Расчет электрических нагрузок

Электрические нагрузки систем электроснабжения определяются для выбора числа и мощности силовых трансформаторов, мощности и места подключения компенсирующих устройств, выбора и проверки токоведущих устройств по условию допустимого нагрева, расчета потерь, колебаний напряжения и выбора аппаратов защиты.

 

Для расчета электрических нагрузок составляем таблицу исходных данных, пользуясь [2.52. табл. 2.11] и [1.82. табл. 2.1]

 

Таблица 3. Исходные данные.

 

Наименование электрооборудования	Кол-во	P эл,кВт	Ки	Cosφ	tgφ
Приточные вентиляторы	2	45,0	0,64	0,90	0,48
Насосы горячей воды	4	15,0	0,80	0,88	0,54
Насосы лактамной воды	4	45,0	0,80	0,90	0,48
Насосы холодной воды	4	75,0	0,80	0,90	0,48
Кристаллизаторы	5	55,0	0,55	0,90	0,48
Воздушные компрессоры	1	37,0	0,75	0,90	0,48
Вытяжные вентиляторы	2	18,5	0,64	0,88	0,54
Воздушная завеса	1	5,5	0,50	0,85	0,62

 

2.1. Определяем действующее число электроприемников:

   

                                           

  где  действующее количество электроприемников;

 число электроприемников.

 

 

 

2.2. Установленная мощность электроприемников:

 

где установленная мощность всех электроприемников;

 

мощность электроприемников, кВт.

 

кВт

 

2.3. Средняя активная мощность:

 

 

 

кВт;

 

2.4. Средняя реактивная мощность всех электроприемников, квар:

 

 

2.5. Средний коэффициент использования:

 

 

2.6. Показатель силовой сборки:

 

 

где  показатель силовой сборки;

 

 номинальная мощность наибольшего электроприемника;

 

 номинальная мощность наименьшего электроприемника;

 

 

При n =23>5; K иср =0,72>0,2; m =13,6>3; Р п ≠const эффективное число электроприемников

 

 

 

2.7. Определяем коэффициент максимума по [2.54. табл. 2.13] или [2.55. рис. 2.15]:

 

Принимаем K max=1,1

 

 

2.8. Максимальная мощность электроприемников:

 

2.8.1. Активная:

	кВт;

 

2.8.2. Реактивная:

 

Т.к. n эф =18<10, то ΣQ max= Σ Q ср

	квар;

 

2.9. Полная мощность:

 

кВА;

 

2.10. Действительный tg j:

 

 

 

Для Тульской области нормированный tg j н =0,3. Значит, необходимо компенсировать реактивную мощность с помощью специальных конденсаторных батарей.

 

 

2.11. Расчетная реактивная мощность:

 

	квар;

 

Стандартное компенсирующее устройство выбираем по [4.399. табл. 2.192], технические данные которого приводим в таблице 4:

 

Таблица 4. Технические данные конденсаторной батареи.

 

Тип	U, кВ	Q, кВАр	m, кг	Габариты	Кол-во
УК2-0,38-50-У3	0,38	50	72	372х430х650	2

 

2.12. Действительный tg j (с учетом компенсации):

 

2.13. Мощность цеха с учетом потерь:

 

При трансформации напряжения с 6кВ до 0,4кВ в трансформаторе

 возникают потери мощности, которые необходимо учесть.

 

Активные потери в трансформаторе:

 

кВт

 

Реактивные потери в трансформаторе:

 

квар

 

Значит,

 

кВА;

 

 

3. ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

В данном пункте необходимо указать, что для питания электроприемников проектируемого электроснабжения цеха (установки) установлены электроприемники для питания которых необходимо напряжение 380В. C ГПП поступает напряжение 6кВ. Для преобразования напряжения служат силовые трансформаторы установленные в КТП (комплектные трансформаторные подстанции). Цех имеет электроприемники I категории надежности электроснабжения. Питание электроприемников I категории должно обеспечиваться от двух независимых источников питания.

 

Исходные данные для расчета сводятся в таблицу 5.

 

Таблица 5. Исходные данные для расчета.

 

кВА	, час		С о, тыс. руб.
582,7	6000	10	0,00114

 

где  полная мощность;

 мощность электроприемников I категории;

 число часов использования максимальной нагрузки в год, час;

стоимость 1 кВт·час, тыс. руб.

 

3.1. Определяем расчетную мощность, приходящуюся на один трансформатор

 

 

кВА;

 

 

3.2. Выбираем трансформаторы по [4.221. табл. 2.110]

 

Таблица 6. Технические данные трансформаторов.

 

№	Тип	S, кВА	D Р хх, кВт	D Р кз, кВт	U кз, %	I хх, %	С тр, тыс.руб
I	ТМЗ-400/6	400	950	5500	4,5	2,1	116,3
II	ТМЗ-630/6	630	1310	7600	5,5	2,8	169,52

 

3.3. Выбранные трансформаторы проверяем на перегрузку в нормальном режиме

 

Для проверки определяем коэффициент заполнения графика.

 

 

где  - коэффициент заполнения графика

 - средняя мощность, кВА

 

 

кВА;

 

3.4. Продолжительность действия максимальной нагрузки за наиболее загруженную смену:

 

,

где  продолжительность действия максимальной нагрузки,

 

3.5. Определяем систематическую перегрузку трансформатора

[2.222.рис.5.48]

 

Для силовых трансформаторов допускаемая перегрузка в зимнее время за счет летней перегрузки   [2.222]

 

Суммарный коэффициент перегрузки:

 

т.к. , то принимаем  [2.222], ГОСТ 14209-85

 

3.6. Определяем действительную загрузку трансформаторов:

 

 

Для варианта I:

 

 

Для варианта II:

 

 

Трансформатор не будет перегружен, если выполняется условие:

 

Для варианта I.

Для варианта II.

 

3.7. Проверяем трансформаторы на перегрузку в аварийном режиме

 

 

В аварийном режиме допускается перегрузка на 40%, [2.222]:

 

 

Для варианта I:

	кВА

 

Для варианта II:

	кВА

 

3.8. Мощность электроприемников первой категории:

 

 

кВА

 

Для варианта I:

 

 

Для варианта II:

 

 

3.9. Капитальные затраты на сооружение каждого варианта:

 

,

 

где капитальные затраты, тыс. руб.;

стоимость трансформатора;

коэффициент пересчета.

 

a =2 по [7.550, табл. 10.3];

 

Для варианта I:

 

 

Для варианта II:

 

 

3.10. Определяем отчисления на амортизацию, тыс.руб.

 

,

где  отчисления на амортизацию;

 норма амортизационных отчислений, %;

капитальные затраты, тыс. руб.

 

Для варианта I:

 

 

 

Для варианта II:

 

 

 

3.11. Определяем стоимость потерь энергии в трансформаторах:

 

,

 

где  стоимость потерь электроэнергии в трансформаторах;

число трансформаторов;

 потери электроэнергии,

 

 

где приведенные потери Х.Х. и К.З., ;

 по [2.93 рис. 2.24]

 час.

 

 

где  ток холостого хода, %;

 напряжение короткого замыкания, %;

номинальная мощность трансформатора, тыс.руб.

 

Для варианта I:

 

	кВт;

 

 

Для варианта II:

 

 

кВт

 

 

3.12. Определяем эксплуатационные расходы.

 

где  ежегодные эксплуатационные расходы, тыс.руб.

 

Для варианта I:

 

 

Для варианта II:

 

 

Таблица 7. Стоимость затрат

 

Наибольшие затраты	Стоимость, тыс.руб.
	I вариант	II вариант
Капитальные затраты	465,2	678
Ежегодные эксплуата- ционные затраты	55,8	480,2

 

Из таблицы 7 видно, что наиболее выгоден первый вариант. Принимаем к установке два трансформатор типа ТМЗ – 400/6