Определяется средний коэффициент активной мощности группы электроприёмников по формуле
cosϕ=, (15)
где SсмΣ-полная мощность за наиболее нагруженную смену, кВ∙А.
cosϕ==0,36.
Определяется средний коэффициент реактивной мощности группы электроприёмников по формуле
tgϕ=, (16)
где QсмΣ - сумма реактивных мощностей за наиболее загруженную смену, квар.
tg ϕ ==2,56.
Показатель силовой сборки в группе определяется по формуле
m=, (17)
где Рн.нб, Рн.нм -номинальные приведённые к длительному режиму
активные мощности электроприёмников наибольшего и наименьшего в группе, кВт.
m==18,57, m≥3.
При n≤4, m≥3 и Ки.ср≥0,2 эффективное число электроприемников
определяется по формуле
nэ= (18)
nэ==1,49.
Определяется коэффициент максимума активной мощности по формуле
Км= (19)
Км==3,25.
Коэффициент максимума реактивной нагрузки, в соответствии с практикой проектирования принимается Км’ =1,1 при nэ≤10 [стр.23 /6/].
Определяется максимальная групповая активная мощность по формуле
Рм=Км∙Рсм, кВт. (20)
Рм=11∙3,25=35,75 кВт.
Определяется максимальная групповая реактивная мощность по формуле
Qм=Км∙Qсм, квар. (21)
Qм=1,1∙28,19=31,01 квар.
Определяется максимальная групповая полная мощность по формуле
Sм=,кВ∙А (22)
Sм==47,33 кВ∙А.
Определяется максимальный ток группы по формуле (5)
=68,59 А.
Определяются годовые потребляемые группой активная и реактивная мощности по формулам (6), (7)
Wакт=4500∙11=49500 кВт/ч.
Wаеак=4500∙28,19=126855 квар/ч.
Расчет нагрузок по ШРА-3
В данное РУ входят прессы эксцентриковые типа КА-213 мощностью 2,8 кВт, прессы кривошипные типа КА-240 мощностью 4 кВт, вертикальные сверлильные станки типа 2А-125 мощностью 4,2 кВт.
Определяются суммарные мощности электроприёмников по формуле (1)
=2,8∙6=16,8 кВт.
=4∙5=20 кВт.
=4,2∙3=12,6 кВт.
Определяются средние активные мощности электроприёмников за наиболее нагруженную смену по формуле (2)
=16,8∙0,17=2,86 кВт.
=20∙0,17=3,4 кВт.
Рсм=12,6∙0,14=1,76 кВт.
Определяются средние реактивные мощности электроприёмников за наиболее нагруженную смену по формуле (3)
=2,86∙1,17=3,35 квар.
Qсм=3,4∙1,17=3,98 квар.
Qсм=1,76∙1,73=3,04 квар.
Определяются средние полные мощности электроприёмников за наиболее нагруженную смену по формуле (4)
=4,41 кB∙A.
=5,23 кB∙A.
=3,51 кB∙A.
Определяются групповые среднесменные активная и реактивная мощности путём суммирования среднесменных мощностей в группе
РсмΣ=2,86+3,4+1,76=8,02 кВт.
QсмΣ=3,35+3,98+3,04=10,37 квар.
Определяется среднесменная полная групповая мощность по формуле (4)
SсмΣ = = 13,11 кВ∙А.
Определяется средний коэффициент использования группы электроприёмников по формуле (14)
Ки.ср==0,16.
Определяются средние коэффициенты активной и реактивной мощностей группы электроприёмников по формулам (15), (16)
cos ϕ==0,61
tg ϕ==1,29.
Показатель силовой сборки в группе определяется по формуле (17)
m==1,59, m≤3.
При n≥3, m≤3 и Ки.ср≤0,6 эффективное число электроприёмников
определяется по условию nэ=n, nэ=14.
Определяется коэффициент максимума активной мощности [по табл. П-34./3/].
Км=1,81.
Коэффициент максимума реактивной мощности в соответствии с практикой проектирования принимается Км’ =1 при nэ ≥10 [стр.23 /6/].
Определяется максимальная групповая активная мощность по формуле (20)
Рм=1,81∙8,02=14,52 кВт.
Определяется максимальная групповая реактивная мощность по формуле (21)
Qм=1∙10,38=10,37 квар.
Определяется максимальная групповая полная мощность по формуле (22)
Sм==17,84 кВ∙А.
Определяется максимальный ток группы по формуле (5)
=25,86 А.
Определяются годовые потребляемые группой активная и реактивная мощности по формулам (6), (7)
Wакт=4500∙8,02=36090 кВт/ч,
Wреак=4500∙10,37=46665 квар/ч.
Расчет дополнительной нагрузки мощностью 54,6 кВт
Определяются средние активная и реактивная мощности за наиболее нагруженную смену по формулам (2), (3)
Рсм=54,6∙0,7=38,22 кВт.
Qсм=38,22 ∙1,34=51,22 квар.
Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле (4)
Sм==63,91 кВ∙А.
Дополнительная нагрузка одного наименования, эффективное число электроприемников не определяется, поэтому за максимальные мощности принимаются среднесменные мощности
Рм=38,22 кВт,
Qм=51,22 квар,
Sм=63,91 кВ∙А.
Определяется максимальный ток по формуле (5)
=92,62 А.
Определяются годовые потребляемые активная и реактивная мощности по формулам (6), (7)
Wакт=4500∙38,22=171990 кВт/ч.
Wреак=4500∙51,22=230490 квар/ч.
Расчет нагрузок по щитам освещения
В данное РУ входят Щ01, Рн=18,27 кВт, Щ02, Рн=18,97 кВт, ЩА01, Рн=1,9 кВт, ЩА02, Рн=1,61 кВт.
Определяются суммарные мощности электроприемников по формуле (1)
РсмΣ=18,27+18,97+1,9+1,61=40,75 кВт.
Определяются средние активная и реактивная мощности за наиболее нагруженную смену по формулам (2), (3)
Рсм=40,75∙0,85=34,7 кВт.
Qсм=34,7∙0,33=12,44 квар.
Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле (4)
Sм==33,39 кВ∙А.
Так как электроприемники одного наименования, эффективное число электроприёмников не определяется, поэтому за максимальные мощности принимаются среднесменные мощности
Рм=34,7 кВт,
Qм=12,44 квар,
Sм=36,86 кВ∙А.
Определяется максимальный ток по формуле (5)
=53,42 А.
Определяются годовые потребляемые группой активная и реактивная мощности по формулам (6), (7)
Wакт =4500∙34,7=156150 кВт/ч.
Wреак =4500∙12,44=55980 квар/ч.
Расчеты нагрузок для ШРА-1 и ШРА-2 производятся аналогично, результаты занесены в таблицу (1).
Расчет нагрузок по ШНН без КУ
Определяются максимальные активная и реактивная мощности на ШНН путём суммирования максимальных мощностей по РУ
РмΣ=5,4+35,75+14,52+26,9+7,72+38,22+34,7=163,21 кВт.
QмΣ=4,05+3 1,01+10,37+18,24+5,8+51,22+12,44=133,13 квар.
Определяется максимальная полная мощность на ШНН по формуле (22)
SмΣ = = 210,62 кВ∙А.
Определяются средние коэффициенты активной и реактивной мощностей по формулам (15), (16)
cos ϕ==0,78.
tg ϕ ==0,82.