Примечание: в цехах имеющих металлообрабатывающие станки и оборудование применяются лампы накаливания, чтобы исключить стробоскопический эффект. В остальных цехах и на освещение открытых складов и территории предприятия используются люминесцентные и дугоразрядные лампы типа-ДРЛ.
Осветительная нагрузка территории
Площадь территории Fтер=232825м2,
удельная плотность освещения ?тер=1 Вт/м2,
коэффициент спроса осветительной нагрузки Ксо тер=1[3]
[pic][pic]
Активная суммарная нагрузка напряжением до 1000В
[pic]
Суммарная реактивная нагрузка напряжением до 1000В
[pic]
Полная суммарная мощность напряжением до1000В
[pic]
При определении суммарной нагрузки по заводу в целом необходимо учесть
коэффициент разновремённости максимумов Крм, значение которого для
машиностроительной отрасли равно 0,95,а также потери в силовых
трансформаторах, которые еще не выбраны, по этому эти потери учитываются
приближенно по ниже следующим выражениям.
Приближенные потери в трансформаторах цеховых подстанций:
[pic]
Суммарная активная нагрузка напряжением выше 1000В:
[pic]
Суммарная реактивная нагрузка напряжением выше 1000В:
[pic]
Активная мощность предприятия:
[pic]
Реактивная мощность предприятия без учёта компенсации:
[pic]
Экономически обоснованная мощность, получаемая предприятием в часы
максимальных нагрузок:
[pic]
где 0,3-нормативный tg?эк для Западной Сибири и U=110кВ
Мощность компенсирующих устройств, которую необходимо установить в системе
электроснабжения предприятия:
[pic]
Полная мощность предприятия, подведённая к шинам пункта приёма
электроэнергии(ППЭ):
[pic]
2. Статистический метод
Принимая, что при расчётах нагрузок можно пользоваться нормальным законом распределения, расчётная нагрузка может быть определена как:
[pic] (2.2.1)
где: Рср–среднее значение нагрузки за интервал времени, кВт;
?–принятая кратность меры рассеяния;
?–среднеквадратичное отклонение, кВт;
Согласно исходных данных ?=2,5.
Среднеквадратичное отклонение определяем по выражению:
[pic] (2.2.2) где: Dp–дисперсия.
Дисперсия находится по формуле:
Dp=Рср.кв2 –Рср2 , (2.2.3)
где: Рср–среднее значение мощности за интервал времени, определяемое по формуле:
[pic]
(2.2.4) где: ?t–интервал времени;
Рi–значение мощности на этом интервале;
Рср.кв–среднеквадратичная мощность, определяемая по выражению:
[pic]
(2.2.5)
Рср и Рср.кв определяются с помощью графиков нагрузок.
[pic][pic]
[pic]РСР,КВ=11053 кВт.
Тогда дисперсия Dp=РСР.КВ2 – РСР2=122171177,2–97032 =28022968,18 кВт,
а среднеквадратичное отклонение [pic]5293,7 кВт.
Расчетная мощность:
[pic] кВт,
[pic]0,3?22937,25=6881,2 квар,
[pic]23981,7 кВА.
В качестве расчётной нагрузки по заводу принимается наименьшая. В
данном случае это нагрузка, определённая по методу коэффициента спроса.
Таблица 3. Суточный график электрических нагрузок.
|t.ч |Рзим, %|Рлетн,|Рmax.раб,к|Рраб, зим. |Рр.летн,кВ|Рвых,кВ|
| | |% |Вт |КВт |т |т |
|0 |35 |32 | |4969,8 |4543,8 |4260 |
| | | | | | | |
| | | | | | | |
| | | | | | | |
| | | | | | | |
| | | | | | | |
| | | | | | | |
| | | | | | | |
| | | | | | | |
| | | | | | | |
| | | |14199,5 | | | |
| | | | | | | |
| | | | | | | |
|1 |35 |32 | |4969,8 |4543,8 |4260 |
|2 |33 |30 | |4685,8 |4259,8 |4260 |
|3 |35 |32 | |4969,8 |4543,8 |4260 |
|4 |35 |32 | |4969,8 |4543,8 |4260 |
|5 |32 |27 | |5343,8 |3833,8 |4260 |
|6 |27 |23 | |3833,8 |3265,8 |4260 |
|7 |50 |41 | |7099,8 |5821,8 |4260 |
|8 |92 |82 | |13063,5 |11643,6 |4260 |
|9 |100 |92 | |14199,5 |13063,5 |2982 |
|10 |100 |92 | |14199,5 |13063,5 |2982 |
|11 |93 |92 | |13205,,5 |13063,5 |2982 |
|12 |88 |85 | |12495,6 |12069 |2982 |
|13 |97 |92 | |13773,5 |13063,5 |2982 |
|14 |93 |88 | |13205,5 |12495,6 |2982 |
|15 |90 |84 | |12779,6 |11927,6 |2982 |
|16 |85 |78 | |12069,6 |11075,6 |2982 |
|17 |90 |81 | |12779,6 |11501,6 |2982 |
|18 |90 |82 | |12779,6 |11243,6 |3550 |
|19 |88 |80 | |12495,6 |11359,6 |3550 |
|20 |93 |88 | |13205,5 |12495,6 |3550 |
|21 |93 |90 | |13205,5 |12779,6 |4260 |
|22 |86 |83 | |12211,6 |11785,6 |4260 |
|23 |70 |67 | |9939,7 |9513,7 |4260 |
Построение графиков электрических нагрузок
По данным таблицы 3 построен суточный график нагрузки для рабочего дня, который представлен на рисунке 3. График нагрузки выходного дня также приведён на рисунке 3.
Годовой график электрических нагрузок
Для построения годового графика используется суточный график для рабочих и
выходных дней Принимаем что в году 127 зимних,127 летних и 111 выходных
дней.
Число часов использования максимальной нагрузки определяется по выражению:
[pic],
(3.1)
TMAX=[pic]4790 ч.
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕНТРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Для построения картограммы нагрузок как наглядной картины территориального расположения мощностей цехов необходимы центры электрических нагрузок (ЦЭН) этих цехов. В данной работе предполагается, что ЦЭН каждого цеха находится в центре тяжести фигуры плана цеха, так как данных о расположении нагрузок в цехах нет. Нагрузки цехов представляются в виде кругов, площадь которых равна нагрузке этих цехов, а радиус определяется по выражению:
[pic]
(4,1)
где m — выбранный масштаб, кВт/мм.
Выбираем масштаб m=1,7 кВт/мм. Расчёт радиусов сведён в таблицу 5.
Осветительная нагрузка на картограмме представлена в виде секторов кругов,
площадь которых соотносится с площадью всего круга как мощность освещения
ко всей мощности цеха до 1000 В. Углы секторов определяются по выражению
[pic] (4.2)
Расчёт этих углов представлен в таблице 5.
Окружности без закрашенных секторов обозначают нагрузку напряжением выше
1000 В.
Координаты центра электрических нагрузок завода в целом определяются по
выражению.
[pic] [pic][pic] (4.3)
где pm i— активная нагрузка i-того цеха;
Xi, Yi — координаты ЦЭН i-того цеха; n — число цехов предприятия.
Для определения ЦЭН цехов, конфигурация которых на плане отлична от прямоугольной, используется следующий алгоритм:
1. цех i разбивается на j таких частей, что каждая из них является
прямоугольником;
2. по генплану определяются ЦЭН этих частей Xi.j, Yi.j и их площади Fi .
j;
2. находится активная мощность, приходящаяся на единицу площади этого цеха
[pic]
4. определяется активная мощность, размещенная в каждой из прямоугольных
частей рассматриваемого цеха Рм i.j;
5. с использованием выражения (4.3) находятся координаты ЦЭН цеха в
целом. Согласно генерального плана предприятия по вышеизложенной методике
определяются ЦЭН цеха №10 (литейный цех), цеха №11 (литейный цех), цеха №12
(кузнечный цех) . Рассмотрим расчёт для цеха №10:
1 . разбиваем цех на
четыре прямоугольные части;
2. их координаты ЦЭН равны соответственно: X10.1=3,8; Y10.1=4,6;
X10.2=3,1; Y10.2=4; X10.3=3,6; Y10.3=4; X10.4=4,1; Y10.4=4; F10.1=2484 м2; F10.2=1426 м2; F10.3=1426 м2; F10.4=1426 м2;
3. удельная активная мощность цеха №10: [pic]
4. Pм10.1=Рм10уд ·F10.1=231,4·2484=754,798 кВт; РМ10.2=231,4·1426=329,976 кВт; РM10.3=231,4· 1462=329,976 кВт;
Р10,4=231,4·1462=329б976 кВт;
5. [pic]
[pic]
Для цехов №10, 11 и 12 расчёт приведён в таблице 4.
Таблица 4. Расчёт ЦЭН для непрямоугольных цехов
|№ |Xi.j,|Yi.j |Fi.j,|F.i,м|Pмi,к|[pic],В|Рмi,j|Xi, |Y,, |
|цеха |мм |мм |М2 |2 |Вт |т/м2 |,кВт |мм |мм |
|10 |3,8 |4,6 |2484 | | | |574,7| | |
| | | | | | | |97 | | |
| | | | |6762 |1565 |231,4 | |3,6 |4,3 |
| |3,1 |4 |1426 | | | |329,9| | |
| | | | | | | |76 | | |
| |3,6 |4 |1426 | | | |329,9| | |
| | | | | | | |76 | | |
| |4,1 |4 |1426 | | | |329,9| | |
| | | | | | | |76 | | |
|11 |5,7 |4,6 |4774 | | | |749,5| | |
| | | | | | | |18 | | |
| | | | |10174|1597,|157 | |5,7 |4,3 |
| | | | | |7 | | | | |
| |4,9 |4,1 |1674 | | | |262,8| | |
| | | | | | | |18 | | |
| |5,7 |4,1 |2052 | | | |332,1| | |
| | |1 | | | | |64 | | |
| |6,5 |4,1 |1674 | | | |262,8| | |
| | | | | | | |18 | | |
|12 |7,5 |4,1 |1955 | | | |100,4| | |
| | | | | | | |87 | | |
| | | | |5975 |307,2|51,4 | |7,8 |4,2 |
| |8,1 |4,6 |1380 | | | |70,93| | |
| | | | | | | |2 | | |
| |8,1 |4,2 |1587 | | | |81,57| | |
| | | | | | | |1 | | |
| |8,1 |3,8 |1035 | | | |53,19| | |
| | | | | | | |9 | | |
Координаты ЦЭН других цехов определены непосредственно при помощи генплана
и сведены в таблицу 5.
Таблица 5. Картограмма электрических нагрузок
|№ цеха|Xi, |Yi, |Рм, |Ri,мм|Ро, |аi, |
| |мм |мм |кВт | |кВт |град. |
|1 |9,4 |5,6 |1724 |19 |364,8|76 |
| |--- |--- |1071 |15 |-- | |
|2 |16,8 |5,6 |1365,|17 |245,8|64 |
| | | |8 | | | |
|3 |11,4 |3,8 |461,4|14 |101,4|42 |
| |--- |--- |400 |9 |---- | |
|4 |15,4 |3,8 |560,4|11 |85,4 |55 |
|5 |19,2 |2,6 |405,6|9 |55,6 |49 |
|6 |7,2 |8,4 |184,6|6 |68,6 |134 |
|7 |8,4 |1,2 |52,1 |3 |4,6 |32 |
|8 |3,8 |5 |121,8|5 |16,8 |50 |
|9 |4,2 |7,8 |176,5|6 |26,5 |54 |
|10 |7,2 |8,4 |785 |13 |65 |29,8 |
| |--- |--- |780 |12,8 |---- | |
|11 |11,4 |8,6 |817,7|13 |97,7 |43 |
| |--- |---- |780 |12,8 |---- | |
|12 |15,6 |8,4 |307,2|8 |57,2 |67 |
|13 |18,8 |7,8 |538 |11 |28 |19 |
|14 |20 |5,6 |34,8 |3 |2,8 |30 |
|15 |20 |4,4 |62,9 |4 |2,9 |17 |
|16 |12,6 |1,2 |66,7 |4 |14 |76 |
|17 |13,8 |1,2 |9,8 |1,5 |1,8 |66 |
|18 |15 |1,2 |99 |5 |14 |51 |
|19 |2 |7,6 |313,9|8 |3,9 |4,5 |
|20 |18,6 |9,2 |336,9|8,5 |12,9 |14 |
|21 |2 |5,4 |50,5 |3 |17,5 |125 |
|22 |20,2 |9 |6,6 |1,2 |6,6 | |
Координаты центра электрических нагрузок завода в целом, определённые на
основе данных таблицы 5 с помощью выражения (4.3):
[pic][pic][pic][pic]
[pic] [pic]
Рисунок 5. Картограмма электрических нагрузок
5. ВЫБОР СИCТЕМЫ
ПИТАНИЯ
В систему питания входят питающие линии электропередачи и ППЭ.
Канализация электрической энергии от источника питания до ППЭ
осуществляется двухцепными воздушными линиями напряжением 110кВ. В качестве
ППЭ используем унифицированную комплектную подстанцию блочного исполнения
типа КТПБ-110/6-104.
5.7. Выбор устройства высшего напряжения ППЭ
Вследствие малого расстояния от подстанции энергосистемы до завода (3
км) рассматриваем следующих два вида устройства высшего напряжения (УВН):
1. блок «линия—трансформатор»;
2. выключатель.
В первом варианте УВН состоит только из разъединителя наружной установки. Отключающий импульс от защит трансформатора (дифференциальной или газовой) подаётся на выключатель системы, называемый головным выключателем, по контрольному кабелю.
Во втором варианте УВН состоит из выключателя наружной установки.
Отключающий импульс от защит трансформатора подаётся на выключатель,
который и отключает повреждённый трансформатор.
Выбор вида УВН осуществляется на основании технико-экономического расчёта (ТЭР). Критерием оптимальности решения являются меньшие расчётные затраты, определяемые по выражению
Зi=Ен·Кi+Иi+Уi, (5.1.1)
где Ен=0,12 — нормативный коэффициент эффективности капиталовложений, р/год;
К — капитальные вложения, руб.;
И — годовые издержки производства (годовые эксплуатационные расходы), руб./год;
У — ущерб, руб./год.
Первый вариант.
Капиталовложения:
разъединитель РНДЗ.2-110/1000 У1 Краз=4600 руб. согласно [8];
стоимость монтажа и материалов 1 км контрольного кабеля в траншее с
алюминиевыми жилами сечением 10x2,5 мм2 Kкк=11300 руб.
Суммарные капиталовложения: К1= Краз+Ккк= 4600+4,8·11300=58840руб.
Амортизационные отчисления согласно [8]:
