Файл: Вариант 5.doc

В состав исходных данных входит генеральный план судоремонтного завода (рис. 1.1), изображенный в соответствующем масштабе с расположением и конфигурацией цехов и других объектов заводского хозяйства. Режим работы предприятия – двухсменный с двумя выходными днями. В зависимости от характера технологического процесса для каждого цеха в отдельности определяем степень надежности (категорию надежности электроснабжения электроприемников, характер окружающей среды по пожаро-взрывоопасности и поражению человека электрическим током. Эти данные, а также принятые коэффициент мощности (соsφср) и коэффициент спроса для каждого цеха заносим в табл. 1.1. Питание возможно осуществить от подстанции энергосистемы с первичным напряжением 110 кВ. Мощность системы – 1700 МВ-А; реактивное сопротивление системы на стороне 110 кВ, отнесенное к мощности системы – 0,15. Расстояние от подстанции энергосистемы до завода – 8,5 км. Стоимость электроэнергии – 0,6 руб/(кВт • ч).

Таблица 1.1

№	Наименование цеха	Категория по надежн.	Рн кВт	соsφ	Кс
1	Литейный цех	II	5300	0,65	0,7
2	Ремонтно-механический цех	III
3	Кузнечный цех	II	1800	0,75	0,5
4	Главный корпус Главный корпус (б кв)	II	2400 12600	0.7 0.8	0.75 0.8
5	Корпусно-котельный цех	II	5700	0,65	0,7
6	Компрессорная Компрессорная (6 кв4х800)	II II	360 3200	0.85 1	0.8 0.85
7	Такелажно-парусный цех	II	2600	0,7	0,6
8	Сукой дох	II	3200	0.75 .	0,5
9	Заводоуправление, лаборатории, СКВ	II	300	0,8	0,5
10	Механический док	II	1900	0,65	0,6
11	Кислородная станция Киеслородная станция (6 кв 4х630)	II	400 2520	0.85 1	0.8 0.85
12	Плавающий дон	I I	3600	0,7	0,56
13	Лесосушилка	I	500	0.45	0,6
	Освещение цехов и территории завода		Определить по площади

Рисунок 1.1 Генеральный план строительства завода

Таблица 1.2

№		Наименование отделения цеха и производственного оборудования	Модель или тип			Установ. мощн., кВт		Количество	Кн	соsφ	Кс
I. Механическое отделение
1		Токарно-винторезный станок	1К62			11,125		1	0,15	0,65	0,25
2		Токарно-винторезный станок	1Б61			4,625		4	0,15	0,65	0,25
3		Токарно-винторезный станок	1А616П			4,6		2	0,15	0,65	0,25
4		Токарно-винторезный станок	163			15,125		2	0,15	0,65	0,25
5		Токарно-винторезный станок	1П326			5,475		1	0,15	0,65	0,25
6		Долбежный станок	7А420			3,8		1	0,15	0,65	0,23
7		Поперечно-строгальный станок	7М37			11,1		1	0,17	0,65	0,25
8		Универсально-фрезный станок	6В75			1,7		2	0,13	0,5	0,15
9		Универсально-фрезный станок	6Н81			6,325		1	0,14	0,5	0,16
10		Горизонтально-фрезный станок	6М80Г			3,525		2	0,15	0,65	0,25
11		Вертикально-фрезный станок	6М13П			12,925		1	0,15	0,65	0,25
12		Зуборезный станок	5К301			0,725		3	0,12	0,5	0,15
13		Круглошлифованный станок	3А164			19,45		1	0,15	0,65	0,25
14		Плоскошлифованный станок	3740			12,65		2	0,15	0,65	0,25
15		Вкртикально-сверлильный станок	2А125			2,925		2	0,13	0,5	0,15
16		Радиально-сверлильный станок	2А55			6,925		1	0,13	0,5	0,16
17		Настольно- сверлильный станок	2А106			0,6		5	0,13	0,5	0,15
18		Универсальный заточный станок	3641			1,25		3	0,13	0,5	0,14
19		Кран-балка электр-ая подвесная	2т			4,85		2	0,3	0,5	0,25
20		Вентилятор	-			7,0		4	0, 8	0,8	0,75
II. Заготовительно-сварочное отделение
21	Отрезной станок с ножовочной пилой			872А	1,9		2		0,13	0,5	0,15
22	Ножницы			Н474	7. 0		1		0,15	0,65	0,23
23	Пресс правильный			ПА415	14,0		1		0,16	0,65	0,25
24	Пресс кривошипный			К2 17	10,0		2		0,15	0,65	0,25
25	Настольно-сверлильный станок			НС-12А	0,6		2		0,13	0,5	0.15
26	Обдирочно-шлифовальный станок			ЗМ634	2, 8		1		0,15	0,65	0,25
27	Трубоотрез ной станок			С-246А	2, 8		2		0,15	0,65	0,23
28	Станок трубогибочный			С-288	7,0		1		0,15	0,65	0,25
29	Преобразователь сварочный			ПСО -500	28,0		5		0,25	0,4	0,3
30	Машина сварочная шовная			МШМ-	25		2		0,35	0,5	0, 5
31	Трансформатор сварочный			СТН-350	25		1		035	0,5	0, 5
32	Кран мостовой электрический			5т	24,2		1		0,35	0,5	0, 5
33	Вентилятор			-	10		4		0, 8	0,8	0,75
III. Кузнечное отделение
34	Молот пневматический ковочный			МБ412	10,0		2		0,24	0,65	0,4
35	Обдирочно-точильный станок			ЗМ634	2, 8		2		0,24	0,65	0,4
36	Электропечь сопротивления камерная со щитом управления(950°С)			ЩУ -13 Н-45	45 ,0		1		0, 8	0,8	0,85
37	Вентилятор			-	4,5		1		0,65	0,8	0,75
38	Кран-балка электрическая подъемная			2т	4,85		1		0. 2	0,5	0,3
IV. Термическое отделение
39	Электропечь сопротивления шахтная со щитом управления			ПИ-31 ЩУ-12	24,0		2		0,8	0,95	0,85
40	Шкаф электрический сушильный			Ш-0,5	1,1		2		0,8	0,95	0,85
41	Электропечь сопротивления камерная со щитом управления			Н-15 ЩУ-12	15 ,0		1		0,75	0,8	0, 8
42	Электропечь сопротивления двухкамерная со щитом управления и печным трансформатором (850-1300°С)			ЭКБ- 194А ЩУ-12 ТПТ-350	19,0		2		0,9	0,9	0,95
43	Муфельная печь			П-6	2,2		4		0,65	0,8	0,75
44	Вентилятор			-	2, 8		2		0,65	0,8	0,75

2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ЦЕХА

Расчетные нагрузки РМЦ определяем методом упорядоченных диаграмм и результаты расчетов сводим в табл. 2.1. Электроприемники разбиваем на подгруппы по узлам питания и производим расчет отдельно для каждой подгруппы. Рассмотрим расчет на примере группы приемников электрической энергии №3.

Средневзвешенный коэффициент использования подгруппы

К_и = ;

и это число заносим в итоговую строку К_и .

Эффективное число электроприемников данной группы

N_э = ;

округляем полученное число до ближайшего меньшего и принимаем N_э = 3.

Коэффициент расчетной нагрузки данной группы определяем по кривым зависимости. Для N_э = 3 и Ки = 0,146 получаем К_р =3,12.

Расчетная активная мощность подключенных к узлу питания ЭП

Р_Р = К_Р · К_и · Р_НОМ=13 кВт

Расчетная реактивная мощность Q_р для питающих сетей напряжением до 1 кВ при N_э < 10 определяется по формуле

Q_р = 1.1 К_и · Р_НОМtgφ=6, квар

Полная расчетная мощность группы

S_р = , кВА

Расчетный ток

, А.

После определения расчетных мощностей всех групп электроприемников, рассчитываем активную, реактивную и полную мощности всего ремонтно-механического цеха. Для этого рассмотрим РМЦ как узел питания для рассмотренных ранее групп ЭП и расчет сведем в табл. 2.1.

Средневзвешенный коэффициент использования

К_и = ;

Эффективное число электроприемников определяем по упрощенной формуле:

N_э = ;

округляем до ближайшего меньшего целого числа и принимаем N_э = 10.

По значениям К_и = 0,5 и N_э = 10 в табл. 3.2 МУ определяем расчетный коэффициент: К_р = 0,9.

Расчетная активная нагрузка цеха

Р_р = К_р ΣК_и· Р_н = 0,9· 346,2 = 312кВт

Расчетная реактивная нагрузка цеха

Р_р = К_р · ΣК_и · Р_н · tgф = 0,9 · 335,3 = 302квар

Полная расчетная мощность цеха

S_р = , кВА

Расчетный ток

, А.

Расчет осветительной нагрузки производим следующим образом;

Р_о=σ·F·К_осв = 4 · 0,806 · 0,9 = 2,9 кВт

Q_о= Р_о · tgφ₀ = 2,9 · 0,484 = 1,4 квар

где К_осв– коэффициент спроса осветительной нагрузки; F – площадь цеха, м²; σ – удельная плотность осветительной нагрузки, Вт/м² (справочные данные). После определения осветительной и силовой нагрузок ремонтно-механического цеха путем их суммирования находим итоговую соответственно активную, реактивную и полную мощности РМЦ, а также и расчетный ток. Полученные результаты заносим в табл. 2.1 итоговой строкой.

Таблица 2.1

№ЭГ .	Кол-во ЭП, шт	Установленная мощность		Ки	cosφ tgφ	Ки Рн	Ки Рн tgφ	nрн2	N_э		Кр	Pр кВт	Q_р. квар	Sр, кВА	Iр, А
№ЭГ .	Кол-во ЭП, шт	рн	Рн	Ки	cosφ tgφ	Ки Рн	Ки Рн tgφ	nрн2	N_э		Кр	Pр кВт	Q_р. квар	Sр, кВА	Iр, А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10		11	12	13	14	15
Электроприемники группы № 1
1	1	11,125	11,125	0,15	0,65/1,17	1,668	1,95	123,76
2	4	4,625	18,5	0,15	0,65/1,17	2,77	3,24	85,56
3	2	4,6	9,2	0,15	0,65/1,17	1,38	1,62	4232	7	1,86		11	7,5	13,3	20
Σ	7		38,825	0,15		5,82	6,81	251,6
Электроприемники группы №2
4	2	15,125	30,25	0,15	0,65/1,17	4,54	5,31	457,53
5	1	5,475	5,475	0,15	0,65/1,17	0,82	0,96	29,97
6	1	3,8	3,8	0,15	0,65/1,17	0,57	0,67	14,5
7	1	11,0	11,0	0,17	0,65/1,17	1,87	2,18	121
8	2	1.7	3,4	0,13	0,5/1,73	0,44	0,76	5,78	4	2,7		22	10,9	24,5	35
Σ	7		53,925	0,152		8,24	9,88	628,78
Электроприемники группы №3
9	1	6,325	6,325	0,14	0,5/1,73	0,885	1,53	40
10	2	3,525	7,05	0,15	0,65/1,17	1,06	1,24	24,85
11	1	12,925	12,925	0,15	0,65/1,17	1,94	2,7	167,05
12	3	0,725	2,17	0,12	0,5/1,73	0,26	0,45	1,6	3	3,12		13	6	14,3	21
Σ	7		28,47	0,146		4,145	5,49	233,5		3,12				14,3
Электроприемники гуппы №4
13	1	19,45	19,45	0,15	0,65/1,17	2,92	3,42	378,3	4	3,3		27,6	11,8	30	43
14	2	12.65	253	0.15	0.65/1.17	3795	4.44	320
15	2	2,925	5,85	0,13	0,5/1,73	0,76	1,31	17,2
16	1	6,925	6,925	0,13	0,5/1,73	0,9	1,56	47,95
Σ	6		57,525	0,145		8,375	10,73	763,45
Электроприемники группы №5
17	5	0,6	3.0	0,1-1	0,5/1,73	0,39	0,67	1,8	3	1,97		6,5	6,27	9	13
19	2	4,85	9.7	0,3	0,5/1,73	291	5,03	47,04
Σ	7		12,7	0,26		33	5,7	48.84
Электропр иемники группы №6
18	3	125	3,75	0,13	0,5/1,73	0,49	0,84	4,68	5	1,02		23,4	19,4	30,3	43
20	4	7.0	28,0	0.8	0,8/0,75	22.4	16,8	196
Σ	7		31,75	0,72		22,89	17,64	200,68
Элетроприемники группы №7
21	2	1,9	3,8	0,13	0,5/1,73	0,49	0,85	7,22	2	4,3		17	5,5	17,8	26
22	1	7,0	7,0	0,15	0,65/1,17	1,05	1,23	49
23	1	14,0	14,0	0,16	0,65/1,17	2,24	2,62	196
25	2	0,6	1.2	0,13	0,5/1,73	0,156	0,27	0,72
Σ	6		26	0,151		3,936	4,97	252,94
Электроприемники гуппы №8
24	2	10,0	20,0	0,15	0,65/1,17	3,0	3.51	200	4	2,35		12,5	6,8	14,3	20
26	1	2,8	2.8	0,15	0,65/1,17	0,42	0,49	7,84
27	2	2,8	5,6	0,15	0,65/1,17	0,84	0,98	15,68
28	1	7.0	7,0	0,15	0,65/1,17	1,05	1,23	49
Σ	6		35,4	0,15		5,31	6,21	272,5
Электроприемники группы №9
29	5	28,0	140,0	0,25	0,4/2,29	35,0	80,15	3920	7	1,4		73,5	121,4	142	205
30	2	25	50	0,35	0,5/1.73	17.5	30275	1250
Σ		190	0,276		52,5	110,4	5170
Электрроприемники группы, №10
31 32	1 1	25 242	25 24.2	0,35 0.35	0,5/1,73 0,5/1,73	8,75 8.47	15,137 14,65	625 585,64	6	1,09		53,6	59	79,7	115
33	4	10	40,0	0,8	0,8/0,75	32,0	24,0	400,0
Σ		89,2	0,55		49,22	53,7	1610
Электроприемники группы №11
34	?	10.0	20,0	0,24	0,65/1,17	4.8	5,62	200	2	1,48		68	41,8	80	115
35	2	1В	5.6	0.24	0,65/1,17	1.34	1.57	15,68
36	1	45,0	45,0	0,В	0,8/0,75	36,0	27,0	2025,0
37	1	4,5	4,5	0,65	0,8/0,75	2,93	2,19	20,25
38	1	4,В5	4,85	0,2	0,5/1,73	0,964	1,67	23,52
Σ		79,95	0,57		46,03	38,05	2284,45

39	2	24,0	48,0	0,8	0,95/0,329	38,4	12,63	1152	5	1,0		85,7	41,8	95,8	137
40	2	1,1	2,2	0,8	0,95/0,329	1,76	0,58	2,42
41	1	15,0	15,0	0,75	0,8/0,75	11,25	8,44	225
42	2	19.0	38.0	0.9	0.9/0.48	34,2	16,4	722
Σ		103,2	0,83		85,61	38,07	2101,4
Электроприемники группы, 13
43	4	22	в,в	0,65	0,В/0,75	5,72	43	19,4	5	1,06		15,6	12	19,6	2В
44	2	2,В	5,6	0,65	0,В/0,75	3,64	2,73	15,6В
45	1	7,0	7,0	0,75	0,8/0,75	5,25	3,94	49
Е	7		21,4	0,68		14,61	10,97	84,08
Электр оприемники группы№14
46	1	22	22,0	0,8	0.95/0.329	18,7	6,58	484
47	1	10	10,0	0,8	0,95/0,329	8	2,632	100
48	1	32	32	0.24	0.65/1.17	0.768	0.898	10.24	3	1,1		39	18,4	43	62
49	3	4,5	13,5	0,65	0,8/0,75	8,77	6,58	60,75
Σ	6		48,7	0,74		36,238	16,69	654,9
Ремонтно-механический цех (расчетная нагрузка)
1			11	0,15		5,82	6,81
2			22	0,152		8,24	9,88
3			13	0.146		4,15	5,49
4			27,6	0,145		8,37	10,7
5			6,5	026		3,3	5,7
6			23,4	0.72		22.89	17.64
7			17	0,151		3,94	4,97
8			12,5	0,15		53	6,21		10	0,9		312	302	434	627
9			73,5	0,276		52,5	110,4
10			53,6	0,55		49,22	53,7
11			68	0,57		46,03	38,05
12			85,7	0,83		85,6	38,07
13			15.6	0,68		14,6	10,97
14			39	0,74		36,24	16,69
Σ			468,4	0,5		346,2	335,3
Электрическое освещение:												2,90	1,40	3,22	4,66
Общая сумма:												315,40	303,70	437,85	632,73

3.ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ НАГРУЗОК ПРЕДПРИЯТИЯ В ЦЕЛОМ И КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Расчетные нагрузки остальных цехов машиностроительного завода произведем через коэффициент спроса. Этот коэффициент берется из справочной литературы. Результаты расчетов сведем в табл. 3.1.

Рассмотрим определение расчетного максимума нагрузки на примере литейного цеха. Исходные данные для литейного цеха:

Р_н = 5300 кВт; К_с = 0,7; cosφ =0,65; F =1122 м²; σ = 3,5 Вт/м²;

cosφ_о = 0,9; К_осв = 0,9.

Расчетный максимум силовой нагрузки

Р'_м = К_с · Р_н = 0,7·5300 = 3710 кВт;

Q'_м =tgφ · Р'_м = 3710 ·1,17 = 4337,471 квар

Произведем окончательный расчет нагрузки завода с учетом потерь в трансформаторах цеховых ТП, а также искусственного освещения. Результаты расчетов сведем в табл. 3.2. Пример расчета покажем на литейном цехе.

Нагрузка искусственного освещения:

Р'_о=σ·F·К_осв = 3,5 · 1,122 · 0,9 = 3,53 кВт

Q'_о= Р'_о · tgφ₀ = 3,53 · 0,484 = 1,71 квар

Суммарная активная, реактивная и полная нагрузки:

Р'_Σ= Р'_м + Р_о = 3710 + 3,53 = 3713,53 кВт;

Q'_Σ = Q'_м + Q'_o = 4337,47+ 1,71= 4339,18 квар;

S'_м = кВА

Определим потери в трансформаторе:

ΔР_т = 0,02 · S'_м = 0,02 5707,7 = 114,15кВт;

ΔQ_т = 0,1 S'_м = 0,1 5707,7 = 570,77 квар.

Расчетный максимум цеха определяется с учетом осветительной нагрузки и потерь в трансформаторе

Р_м = Р'_м + Р_о + ΔР_т = 3710 + 3,53 +114,15= 3827,69 кВт,

Q_м = Q'_ΣM + Q_о + ΔQ_т = 1637,47+ 1,71+ 570,77 = 2209,95 квар

S_м = кВА

Определим мощность, требуемую на освещение территории завода

F_тер = F_з - F_ц = 300700 – 44654 = 256046 м²;

Р_о.тер. = F_тер · К_{с.о.тер.} = 256046 · 1 = 256 кВт;

Q_о.тер. = Р_о.тер· tgφ_с.о.тер = 256 · 0, 48 = 122,9 квар.

После нахождения расчетных максимумов всех цехов, определяем суммарные максимумы на 0,4 и 6 кВ, а после этого находим максимальную нагрузку машиностроительного завода в целом (К_р.м.= 0,9).

Р_з = (ΣР_м0,4 +ΣР_м6-10 + Р_о.тер )· К_р.м =30564 кВт;

Q_з = (ΣQ_м0,4+ΣQ_м6-10 + Q_о.тер ) · К_р.м = 11659,48 квар;

S_з = кВА

Таблица 3.2

№	Наименование цеха	Рн	cosф	tgф	Кс	Р'м	Q'м	Qку
Потребители 0,4 кВ								17062,76
1	Литейный цех	5300	0,65	1,17	0,7	3710	4337,471
2	Ремонтно-механический цех	315	0,72	0,96	1	315	302,8927
3	Кузнечный цех	1800	0,75	0,88	0,5	900	793,7254
4	Главный корпус	2400	0,7	1,02	0,75	1800	1836,367
5	Корпусно-котельный цех	5700	0,65	1,17	0,7	3990	4664,827
6	Компрессорная	360	0,85	0,62	0,8	288	178,4864
7	Такелажно-парусный цех	2600	0,7	1,02	0,6	1560	1591,518
8	Сукой дох	3200	0,75	0,88	0,5	1600	1411,067
9	Заводоуправление, лаборатории, СКВ	300	0,8	0,75	0,5	150	112,5
10	Механический док	1900	0,65	1,17	0,6	1140	1332,808
11	Кислородная станция	400	0,85	0,62	0,8	320	198,3182
12	Плавающий дон	3600	0,7	1,02	0,56	2016	2056,731
13	Лесосушилка	500	0,45	1,98	0,6	300	595,3524
Потребители 6 кВ
4	Главный корпус (б кв)	12600	0,8	0,75	0,8	10080	7560
6	Компрессорная (6 кв4х800)	3200	1	0,00	0,85	2720	0
11	Кислородная станция	2520	1	0,00	0,85	2142	0
	Итого 0,4 кВ					18089	19412,06
	Итого 6 кВ					14942	7560
	Итого общая					33031	26972,06

Экономическая величина реактивной мощности в часы максимальных (активных) нагрузок системы, передаваемой в сеть потребителя

Q'_э1 = 0,3 · Р_Σм⁼ 0,3 · 33031 = 9909,3 квар

Далее определяется мощность компенсирующих устройств, которую необходимо установить у потребителя:

Q_ку = Q'_Σм – Q'_э1 = 26972,06 – 9909,3 = 17062,76 квар

Теперь необходимо распределить полученную мощность компенсирующих устройств по цехам.

Распределение конденсаторных батарей по цехам завода следует проводить, руководствуясь экономической выгодой. В первую очередь необходимо подключить БСК к шинам 0,4 кВ цеховых КТП. Произведем расчет и распределение источников реактивной мощности и полученные результаты расчетов и стандартные значения БСК сведем в табл. 3.3.

Определяем величину мощности БСК для литейного цеха по формуле:

квар

Таблица 3.3

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	4(6 кВ)
Qкi	2743,92	191,61	502,12	1161,70	2951,01	112,91	1006,81	892,65	71,17	843,15	125,46	1301,11	376,63	4782,52
кол-во	20	3	5	8	22	2	7	6	2	6	2	9	6	1
QБСК	135	60	100	135	135	60	135	135	30	135	60	135	60	5000

После выбора БСК производим проверку:

17062,76>16870 квар

Результаты окончательного расчета нагрузки завода с учетом установки БСК сведены в в табл. 3.4.

4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕНТРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Расчет ЦЭН производится для определения мест расположения цеховых трансформаторных подстанций и пункта приема электрической энергии на генеральном плане завода, а также для построения картограммы нагрузок.

Построение картограммы производится на основании результатов определения расчетных нагрузок цехов. Она строится из условия, что площади кругов в выбранном масштабе являются расчетными нагрузками цехов.

Пример расчета покажем на литейном цехе. Результаты расчетов сведем в таблицу 3.5