Курсовая работа (т): Электроснабжение частного предприятия

Расчет электрических нагрузок необходим для построения картограммы нагрузок, выбора мощности трансформаторов главной понижающей подстанции (ГПП) и цеховых подстанций и т.д.

Для определения расчетных нагрузок по номинальным установленным мощностям электроприемников воспользуемся методом коэффициента максимума. По этому методу расчетная нагрузка принимается равной вероятному максимальному значению за время 30 минут при кабелях и проводах, имеющих постоянную времени нагрева значительно более 10 минут (при сечении более 50 мм²).

Средние активные и реактивные нагрузки (за наиболее нагруженную смену) Р_см, Q_см определяют по формулам:

Р_см=К_и·Р_н∑ (2.1)

 (2.2)

где Р_см, Р_н∑ - суммы активных мощностей за смену и номинальных в группе электроприемников, кВт

Q_см - средняя реактивная нагрузка электроприемников за наиболее нагруженную смену, квар

Р_н - номинальная мощность одного электроприемника, Вт;φ - тангенс угла, определяемый по формуле:

 (2.3)

где cosφ - коэффициент мощности, определяемый по справочнику [1].

Максимальная активная нагрузка Р_м, кВт и максимальная реактивная Q_м, квар, нагрузки определяются по формулам:

Р_м=К_м·Р_см (2.4)

 (2.5)

где К_м - коэффициент максимума, определяемый по справочнику [4];

Максимальная полная нагрузка S_м, кВ·А, определяется по формуле:

 (2.6)

Средняя нагрузка за наиболее нагруженную смену S_см, кВ·А, определяется по формуле:

 (2.7)

Ток распределительной установки определяется по формуле:

 (2.8)

где U_л - напряжение линии, принимается равным 0,38 кВ.

Показатель силовой сборки в группе определяется по формуле:

 (2.9)

где Р_н.нб - наибольшая мощность электроприемника кВт, Р_н.нм - наименьшая мощность электроприемника, кВт.

Кузнечный цех с термическим отделением №1

Моталка, ковочные машины

Р_н=220; n=4; К_м=2,64; К_и=0,2; cosφ=0,65; tgφ=1,16

1. Определяется средняя активная нагрузка по формуле 2.1

Р_см=К_и·Р_н∑ =0,2·220·4=176 кВт

. Определяется средняя реактивная нагрузка по формуле 2.2

_см=P_см·tqφ=176·1,16=204,2 квар

. Определяется средняя нагрузка за наиболее загруженную смену по формуле 2.7

. Определяется максимальная активная нагрузка по формуле 2.4

Р_м=К_м·Р_см=2,64·176=464,6кВт

5. Определяется максимальная реактивная нагрузка по формуле 2.5

_м=Р_м·tgφ=464,6·1,16=538,9 квар

. Определяется максимальная полная нагрузка по формуле 2.6

. Определяется ток распределительной установки по формуле 2.8

Печи сопротивления с непрерывной загрузкой

Р_н=5200; n=8; К_м=1,2; К_и=0,7; cosφ=0,95; tgφ=0,32

1. Определяется средняя активная нагрузка по формуле 2.1

Р_см=К_и·Р_н∑ =0,7·5200·8=29120 кВт

. Определяется средняя реактивная нагрузка по формуле 2.2

_см=P_см·tqφ=29120·0,32=9318,4 квар

. Определяется средняя нагрузка за наиболее загруженную смену по формуле 2.7

4. Определяется максимальная активная нагрузка по формуле 2.4

Р_м=К_м·Р_см=1,2·29120=34944кВт

. Определяется максимальная реактивная нагрузка по формуле 2.5

_м=Р_м·tgφ=34944·0,32=11182,1 квар

. Определяется максимальная полная нагрузка по формуле 2.6

. Определяется ток распределительной установки по формуле 2.8

Индукционные печи низкой частоты

Р_н=280; n=19; К_м=1,11; К_и=0,7; cosφ=0,35; tgφ=2,67

1. Определяется средняя активная нагрузка по формуле 2.1

Р_см=К_и·Р_н∑ =0,7·280·19=3724 кВт

. Определяется средняя реактивная нагрузка по формуле 2.2

_см=P_см·tqφ=3724·2,67=9943,1 квар

. Определяется средняя нагрузка за наиболее загруженную смену по формуле 2.7

. Определяется максимальная активная нагрузка по формуле 2.4

Р_м=К_м·Р_см=1,11·3724=4133,6 кВт

. Определяется максимальная реактивная нагрузка по формуле 2.5

_м=Р_м·tgφ=4133,6·2,67=11036,71 квар

. Определяется максимальная полная нагрузка по формуле 2.6

. Определяется ток распределительной установки по формуле 2.8

Ламповые генераторы индуктивных печей высокой частоты

Р_н=550; n=15; К_м=1,12; К_и=0,7; cosφ=0,65; tgφ=1,16

1. Определяется средняя активная нагрузка по формуле 2.1

Р_см=К_и·Р_н∑ =0,7·550·15=5775 кВт

. Определяется средняя реактивная нагрузка по формуле 2.2 Q_см=P_см·tqφ=5775·1,16=6699 квар

. Определяется средняя нагрузка за наиболее загруженную смену по формуле 2.7

. Определяется максимальная активная нагрузка по формуле 2.4

Р_м=К_м·Р_см=1,12·5775=6468 кВт

. Определяется максимальная реактивная нагрузка по формуле 2.5

_м=Р_м·tgφ=6468·1,16=7502,88 квар

. Определяется максимальная полная нагрузка по формуле 2.6

. Определяется ток распределительной установки по формуле 2.8

Мелкие нагревательные приборы

Р_н=844; n=200; К_м=1,05; К_и=0,6; cosφ=0,9; tgφ=0,48

1. Определяется средняя активная нагрузка по формуле 2.1

Р_см=К_и·Р_н∑ =0,6·844·200=101280 кВт

. Определяется средняя реактивная нагрузка по формуле 2.2

_см=P_см·tqφ=101280·0,48=48614,4 квар

3. Определяется средняя нагрузка за наиболее загруженную смену по формуле 2.7

. Определяется максимальная активная нагрузка по формуле 2.4

Р_м=К_м·Р_см=1,05·101280=106344 кВт

. Определяется максимальная реактивная нагрузка по формуле 2.5

_м=Р_м·tgφ=106344·0,48=51045,12 квар

. Определяется максимальная полная нагрузка по формуле 2.6

. Определяется ток распределительной установки по формуле 2.8

Двигатель-генераторы индукционных печей высокой частоты

Р_н=429; n=20; К_м=1,11; К_и=0,7; cosφ=0,8; tgφ=0,75

1. Определяется средняя активная нагрузка по формуле 2.1

Р_см=К_и·Р_н∑ =0,7·429·20=6006 кВт

2. Определяется средняя реактивная нагрузка по формуле 2.2

_см=P_см·tqφ=6006·0,75=4504,5 квар

. Определяется средняя нагрузка за наиболее загруженную смену по формуле 2.7

. Определяется максимальная активная нагрузка по формуле 2.4

Р_м=К_м·Р_см=1,11·6006=6666,66 кВт

. Определяется максимальная реактивная нагрузка по формуле 2.5

_м=Р_м·tgφ=6666,66·0,75=5000 квар

. Определяется максимальная полная нагрузка по формуле 2.6

. Определяется ток распределительной установки по формуле 2.8

Мостовые краны ПВ40%

Р_н=50; n=3; К_м=3,51; К_и=0,1; cosφ=0,5; tgφ=1,73

1. Определяется средняя активная нагрузка по формуле 2.1

Р_см=К_и·Р_н∑ =0,1·50·3=15 кВт

. Определяется средняя реактивная нагрузка по формуле 2.2

_см=P_см·tqφ=15·1,73=25,95 квар

. Определяется средняя нагрузка за наиболее загруженную смену по формуле 2.7

. Определяется максимальная активная нагрузка по формуле 2.4

Р_м=К_м·Р_см=3,51·15=52,65 кВт

. Определяется максимальная реактивная нагрузка по формуле 2.5

_м=Р_м·tgφ=52,65·1,73=91,08 квар

. Определяется максимальная полная нагрузка по формуле 2.6

. Определяется ток распределительной установки по формуле 2.8

Компрессоры

Р_н=155; n=4; К_м=1,29; К_и=0,7; cosφ=0,8; tgφ=0,75

1. Определяется средняя активная нагрузка по формуле 2.1

Р_см=К_и·Р_н∑ =0,7·155·4=434 кВт

. Определяется средняя реактивная нагрузка по формуле 2.2

_см=P_см·tqφ=434·0,75=325,5 квар

. Определяется средняя нагрузка за наиболее загруженную смену по формуле 2.7

. Определяется максимальная активная нагрузка по формуле 2.4

Р_м=К_м·Р_см=1,29·434=559,86 кВт

. Определяется максимальная реактивная нагрузка по формуле 2.5

_м=Р_м·tgφ=559,86·0,75=419,9 квар

. Определяется максимальная полная нагрузка по формуле 2.6

. Определяется ток распределительной установки по формуле 2.8

Насосы

Р_н=254; n=6; К_м=1,23; К_и=0,7; cosφ=0,8; tgφ=0,75

1. Определяется средняя активная нагрузка по формуле 2.1

Р_см=К_и·Р_н∑ =0,7·254·6=1066,8 кВт

. Определяется средняя реактивная нагрузка по формуле 2.2

_см=P_см·tqφ=1066,8·0,75=800,1 квар

. Определяется средняя нагрузка за наиболее загруженную смену по формуле 2.7

. Определяется максимальная активная нагрузка по формуле 2.4

Р_м=К_м·Р_см=1,23·1066,8=1312,16 кВт

. Определяется максимальная реактивная нагрузка по формуле 2.5

_м=Р_м·tgφ=1312,16·0,75=984,12 квар

. Определяется максимальная полная нагрузка по формуле 2.6

7. Определяется ток распределительной установки по формуле 2.8

Вентиляционное оборудование

Р_н=250; n=35; К_м=1,12; К_и=0,6; cosφ=0,75; tgφ=0,88

1. Определяется средняя активная нагрузка по формуле 2.1

Р_см=К_и·Р_н∑ =0,6·250·35=5250 кВт

. Определяется средняя реактивная нагрузка по формуле 2.2

_см=P_см·tqφ=5250·0,88=4620 квар

. Определяется средняя нагрузка за наиболее загруженную смену по формуле 2.7

. Определяется максимальная активная нагрузка по формуле 2.4

Р_м=К_м·Р_см=1,12·5250=5880 кВт

. Определяется максимальная реактивная нагрузка по формуле 2.5

_м=Р_м·tgφ=5880·0,88=5174,4 квар

6. Определяется максимальная полная нагрузка по формуле 2.6

. Определяется ток распределительной установки по формуле 2.8

Освещение, лампы люминесцентные

Р_н=102; n=22; К_м=1,03; К_и=0,9; cosφ=0,95; tgφ=0,33

1. Определяется средняя активная нагрузка по формуле 2.1

Р_см=К_и·Р_н∑ =0,9·102·22=2019,6 кВт

. Определяется средняя реактивная нагрузка по формуле 2.2

_см=P_см·tqφ=2019,6·0,33=666,47 квар

. Определяется средняя нагрузка за наиболее загруженную смену по формуле 2.7

. Определяется максимальная активная нагрузка по формуле 2.4

Р_м=К_м·Р_см=1,03·2019,6=2080,19 кВт

5. Определяется максимальная реактивная нагрузка по формуле 2.5

_м=Р_м·tgφ=2080,19·0,33=686,46 квар

. Определяется максимальная полная нагрузка по формуле 2.6

. Определяется ток распределительной установки по формуле 2.8

. Определяется показатель силовой сборки в группе по формуле 2.0

2.2 Выбор числа и мощности трасформатора

Правильный выбор числа и мощности силовых трансформаторов для главных понизительных и цеховых подстанций промышленных предприятий имеет существенное значение для построения схемы электроснабжения предприятий.

Основными требованиями при выборе числа трансформаторов ГПП являются: надежность электроснабжения потребителей (учет категории электроприемников в отношении требуемой надежности), а также минимум приведенных затрат на трансформаторы с учетом динамики роста электрических нагрузок.

Двухтрансформаторные подстанции должны применяться при преобладании потребителей Ι и ΙΙ категории, а также при неравномерном суточном или годовом графике нагрузки, обеспечивая практически бесперебойность предприятия.

Мощность трансформатора должна обеспечивать потребную мощность в режиме работы после отключения поврежденного трансформатора в зависимости от требований, предъявляемых потребителями данной категории.

Надежность электроснабжения предприятия достигается за счет установки на подстанции двух трансформаторов (второй в нормальном режиме работы может быть как отключен, так и включен).

При выборе трансформаторов рекомендуется: