Электроснабжение промышленных предприятий

В зависимости  от количества электроприемников,  рассчитанных показателя силовой сборки m и среднего коэффициента использования K_и.с.определяется метод расчета эффективного числа электроприёмников n_э.

При      n ≥ 5;  Kи.с≤ 0,2;  m ≤3;  Рном ≠ const.

Эффективное число электроприемников не определяется.

Активную  максимальную мощность находим по формуле, кВт

,

(14)

где      К_з– коэффициент загрузки (принимается равным 0,9).

При      n ≥ 5;  Kи.с≥ 0,2;  m <3;  Рном ≠ const.

Эффективное число электроприемников находится по формуле

,

(15)

При      n ≥ 5;  Kи.с ≥ 0,2;  m ≥ 3;  Рном ≠ const.

Эффективное число электроприемников определяется, по формуле

,

(16)

где      Р_{ном.мах} – максимальный по мощности электроприемник, кВт;

åР_ном – суммарная номинальная мощность электроприемников, кВт.

При      n ≥ 5;  Kи.с<0,2;  m ≥3;  Рном ≠ const.

Эффективное число электроприемников находится по формуле

,

(17)

где       n_*э – относительно эффективное число электроприемников.

Относительное эффективное число определяется по табличным данным приведенным в ([5], c. 57)

,

(18)

где      n_* - относительное число наибольших по мощности электроприемников;

Р_* - относительная мощность наибольших по мощности электроприемников, кВт.

Относительное число наибольших по мощности электроприемников  определяется по формуле

,

(19)

где       n’ – число электроприемников  с единичной мощностью больше либо равной     Р_номmax/2.

Относительная мощность наибольших по мощности электроприемников, кВт, определяется по формуле

,

(20)

где       Р_n’ – общая мощность электроприемников, мощность которых больше либо равна Р_{ном max}/2, кВт.

После нахождения коэффициента максимума  находим максимальные нагрузки.

Активную  максимальную мощность находим по формуле, кВт

,

(21)

Реактивную  максимальную мощность рассчитываем формуле с учетом того, что n_э£10, квар

,

(22)

Реактивную  максимальную мощность рассчитываем формуле  с учетом того, что n_э³10, квар

,

(23)

Полная  максимальная мощность рассчитывается по формуле, кВ×А

,

(24)

Максимальный  ток нагрузки рассчитывается по формуле, А

,

(25)

где      U_ном – номинальное напряжение питания электроприемников, В.

Рассчитаем  максимальные и сменные мощности, и максимальный ток шкафа ШР1.

Находим сменные мощности для электроприемников  подключенных к шкафу ШР1 по формуле 9

Сварочный агрегат	Рсм=0,25Í8,1=2,03.
Сверлильные станки	Рсм=0,14Í2,2=0,31.
Слиткообдирочные  станки	Рсм=0,17Í6,5=1,11.
Обдирно-шлифовальные станки	Рсм=0,17Í4=0,68.

Находим сменную реактивную мощность для  электроприемников подключенных к шкафу ШР1 по формуле 10

Сварочный агрегат	qсм=2,67Í2,03=5,42.
Сверлильные станки	qсм=1,73Í0,31=0,54.
Слиткообдирочные  станки	qсм=1,17Í1,11=1,3.
Обдирно-шлифовальные станки	qсм=1,17Í0,68=0,8.

По  формуле 12 находим показатель силовой сборки

Находим  средний коэффициент использования  по формуле 13, предварительно рассчитав суммарные активные номинальные и сменные мощности.

åР_ном=8,1×4+2,2×2+6,5+4=47,3.

åР_см=2,03×4+0,31×2+1,11+0,68=10,53.

Итак, имеем полный набор элементов для выбора условия которое определяет метод расчета n_э

n=8; K_и.с.= 0,22; m=3,68;  Р_ном¹const.

При n≥5; K_и.с.≥0,2; m≥3; Р_ном¹const эффективное число электроприемников определяется по формуле 11, шт.

Используя найденные эффективное количество электроприемников и средний коэффициент использования из ([5], с.54) находим коэффициент максимума, исходя из условий формулы 11

.

По  формуле 16 находим активную максимальную мощность

По формуле  23 находим максимальную реактивную мощность, предварительно рассчитав суммарную реактивную сменную мощность

∑qсм=5,42×4+0,54×2+1,3+0,8=24,86

.

По формуле  24 находим максимальную полную мощность

По  формуле 25 находим максимальный ток нагрузки

.

Расчет максимальных мощностей и максимального тока электроприемников подключенных к шкафу ШР1 на этом закончен.

Рассчитаем  максимальные и сменные мощности, и максимальный ток шкафа ШР5.

Находим сменные мощности для электроприемников  подключенных к  шкафу ШР5 по формуле 9

Вентиляционные  установки	Рсм=0,6Í9=5,4.
Кондиционеры	Рсм=0,6Í12=7,2.

 

Находим сменную реактивную мощность для  электроприемников подключенных к шкафу ШР5 по формуле 10

Вентиляционные  установки	qсм=0,75Í5,4=4,05.
Кондиционеры	qсм=0,75Í7,2=5,4.

По  формуле 12 находим показатель силовой сборки

Находим  средний коэффициент использования  по формуле 13, предварительно рассчитав суммарные активные номинальные и сменные мощности

åР_ном=9×5+12×4=93.

åР_см=5,4×5+7,2×4=55,8.

Итак, имеем полный набор элементов для выбора условия  которое определяет метод расчета n_э

n=9; K_и.с.= 0,6; m=1,33;  Р_ном¹const.

При n≥5; K_и.с. ³0,2; m≤3; Р_ном¹const эффективное число электроприемников рассчитывается по формуле 15.

nэ=n=9.

Используя найденные эффективное количество электроприемников и средний коэффициент использования из ([5], с.54) находим коэффициент максимума, исходя из условий формулы 11

.

По  формуле 21 находим максимальную активную мощность

По формуле  22 находим максимальную реактивную мощность, предварительно рассчитав суммарную реактивную сменную мощность

∑qсм=4,05×5+5,4×4=41,85.

.

По  формуле 24 находим максимальную полную мощность

По  формуле 25 находим максимальный ток нагрузки

.

Так как шкаф ПР8501-073 не оснащен пускателями, то по месту установки вентиляторов устанавливают местные щиты управления с пускателями типа ПМЕ-211.

Расчет максимальных мощностей подключенных к шкафу  ШР5 на этом закончен. Для шкафов ШР2, ШР3, ШР4 расчеты выполняем аналогично.

В помещении  сварочного поста -2 устанавливаем сварочный  рубильник типа ЯВЗ с предохранителями типа НПН-2-60 (номинальный ток патрона 60А, с плавкой вставкой 16 А).

2.2.2 Расчет мощности  объекта и выбор компенсирующих  устройств

Производим расчет компенсации  реактивной мощности, так как для, предприятия по требованию энергосберегающей организации cosj должен быть 0,92...0,95.

Для этого необходимо рассчитать мощность конденсаторной батареи Q_к по формуле, квар.

,

(26)

где ∑Р_см-суммарная сменная мощность ЭП всего цеха, кВт;

tgj_{ср. вз.}-тангенс среднего угла сдвига фаз между током и напряжением, определяемый по cosj_{ср. вз}, который в свою очередь определяется по формуле 27

tgj_уст-установочный тангенс, устанавливается системой (для cosj=0,95), равен 0,33 .

Исходя из данных, производим расчет конденсаторной батареи:

Находим средневзвешенный коэффициент мощности по формуле 

(27)

Находим средневзвешенный коэффициент мощности по формуле 27

Рассчитаем мощность конденсаторной батареи Q_к по формуле 26, квар.

Выбираем комплектную  конденсаторную установку УК4-0,38-100 УЗ на 100 квар ([1], таблица 5.1)

Определим максимальную мощность всех шкафов. В первую очередь  посчитаем средний коэффициент  использования для всех шкафов по формуле 28, при n= 42

,

(28)

где ∑Р_смшк – суммарная сменная мощность ЭП для всех шкафов;

∑Р_номшк – суммарная номинальная мощность ЭП для всех шкафов.

Посчитаем средний коэффициент использования для всех шкафов по формуле 28, при n= 42

Тогда показатель силовой  сборки m рассчитаем по формуле 

(29)

Тогда показатель силовой  сборки m рассчитаем по формуле 29

Итак, имеем полный набор элементов  для выбора условия которое определяет метод расчета n_э

n=42; K_и.с.= 0,5; m=34,1;  Р_ном¹const.

При      n ≥ 5;  Kи.с ≥ 0,2;  m ≥ 3;  Рном ≠ const.

Эффективное число электроприемников определяется по формуле 16

,

Используя найденные эффективное количество электроприемников и средний коэффициент использования из ([5], с.54) находим коэффициент максимума, исходя из условий формулы 6

.

Проведем расчет максимальной мощности по формуле, кВт

(30)

Проведем расчет максимальной мощности по формуле 30, кВт

Определим  максимальную реактивную мощность по формуле 23  при условии что n_э> 10, квар

.

Определяем максимальную полную мощность по формуле 24, кВ×А

Определяем максимальную полную мощность после компенсации по формуле, кВ×А

,

(31)

где Q_к-реактивная мощность конденсаторной батареи, квар

Определяем максимальную полную мощность после компенсации  по формуле 31, кВ×А

Максимальный коэффициент мощности определяем по формуле 27

Полученные данные по расчету установленной и сменной мощности систематизируем и заносим в таблицу 3, которая наглядно показывает нагрузку в наиболее загруженную смену.

Все данные сводим в таблицу 3

Максимальный ток I, А		ЩР1 (ПР8501-073)					46,8	ЩР2 (ПР8501-091)					92,3						17,85
Максимальная расчетная мощность	Smax, кВА						30,9						60,92						11,78
	Qmax, кВар						24,86						43,67						6,54
	Рmax, кВт						18,42						42,47						9,8
Коэффициент максимума Kmax							1,75						2,24						1,84
Эффективное число электроприемников nэ							11,68						-						10,06
Средняя максимальная мощность за  смену	Σ Qсм		5,42	1,3	0,54	0,8	24,86		14,69	4,79	2,09	1,35	39,7		1,3	0,54	0,5	0,8	6,54		1,3	0,54	0,5	0,8	11,15	2,3
	Σ Рсм		2,03	1,11	0,31	0,68	10,53		5,5	3,6	1,79	0,78	18,96		1,11	0,31	0,3	0,68	5,3		1,11	0,31	0,3	0,68	8,35	1,74
Тригонометрическая функция cosφ/tgφ			0,35/2,67	0,65/1,17	0,5/1,73	0,65/1,17			0,35/2,67	0,6/1,33	0,65/1,17	0,5/1,73			0,65/1,17	0,5/1,73	0,5/1,73	0,65/1,17			0,65/1,17	0,5/1,73	0,5/1,73	0,65/1,17	0,35/2,67	0,6/1,33
Коэффициент использования Кис			0,25	0,17	0,14	0,17	0,22		0,25	0,2	0,17	0,1	0,2		0,17	0,14	0,1	0,17	0,16		0,17	0,14	0,1	0,17	0,25	0,2
Модуль силовой сборки m							m>3						m<3						m³3
Мощность при ПВ=100%	ΣРном кВт		32,4	6,5	4,4	4	47,3		44	18	21	7,75	90,75		19,5	2,2	3	8	32,7		13	4,4	3	4	33,4	8,7
	Рном, кВт		8,1	6,5	2,2	4	20,8		22	18	10,5	7,75	58,25		6,5	2,2	3	4	15,7		6,5	2,2	3	4	16,7	8,7
Кол-во ЭП			4	1	2	1	8		2	1	2	1	6		3	1	1	2	7		2	2	1	1	2	1
Наименование узлов питания  и групп ЭП			Сварочные агрегаты	Слиткообдирочные станки	Сверлильные станки	Обдирно-шлифовальные станки	Всего		Сварочный преобразователь	Сварочный полуавтомат	Токарные станки импульсной наплавки	Кран-балка	Всего	ЩР3 (ПР8501-067)	Слиткообдирочные станки	Сверлильные станки	Конвейеры ленточные	Обдирно-шлифовальные станки	Всего	ЩР4 (ПР8501-067)	Слиткообдирочные станки	Сверлильные станки	Конвейеры ленточные	Обдирно-шлифовальные станки	Сварочные трансформаторы	Сварочный стенд