Файл: 1. Теоретическая часть. 1 Исходные данные для курсового проекта.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 49
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Исходя из вышесказанного и при преобладании электрооборудования 3-ейкатегории электроснабжения, выбираем переменный ток и напряжение 380В.
Расчетная часть
2.1 Расчет электрических нагрузок
Расчёт электрических нагрузок промышленных предприятий необходим для определения и выбора всех элементов системы электроснабжения: линий электропередач, трансформаторных подстанций, питающих и распределительных сетей.
В настоящее время для расчёта электрических нагрузок используют метод упорядоченных диаграмм. Он является основным при определении электрических нагрузок. Расчет производится следующим образом - все данные электроприемников и расчеты заносятся в таблицу.
В 1-ю графу записываем название РУ, мощность электроприемников.
Электроприемники группируются по коэффициенту использования.
Во 2-ю графу записываем количество электроприемников в группе.
В 3-ю графу записываем максимальную и минимальную мощности в группе.Записываем максимальную и минимальную мощности для РУ.
В 4-ю графу записываем суммарную мощность групп электроприемников и РУ.
электроснабжение ток мощность сеть
Р= Р1+Р2+Р3+...+Рn (1.1)
По таблице 1 определяем коэффициент использования для электроприемников и записываем в 5-ю графу.
В 6-ю графу записываем коэффициент активной и реактивной мощности групп электроприемников.
В 7-ой графе определяем среднюю активную мощность электроприемников за наиболее загруженную смену в группах:
Рсм = РнЧКи (1.2)
где Ки - коэффициент использования групп электроприемников;
Рн - номинальная мощность группы электроприемников, кВт.
Определяем среднюю активную мощность за наиболее загруженную смену РУ:
Рсм = Рсм1+ Рсм2+...+Рсмn (1.3)
Определяем коэффициент использования РУ:
Определяем среднюю реактивную мощность групп электроприемников за наиболее загруженную смену:
Qсм =РсмЧtg
где tg- коэффициент реактивной мощности.
Определяем среднюю реактивную мощность за наиболее загруженную смену РУ:
Qсм = Qсм1+Qсм2+...+Qсмn
Определяем коэффициент реактивной мощности РУ:
Определяем коэффициент активной мощности РУ и записываем в 6-ю графу.
В 9-ю графу определяем эффективное число электроприемников:
а) при m< 3 и Ки 0,2
nэ? n (1.8)
гдеPmax- мощность одного наибольшего электроприемника группы или РУ,кВт;
Рном - суммарная номинальная мощность группы электроприемников(РУ),кВт.
В 10-ю графу записываем коэффициент максимума.
В 11-ю графу определяем и записываем активную расчетную максимальную мощность:
Рм = РсмЧКм (1.9)
где Км - коэффициент максимума;
В 12-ю графу определяем и записываем реактивную максимальную мощность:
При n э ? 10, Qм = 1,1 х Qсм (1.10)
При n э >10,Qм = Qсм (1.11)
где Км - коэффициент максимума.
В 13-ю графу определяем и записываем полную расчетную мощность:
(1.12)
В 14-ю графу определяем и записываем расчетный ток:
Для примера приведем расчет электрических нагрузок распределительного шкафа ШР3.
Суммарную мощность групп электроприемников и РУ определяем по формуле :
Разобьем электроприемники по группам:
Р1 = 16+7,2Ч3 = 37,6 кВт
Р2 = 8,5 кВт
Р3 = 12,3Ч2 = 24,6 кВт
? Р = 37,6+8,5+24,6 = 70,7 кВт
Среднюю активную мощность электроприемников за наиболее загруженную смену в группах определяем по формуле:
Рсм1 = 37,6Ч0,2 = 7,52 кВт
Рсм2 = 8,5Ч0,65 = 5,53 кВт
Рсм3 = 24,6Ч0,17 = 4,18 кВт
Среднюю активную мощность за наиболее загруженную смену РУ определяем по формуле:
Рсм = 7,52+5,53+4,18 = 17,23 кВт
Коэффициент использования РУ определяем по формуле :
Среднюю реактивную мощность групп электроприемников за наиболее загруженную смену определяем по формуле:
Qсм1 = 7,52Ч2,3 = 17,3 кВар
Qсм2 = 5,53x0,73 = 4,03 кВар
Qсм3 = 4,1x1,15 = 4,81 кВар
Среднюю суммарную реактивную мощность за наиболее загруженную смену РУ определяем по формуле :
Qсм = 17,3+4,03+4,81 = 26,14 кВар
Коэффициент реактивной мощности РУ определяем по формуле:
Коэффициент активной мощности определяем по таблице:
cosц = 0,56
Эффективное число электроприемников определяем по формуле:
n = 7
Коэффициент максимума определяем по таблице:
Км = 2,1
Активную максимальную мощность определяем по формуле:
Рм = 17,7x2,2 = 36,18 кВт
Реактивную максимальную мощность определяем по формуле :
Qм = 26,141,1 = 28,75 кВар
Полную мощность определяем по формуле:
S = 36,18І +28,75І = 46,22 кВА
Расчетный ток определяем по формуле :
Данные записываем в таблицу нагрузок
2.2 Расчет осветительных сетей
1. Расчетная мощность для освещения определяется по формуле:
Рр.осв.=РудЧ S
где Руд - удельная мощность освещения (0,012кВт*м2)
S- площадь помещения, кв.м.
2. Количество светильников определяем по формуле:
где Рл- мощность одной лампы (0,4кВт).
3. Расчетная мощность для освещения с учетом количества светильников определяется по формуле и заносится в 4-ю графу:
Руст= NЧ Рл
4. Максимальную активную мощность за наиболее загруженную смену определяем по формуле и записываем в 11-ю графу:
Рм.осв= КиЧ Руст
где Ки - коэффициент использования освещения (Ки = 0,9)
5. Максимальную реактивную мощность за наиболее загруженную смену определяем по формуле и записываем в 12-ю графу:
Qм.осв= Рн.осв.Чtg (1.18)
где tg-коэффициент реактивной мощности (tg= 0,33).
6. Определяем полную расчетную мощность для освещения и записываем в 13-ю графу:
(1.19)
где Рм.осв - активная максимальная мощность освещения,кВт;
Qм.осв - реактивная максимальная мощность освещения, кВар.
7. Определяем расчетный ток освещения и записываем в 14-ю графу:
(1.20)
Расчетную мощность для освещения определяем по формуле (1.14):
Рр.осв. = 0,012 Ч 1440 = 17,28 кВт
Количество светильников определяем по формуле (1.15):
Принимаем число светильников равное 44
Выбираем светильник с лампами ДРЛ
Расчетную мощность освещения с учетом количества светильников определяем по формуле (1.16):
Рр.осв.= 44 Ч 0,4 = 17,6 кВт
Максимальную активную мощность за наиболее загруженную смену для освещения определяем по формуле (1.17):
Рм.осв.= 0,9 Ч 17,6 = 15,84 кВт
Максимальную расчетную реактивную мощность за наиболее загруженную смену для освещения определяем по формуле (1.18):
Qм.осв. = 15,84 Ч 0,33 = 5,23кВар
Полную расчетную мощность для освещения определяем по формуле (1.19):
S = 15,84І + 5,23І = 16,68кВА
Расчетный ток освещения определяем по формуле (1.20):
2.3 Выбор мощности и типа компенсирующих устройств реактивной мощности
Работа большинства электроприемников сопровождается потреблением из сети не только активной мощности, но и реактивной. Реактивная мощность запасается в виде магнитного и электрического полей в элементах сети, обладающих индуктивностью и ёмкостью. Основными потребителями реактивной мощности являются асинхронные электродвигатели, силовые и сварочные трансформаторы. Кроме того, часть реактивной мощности затрачивается газоразрядных источниках света, линиях электропередачи.
Использование дополнительных источников, вырабатывающих реактивную мощность, в местах потребления активной мощности, обусловлено технико-экономической целесообразностью. Потребление электроприемниками реактивной мощности вызывает необходимость увеличения номинальных мощностей генераторов и трансформаторов, увеличивает потери мощности и энергии, повышает отклонение напряжения.
Управление потреблением реактивной мощности условно подразделено на две группы: повышение естественного значения коэффициента мощности и искусственная компенсация реактивной мощности.
В первую очередь должны быть рассмотрены мероприятия по снижению потребления реактивной мощности за счет улучшения режима работы электроприемников, не требующие значительных капитальных затрат.
Искусственная компенсация реактивной мощности заключается в применении источников реактивной мощности (конденсаторные батареи, синхронными двигателями).
1. Мощность компенсирующих конденсаторных установок определяем по формуле:
Qку = Рм Ч (tg1-tg2) (1.21)
где tg1- коэффициент реактивной мощности до компенсации;
tg2 - коэффициент реактивной мощности после компенсации
tg2=0,3
2. Из справочника выбираем тип компенсирующего устройства.
3. Определяем реактивную мощность после компенсации по формуле:
Qм2= Qм - Qк (1.22)
4. Определяем полную мощность после компенсации по формуле:
(1.23)
5. Определяем ток компенсирующего устройства по формуле:
(1.24)
6. Определяем cosц после компенсации по формуле:
(1.25)
7. Составляем треугольник мощностей в масштабе.
Определяем мощность компенсирующих конденсаторных установок
Qку = 291,18Ч(0,56-0,3) = 75,71 кВар
По справочнику выбираем тип КУ
УК4-0,38-100 УЗ
Определяем реактивную мощность после компенсации
Qм2= 174,85-100= 74,85 кВар
Определяем полную мощность после компенсации
Sм2= 37,432+74,852= 386,74кВА
Определяем ток компенсирующего устройства
Определяем cosц после компенсации
Составляем треугольник мощностей в масштабе
2.4 Расчет и обоснование выбора числа и мощности трансформаторов
Выбор типа, числа и схем питания подстанции должен обуславливаться величиной и характером электрических нагрузок, размещением нагрузок на плане предприятия, а также производственными, архитектурно-строительными и эксплуатационными требованиями.
Трансформаторные подстанции должны размещаться как можно ближе к центру питаемых потребителей. Для этого должны применяться внутрицеховые подстанции, а также встроенные в здание цеха или пристроенные к нему трансформаторные подстанции.
Трансформаторные подстанции должны размещаться вне цеха при невозможности размещения внутри его или при расположении части нагрузок вне цеха.
Однотрансформаторные цеховые подстанции применяются при питании нагрузок, допускающих перерыв электроснабжения на время достаточно «складского» резерва, или при резервировании, осуществляемом по перемычкам на вторичном напряжении.
Двухтрансформаторные цеховые подстанции применяются при преобладании потребителей 1-ой и 2-ой категорий электроснабжения, а также при наличии неравномерного суточного или годового графика нагрузки.
Трансформатор выбирают в зависимости от полной расчетной мощности и проверяют по коэффициенту загрузки. Коэффициент загрузки для трансформаторов 3-ей категории электроснабжения составляет 55ч95%. Для потребителей 1-ой и 2-ой категорий электроснабжения коэффициент загрузки составляет от 55 до 75%.
Коэффициент загрузки определяется по формуле:
(1.26)
гдеSр - расчетная мощность (полная),кВА;
Sтр - мощность трансформатора, кВА.
Мощность трансформатора выбирается из условия:
Sтр>Sр (1.27)
Sтр = 386,74 кВА
Выбираем трансформатор типа ТМЗ-630/10 мощностью 630кВА.
Трансформатор масляный закрытый, мощностью 630 кВА, напряжение на шкафу высокого напряжения 10 кВ, напряжение на шкафу низкого линейного напряжения 0,4 кВ.
Правильность выбора трансформатора проверяем по коэффициентузагрузки по формуле (1.26):
Так как Кз=61%, а для трансформаторов 3-ей категории электроснабженияон составляет 55ч95%, значит, трансформатор выбран правильно. Можно произвести дополнительное присоединение мощностей.
2.5 Расчет параметров и выбор аппаратов распределительной и питающей сетей
Выбор плавкой вставки предохранителя для электроприемников от шинопровода осуществляется по условию:
(1.28)
Iпуск.= Iном. Ч Кпуск. (1.29)
где б - коэффициент, учитывающий условия пуска и длительность пускового периода; б = 2,5 - условия пуска нормальные.
Кпуск - коэффициент пуска двигателя (Кпуск = 6)
Автоматические выключатели для электроприемников распределительного шкафа выбирают по номинальному напряжению, току, назначению, числу полюсов, наличию необходимых расцепителей и способу защиты от окружающей среды.
Iном.расц.Iном. (1.30)
Выбор магнитных пускателей для вентиляторов производится по напряжению, току, наличию теплового реле, возможности реверса, числу замыкающих и размыкающих контактов в цепи управления.
Iм.п.? УIном. (1.31)
Выбор теплового реле производится по возможности совместной работы с уже выбранным магнитным пускателем и по току несрабатывания:
Iт.р.min. ? Iном.? Iт.р.мах. (1.32)
Выбираем провод для станка №1
Iдл.доп.= 60,85 Ч1 = 60,85 А
Выбираем провод марки АПВ 3Ч25+1Ч16 мм2
Определяем ток плавкой вставки предохранителя для станка №22
Iпуск. = 12,87 Ч 6 = 77,22 А
Выбираем предохранитель типа ПН2-100/31,5
Выбираем автоматический выключатель для станка № 1