Проектирование системы электроснабжения промышленного предприятия

Для группы электроприёмников нагрузку определяют по средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузки Кф из следующих соотношений:

Рр=Кфа·Рсм; Qp=Кфр·Qсм; или Qр=Рр·tgφ

 

 

Следовательно, по данному методу расчётную нагрузку принимают равной среднеквадратичной, т.е.:

Рр=Рск; Qp=Qск.

Статистический метод. Принимая, что при расчётах нагрузок можно применять нормальный закон распределения, расчётную нагрузку определяют из уравнения

Рр=Рср+β·σт,

где Рср - среднее значение (математическое ожидание) нагрузки за рассматриваемый интервал времени; β - принятая кратность меры расстояния (коэффициента надёжности расчёта); σт - среднее квадратичное отклонение нагрузки, осреднённой в интервале Т=0,5 ч. Если принять, что ожидаемая нагрузка с вероятностью 0,005 может превысить значение Рр, то согласно интегральной кривой нормального распределения β = 2,5; если вероятность 0,025, то β = 2,0

Метод упорядоченных диаграмм. Этот метод является основным для определения расчётных нагрузок промышленных предприятий.

Рр=Км·Рср.макс=Км·Ки·Рном,

где Км - коэффициент максимума нагрузки; Ки - коэффициент использования данной группы n электроприёмников; Рном - номинальная мощность всех рассматриваемых электроприёмников n.

Значение Км в зависимости от коэффициента использования эффективного числа электроприёмников (пэф) можно найти по кривым Км=f(Ки, пэф) или по таблице.

Метод коэффициента спроса. Для определения расчётных нагрузок по этому методу необходимо знать установленную мощность Рном группы электроприёмников и коэффициенты мощности cosφ и спроса Кса данной группы, определяемые по справочным материалам.

Расчётную нагрузку группы однородных по режиму работы электроприёмников определяют по формулам

Рр=Кса·Рном; Qр=Pp·tgφ;

где tgφ соответствует cosφ данной группы электроприёмников, Кса=0,6-0,75.

Расчётную нагрузку узла системы электроснабжения, содержащих группы приёмников электроэнергии с различными режимами работы, определяют с учётом разновременности максимумов нагрузки отдельных групп

где и - суммы активных и реактивных нагрузок отдельных групп электроприёмников; Крм - коэффициент разновременности максимумов нагрузок отдельных групп приёмников.

Значение Крм можно приближённо принимать равным 0,85-1,0 в зависимости от количества групп электроприёмников.

Определение расчётной силовой нагрузки по установленной мощности и коэффициенту спроса является методом приближённого расчёта, поэтому его применение рекомендуют для предварительных расчётов и определения общезаводских нагрузок.

Метод удельной нагрузки на единицу производственной площади применяют при проектировании универсальных сетей машиностроения, ткацкого производства и т.п., характеризующихся большим числом электроприёмников малой и средней мощности, равномерно распределённой по площади цеха. Универсальные сети выполняют магистральными шино-проводами и прокладывают с учётом возможных перемещений технологического оборудования.

Расчётную нагрузку группы приёмников определяют по формуле

Рр=Руд·F

где Руд - удельная расчётная мощность на 1 м2 производственной площади, кВт/м2; F - площадь размещения приёмников группы, м2.

Удельную нагрузку определяют по статическим данным. Значение её зависит от рода производства, площади цеха, обслуживаемой магистральным шинопроводом и изменяется в пределах 0,06-0,6 кВт/м.

Рассматриваемый метод расчёта целесообразно применять для определения расчётной нагрузки на стадии проектного задания при технико-экономическом сравнении вариантов, а также для других ориентировочных расчётов, например, для расчёта нагрузок электроосвещения помещений.

Для определения расчетной нагрузки судоремонтного завода применим метод технологического графика. Для группы электроприемников нагрзку определяют по средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузки Кфа=1,1-1,2 из следующих соотношений:

  

Следовательно, по данному методу расчетную нагрузку принимают равной среднеквадратичной, т.е.  Рр=Рск. 

Расчёт нагрузок произведём методом технологического графика:

Рр=Кфа·Рном; Qр=Pp·tgφ; , где tgφ выбирается для каждого цеха отдельно, Кфа - коэффициент формы графика нагрузки, принимается одинаковым для всего предприятия.

 

Расчет силовой нагрузки:

Цеха холодной прокатки №1, Рн=16130 кВт:

Рр=Кфа·Рном=0,264·16130=4258,32 кВт

Qр=Pp·tgφ=4258,32·0,88=3747,32 квар

кВ·А

 

 

На основании приведенных расчетов аналогично проводим расчет расчетной нагрузки остальных цехов. Результаты сводим в табл. 2.

№ цеха	Установленная мощность Рн, кВт  0,4/6/10 кВт			Категории потребителей	Метод  расчёта	Расчетная мощность 0,4 кВ Ррас(0,4)/ Qрас(0,4) кВт/квар	Расчетная мощность 6-10 кВ Ррас(6)/ Qрас(6), кВт/квар
1	16130		5400	I	Метод  технологического графика	4258,32/3747,32	1425,6/1254,53
2	7850			II		2072,4/1554,3
3	4690	22025	11740	I		1238,16/928,62	5814,6/4360,95	3099,4/1743,4
4	19540	5650	5950	I		5158,56/4539,53	1491,6/1312,61	1570,8/1382,3
5	9760		1730	I		2576,64/2267,44		456,7/401,91
6	10200	8920	1640	II		2692,8/1669,5	2354,88/1460,03	432,96/268,44
7	7710	700	8820	II		2035,44/1261,97	184,8/114,58	2328,5/1443,7
8	2170			II		572,88/504,13
9	160			III		42,24/37,17
10	3110			II		821,04/722,52
11	750			III		198/174,24
12	800			I		211,2/158,4
13	1920			I		506,88/380,16
14	_____			_____		_____	_____	_____
15	420			I		110,88/94,25
16	120			III		31,68/26,93
17	40			III		10,56/6,55
18	1280			II		337,92/253,44
19	80			I		21,12/15,84
20	250			I		66/58,08
21	350			II		92,4/57,29
22	480			III		126,72/111,51
23	230	3125		I		60,72/53,43	825/726
Р∑пр, кВт	88040/40420/35280					23242,56	12096,46	7888,36
Q∑пр, квар						18622,62	9228,7	5239,75
S∑пр, кВ∙А						29782,86	15214,9	9470,0

 

Таблица 2 –  Расчетные нагрузки по цехам (участкам) и заводу в целом

 

• Расчет осветительной нагрузки

 

Нормы освещения:

Виды освещения:

Рабочее освещение, обеспечивающее необходимые условия работы при нормальном режиме работы осветительной установки, обязательно во всех помещениях и на открытых пространствах. [2]

Охранное освещение – разновидность рабочего освещения, устраивается по линии охраняемых заводских или иных территорий.

Аварийное освещение, предназначаемое для временного продолжения работы при аварийном погасании рабочего освещения, должно устраиваться в помещениях и на открытых пространствах в случаях, когда прекращение нормального обслуживания оборудования из – за отсутствия рабочего освещения может вызвать взрыв, пожар, отравление, травматизм в местах большого скопления людей, длительное расстройство технологического процесса, а также нарушение работы жизненных центров предприятий и узлов обслуживания массовых потребителей (установки электро-, водо- и теплоснабжения, узлы связи и радиопередачи т.п.). Это освещение необходимо также в операционных блоках, кабинетах неотложной помощи и приёмных покоях лечебных учреждений.

Аварийное освещение, предназначенное для безопасной эвакуации персонала при аварийном погасании рабочего освещения, должно устраиваться:

1. В производственных помещениях при числе работающих более 50; при наличии мест опасных для прохода; при наличии оборудования, продолжение работы которого в отсутствие рабочего освещения может быть источником опасности.
2. В основных проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей из зданий, где находится более 50 человек.
3. В непроизводственных помещениях, где одновременно находится более 100 человек.
4. В детских учреждениях.
5. В местах работ на открытых пространствах при повышенной опасности эвакуации.

В случаях, когда аварийное освещение для продолжения работы не обязательно, но желательно, рекомендуется соответственно увеличивать освещённость от эвакуационного аварийного освещения.

Для аварийного освещения могут использоваться лампы накаливания и люминесцентные лампы. Последние применяются только в отапливаемых помещениях при питании их переменным током и напряжении не ниже 90% нормального. Лампы ДРЛ могут использоваться только как дополнительно присоединённые к группам аварийного освещения для усиления освещенности.

Системы освещения:

Различаются системы:

а) Общего равномерного освещения – когда световой поток распределяется без учёта размещения оборудования. Обычными (но не обязательными) признаками равномерного освещения являются одинаковость типа светильников, высоты их подвеса и мощности ламп в пределах всего помещения и симметричное расположение светильников, при котором расстояние между светильниками в каждом направлении одинаковы в пределах всего помещения.

б) Общего локализованного освещения – когда световой поток распределяется с учётом расположения оборудования. Обычным (но не обязательным) признаком локализованного освещения является неодинаковость в пределах помещения данных, указанных в п. «а».

в) Комбинированного освещения – когда к общему освещению (в данном случае обычно равномерному) добавляется местное освещение рабочих мест.

Устройство в помещениях одного только местного освещения запрещено!

Разновидностью местного освещения является переносное освещение, включаемое через штепсельные розетки или подключательные пункты и необходимое в помещениях, имеющих технологическое оборудование, требующее при осмотре или ремонте усиленного освещения или освещения поверхностей, неосвещаемых общим освещением ( в том числе внутренние полости производственных ёмкостей и т.д.), а также в помещениях, где по ходу работы требуется временное увеличение освещённости отдельных мест (например, при ручной формовке в литейных цехах).

Общее равномерное освещение применяется при относительно невысокой точности выполняемых работ: высокой плотности рабочих мест; возможности выполнения работ в любой точке помещения; ограниченности зрительной задачи общим обзором помещения; отсутствии специфических требований к качеству освещения, выполнимых при общем освещении.

Общее локализованное освещение применяется при больших размерах стационарно расположенных рабочих поверхностей или размещения их сосредоточенными группами; наличии крупногабаритного оборудования, затеняющих предметов, трубопроводов и т.п.; наличии специфических, но выполнимых при общем освещении требований к качеству освещения (например, направление света); различном характере работ на разных участках площади помещения.

Комбинированное освещение применяется при выполнении работ высокой точности (разряды I, II, III, IV, Vа и Vб пСНиП); невозможности удовлетворить при общем освещении специфические требования к качеству освещения (направление или спектральных состав света, освещение на просвет и т.п.); малой плотности расположения рабочих мест; наличии в помещении единичных мест, требующих повышенной освещенности.

Требования к качеству освещения.

Необходимые условия работы зрительного аппарата, помимо создания нормируемых уровней освещенности, обеспечиваются соблюдением требований к качеству освещения.

Нормами гл. СНиП II-A.9-71 для производственных помещений предусматривается ограничение слепящего действия светильников общего освещения путём нормирования создаваемого ими показателя ослеплённости, а также ограничение пульсаций освещённости, создаваемых газорязрядными лампами (при питании током промышленной частоты 50 Гц), нормированием коэффициента пульсации. Максимально допустимые значения указанных показателя и коэффициента для разных помещений приводятся в отраслевых нормах искусственного освещения.

 

Метод коэффициента использования светового потока.

Метод коэффициента использования светового потока применяется для расчёта общего равномерного освещения помещений при отсутствии существенных затенений рабочей поверхности. При установке в помещении площадью S (м2) N светильников для создания наименьшей освещённости E (лм) с коэффициентом запаса k поток F (лм) лампы в каждом светильнике определяется формулой

      (20)

где h - коэффициент использования светового потока (в долях единицы); z – коэффициент минимальной освещённости , равный отношению средней освещенности помещения к минимальной. По найденному значению F выбирается ближайшая стандартная лампа, поток которой должен отличаться от расчётного, как правило, не более чем на –10 или +20%. При невозможности выбора F с такой точностью корректируется N.

 

Метод удельной мощности.

Простейший способ светотехнического расчёта – метод удельной мощности – пригоден для расчёта общего равномерного освещения незагромождённых помещений (когда можно пренебречь затенениями), длина которых не более чем в 2,5 превышает ширину, и строго для тех исходных данных, для которых составлены таблицы.

При расчёте по удельной мощности освещения лампами накаливания или лампами типа ДРЛ в помещении площадью S, м2, первоначально намечается число светильников N, затем для соответствующих исходных данных из таблиц находится значение удельной мощности w, рассчитывается необходимая мощность каждой лампы p, Вт, по формуле:

                                                              (22)

и выбирается ближайшая стандартная мощность лампы. При расчёте освещения выполненного рядами люминесцентных светильник, намечается число рядов N и находится общая необходимая мощность всех ламп ряда p, на основании чего выбирается число и мощность светильников в ряду.

 

Расчет мощности на освещение ведем методом удельной мощности

  

где  S- площадь цеха;

        - удельная мощность выбранного светильника.

                  Количество рядов рассчитываем  исходя из того, что ряды светильников  устанавливаем по длинной стороне  здания через каждые: