Электрооборудование ремонтно механического цеха

если m ≤ 3, n ≥ 4, то n_э = n; при m > 3, К_и.гр < 0,2, эффективное число приёмников определяют в следующем порядке:

1) выбирается наибольший по мощности  электроприёмник рассматриваемого узла

2) выбираются электроприёмники, мощность каждого из которых равна или больше половины наибольшего по мощности электроприёмника

3) подсчитывают их число n′ и их суммарную номинальную мощность Р′_ном

4) определяют суммарную номинальную  мощность всех рабочих электроприёмников рассматриваемого узла Р_ном∑ и их число n

5) находят n′_* и Р′_ном*:                                                                                 

 

n′_* = n′ / n                                                                                     (2.9)

Р′_ном* = Р′_ном / Р_ном∑                                                                     (2.10)

 

6) по n′_* и Р′_ном* определяют n′_э* по графику [3, стр. 4]

7) находят n_э:

                                                                                                                                                                      

n_э = n′_э* · n                                                                           (2.11)

 

и) Определяют, в зависимости от группового коэффициента использования  и эффективного числа электроприёмников, коэффициент максимума К_м  по графическим зависимостям или [4, табл 2-7]    

к) Определяют расчётную активную мощность по формуле:

 

Р_м =  К_м · ΣР_см                                                                            (2.12)

 

л) Определяют расчётную реактивную мощность по формуле:

 

если n_э ≤ 10, то Q_м = L_м · ΣQ_см                                                     (2.13)

если n_э > 10, то Q_м = ΣQ_см                                                          (2.14)

 

где  L_м – коэффициент максимума реактивной мощности, L_м = 1,1

м) Определяют полную расчётную нагрузку S_м по формуле:

 

        

S_м =              (2.15)

 

н) Определяем расчетный ток I по формуле:

                                                                              (2.16)

где  U – номинальное напряжение электроприёмников, кВ

 

Активная расчётная нагрузка освещения  определяется по формуле:

 

Р_р.о = К_с · Р_уст                                                                                (2.17)

 

где  К_с – коэффициент спроса, К_с = 0,8 [2]

по формуле (2.4):

 

Р_уст = 28 · 0,4 = 11,2 кВт

 

Р_р.о = 0,8 · 11,2 = 8,96 кВт

 

По формуле (2.3) находим:

tgφ = 0,62

по формуле (2.6) находим расчётную  реактивную осветительную нагрузку:

Q_р.о = 8,96 · 0,62 = 5,6 кВАр

 

Полная нагрузка на шинах 0,38 кВ ТП определяется по формуле:

 

          _______________________

S_р = √ (P_м∑ + Р_р.о)² + (Q_м∑ + Q_р.о)²                                                (2.18)

 

 

где  P_м∑ – суммарная силовая нагрузка на шинах 0,38 кВ ТП, кВт

Q_м∑ – суммарная реактивная нагрузка на шинах 0,38 кВ ТП, кВАр

Результаты расчёта для всех узлов нагрузки сведены в табл. 2.2

Наим. узла гр. ЭП		Руст   кВт		N		Рном  кВт		Ки		cosφ  tgφ		Pcм  кВт		Qсм кВар		m		nэ		Км		Рм кВт		Qм кВар		S кВ·А		I      А
1		2		3		4		5		6		7		8		9		10		11		12		13		14		15
1)  станки               фрезерные		30		2		15		0,16		0,5     1,73		4,8		8,3
2)  станок  токарный		5		1		5		0,12		0,4     2,35		0,6		1,4
3)  станок  карус.  с ЧПУ		30		1		30		0,16		0,5     1,73		4,8		8,3
4)  кран-балка ПВ=40%		13,9		1		22		0,1		0,5      1,73		1,39		2,4
На  шинах   ШР-1		78,9						0,13				11,59		20,4		6		4,5		3,33		38,59		22,44		44,64		67,82
1)  станки фрезерные	20		2		10		0,12		0,4   2,35		4,8		8,3
2) Вентиляторы	15		2		7,5		0,65		0,8   1,73		0,6		1,4
На шинах ШР-2	35						0,35				12,15		22,5		1,3		4		2		24,3		24,75		34,7		52,7
1) станки  токарные	25		5		5		0,12		0,4   2,35		3		7,1
2) Вентиляторы	20		2		10		0,65		0,8   1,73		13		22,5
3) кран-балка ПВ=40%	17		1		11		0,1		0,5   1,73		1,7		2,9
На шинах ШР-3	62						0,29				17,7		32,5		1,5		8		1,72		30,44		35,75		47		71,2
Освещение																					8,96		5,6
На шинах  0,38  ТП																					103,18		89,03

                                                                                           Таблица 2.2

 

2.3.Компенсация  реактивной мощности

 

Мощность компенсирующего устройства вычисляется по формуле:

 

Q_ку = α · ΣР_расч (tgφ_ср.взв  - tgφ_с)                                                   (2.19)

 

где  α – коэффициент, учитывающий  возможность компенсации  реактивной

мощности естественными способами, α = 0,9 [4]

ΣР_расч – суммарная расчётная активная нагрузка, кВт

tgφ_с – коэффициент реактивной мощности, который необходимо достичь после

компенсации реактивной мощности, по заданию: tgφ_с = 0,45.

tgφ_ср.взв – средневзвешенное значение коэффициента реактивной мощности, вычисляется по формуле:

                                                                               

                                                                (2.20)

 

где  ΣQ_расч – суммарная расчётная реактивная нагрузка

 

=38,7 кВар

                                  

Полная  расчётная нагрузка на шинах 0,38 кВ трансформаторной подстанции с учётом компенсации реактивной мощности вычисляется по формуле:

 

           

                                             (2.21)

 

        

 

2.4.Выбор числа и мощности  трансформаторов питающей подстанции

 

Так как  электроприёмники производственного цеха относятся к потребителям 3 категории по требуемой степени надёжности электроснабжения, то на подстанции можно установить 1 трансформатор

В соответствии с нагрузкой намечаем 2 варианта мощности трансформаторов:

1 вар  – 1 X 160 кВА

2 вар  – 2 X 63 кВА

Покажем расчёт на примере 2 варианта

Проверяем трансформаторы по нормальному режиму. Находим

коэффициент загрузки трансформаторов:

 

                                                                                  (2.22)

          

где  S_нагр – полная мощность нагрузки, кВА

N – число устанавливаемых трансформаторов

S_ном.тр – номинальная мощность одного трансформатора, кВ·А

 

К_з =

 

Проверяем работу трансформаторов  в аварийном режиме. Масляные трансформаторы допускают в аварийном режиме перегрузку на 40% 6 часов в сутки в течении 5-ти суток

При отключении одного трансформатора, второй с учётом допустит перегрузки:

1,4 ·  63 = 88,2 кВА

 

Дефицит мощности составит:

 

115,1 - 88,2 = 26,9 кВА

 

но т.к. электроприёмники являются потребителями 3-ей категории по надёжности электроснабжения, то часть их можно на время аварии отключить

Проверяем работу трансформаторов  по экономически целесообразному режиму

Определяем стоимость потерь энергии  по формуле:

 

С_n=С_о·N·T_м[(ΔР_х.х+К_и.п·I_х.х·)+К_з²·(ΔР_к.з+К_ип·U_к·]         (2.23)

 

где  С_о – стоимость одного кВт·ч, на текущий 2013г, С_о = 0,81 тн/кВт·ч

Т_м – число использования максимума нагрузки, ч [3, с. 38]

К_и.п – Коэффициент изменения потерь, К_и.п = 0,03 кВт/кВАр [6]

ΔР_х.х – потери мощности холостого хода, ΔР_х.х = 0,24кВт [6,табл.27 27.6]

I_х.х – ток холостого хода, I_х.х = 2,8% [6, табл. 27.6]

ΔР_к.з – потери мощности короткого замыкания, ΔР_к.з = 1,28кВт [6, табл. 27.6]

U_к  – напряжение короткого замыкания, U_к = 4,5% [6, табл. 27.6]

 

С_n = 4643,73

Определяем  капитальные затраты по формуле:

 

К = N · С_тр                                                                                        (2.24)

где  С_тр – стоимость трансформатора, С_тр = 31 тн [6, табл. 27.6]

Находим амортизационные затраты  С_а:

 

 С_а = К_а · К                                                                                   (2.25)

                                                                                                

где К_а – коэффициент учитывающий отчисления на амортизацию и  эксплуатацию, для трансформаторов К_а= 0,12 [6]

Находим суммарные ежегодные затраты:

 

 С_∑ = С_n + С_а                                                                                  (2.26)

                                                                                                      

Для первого варианта результаты сведены в табл. 2.3

            Таблица 2.3

Наименование параметров	Вариант1 1 x 160 кВ·А	Вариант 2 2 x 63 кВ·А
1	2	3
Кз	0,72	0,91
ΔРх.х кВт	0,51	0,24
ΔРк.з кВт	2,65	1,28
Uк, %	4,5	4,5
Iх.х, %	2,4	2,8
Тм, ч	2000	2000
Со, тн/кВт∙ч	0,81	0,81
Сn, тн	3434,4	4643,7
Стр, тн	550	310
К, тн	550	620
Ка, тн	0,12	0,12
Са, тн	66	74,4
С∑, тн	3500,4	4718,1

Так как С_∑II > С_∑I и К_II > К_I , то выбираем I вариант – 1 X 160 кВА, как более экономичный

2.5.Выбор места расположения  питающей подстанции

Место расположения ШР определяется по картограммам нагрузок в зависимости от мощности, запитанных от него электроприёмников.

Распределительные шкафы и цеховую  трансформаторную подстанцию целесообразно  устанавливать в центре  электрических  нагрузок (ЦЭН). Координаты ЦЭН определяют по формуле:

 

Х_цэн =                                                                                     (2.27)

                                                       

Y_цэн =                                                                                        (2.28)

 

 

где Хi – координата i – го электроприёмника по оси абсцисс, м;

Yi – координата i – го электроприёмника по оси ординат, м;

Р_ном.i – номинальная мощность i – го электроприёмника, кВт.

Расчёт  покажем на примере ШР – 1:

Х_цэн  = = 26,1м

Y_цэн  = = 8,1м

Для остальных расчет аналогичный  результаты сведены в таблице 2.4

НомерШР	Расчётные координаты		Координаты установки
	X	Y	X	Y
ШР - 1	26,1	8,1	27	7
ШР - 2	25,2	2,5	25,2	1,4
ШР - 3	8,9	12,8	10,8	12,8

Таблица 2.4

 

2.6. Расчёт сети 0,38кВ

 

Выбор аппаратов защиты

Выбор сечения проводника для отдельного электроприёмника покажем на примере токарного станка №13. Сечение питающего проводника выбираем по допустимому нагреву:

 

  I_доп ≥ I_р                                                                                           (2.29)

 

где  I_доп – допустимый ток проводника,  определяется сечением