Расчет осветительной нагрузки цехов

В качество источника электрического освещения на предприятиях используются газоразрядные лампы и лампы накаливания.

Пример расчета для цеха № 1 по производству техуглерода.

Расчет осветительной нагрузки производим методом удельной мощности (W, Вт/м²) и коэффициентом спроса k_с.

Производственные помещения цеха № 1.

W =17Вт/м² при k_з=1,5, т.к. производственные помещения цеха относятся к помещениям с воздушной средой, содержанием в рабочей зоне пыли, дыма, копоти до 5м²/м³, то k =1,8, тогда коэффициент перечета k_п =1,15 k_ос =0,85 [1;7]

Для участков цеха расположенных вне помещений (участок реакторов):

W =7 Вт/м² ; k_п =1,15; k_со =0,6.

Для участков расположенных под навесами:

W =12Вт/м² ; k_п =1,15; k_со =0,8.

Общая площадь производственных помещений:

F_п = 3541,48м².

Общая площадь открытых установок:

F_о = 502,5 м².

Общая площадь под навесами:

F_н=5040 м².

= W , (кВт) (3.9)

.

.

.

.

(3.10)

.

Расчетная нагрузка электрического освещения территории предприятия:

k_с = 0,65; W _уд = 0,20 Вт/м²; F_тер = 290000 м² [1;7].

W _уд = 0,20 Вт/м² при k₃ =1,3, при k₃ = 1,5 вводом k_п =1,15, тогда,

Р_р.о.тер = W _уд∙k_с∙k_п∙F_тер , (Вт) (3.11)

Р_р.о.тер = 0,20∙0,65∙1,15∙290000 = 43,500 Вт = 43,5 кВт.

Результаты расчетов сводим в таблице 3.3

Расчетная нагрузка всего завода

 

Расчетная нагрузка на низшем напряжении (НН):

Рр.∑нн = ∑Рр.нн + ∑Рр.о; (3.12)

Рр.∑нн =18420+810 =19230 кВт.

Qр.∑нн = ∑Qр.нн + ∑Qр.о; (3.13)

Qр.∑нн =14584+610 =15194 кВ∙Ар,

где Рр.∑нн и Qр.∑нн – расчетная активная и реактивная мощность суммарной нагрузки НН.

 

Таблица 3.3 Ведомость нагрузки электрического освещения предприятия	Расчетная мощность	Qро, кВ∙Ар																	33,0
Рро, кВт											6,5						43,5
Значение	tg ϕ		0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	Итого освещение
cos ϕ		0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8
kс		0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,85	0,8	0,8	0,8	0,65
Установленная мощность Ру, кВт					30,5												66,8
Площадь F м^2		9 083,98	6 047	8 647	2 032	5 780	5 626	2 376,5	1 798,58	1 628	458,8	2 104,4	502,5	4 320	10 010	2 820	290 000
W, Вт/м^2								13,2		10,0							0,23
Наименование цеха (потребителя ЭЭ)		Цех № 1	Цех № 2	Цех № 3	Сырьевой участок	Цех № 5	Цех № 6	Упаковка № 1	Упаковка № 2	Насосная ОВС	ЦТП	Транспортный цех	Прачка	Цех № 9	Адм. корпус	Цех № 7	Внутризаводское и охранное освещение
№пп

 

 

Sр.∑нн = , (кВ∙А) (3.14)

Sр.∑нн = =24500 кВ∙А.

Суммарные потери активной и реактивной мощности в трансформаторах цеховых подстанций и цеховых сетях до 1кВ принимаем 3 и 10% полной транспортируемой мощности:

= 0,03∙Sр.∑нн; (кВт) (3.15)

= 0,03∙24500 = 740 кВт.

∆Qц = 0,1∙Sр.∑нн; (кВ∙Ар) (3.16)

∆Qц = 0,1∙24500=2450 кВ∙Ар,

где и ∆Qц– суммарные потери активной и реактивной мощности.

Расчетная полная активная и реактивная мощности завода на стороне высшего напряжения (ВН):

Рр.п = kом∙∑Рр.нн+∑Рр.о+∆Рц, (кВт) [5]. (3.17)

Рр.п = 0,85∙18420+840+740 =17200 кВт.

Qр.п = kом∙∑Qр.нн+∑Qр.о+∆Qц,(кВ∙Ар) (3.18)

Qр.п = 0,85∙14584+610+2450 =15500 кВ∙Ар.

Ррп.п = kом∙Р∑вн+Ррп, (кВт) (3.19)

Ррп.п = 0,85∙11705+17200 =27250 кВт.

Qр.пп = kом∙Q∑вн+Qр.п, (кВ∙Ар) (3.20)

Qр.пп = 0,85∙ 6980+15500 =21450 кВ∙Ар.

Sр.пп =, (кВ∙А) (3.21)

Sр.пп = =34700 кВ∙А.

Расчетная нагрузка, по которой определяется мощность трансформаторов

ГПП:

Sр.гпп = , (кВ∙А) (3.22)

где Qс, поступающая от питающей энергосистемы к шинам низшего (6кВ)

напряжения ГПП, определяется исходя из условий задания на проект и вычисленной выше расчетной активной мощности (Рр.пп).

Q_c = Рр.пп ∙tgϕс, кВ∙Ар (3.23)

где tgϕс определяем из заданного значения cosϕс=0,927, тогда ϕс=22⁰

= (3.24)

tgϕс =0,4;

Qc =27250∙0,4=10900 кВ∙Ар.

Расчетная мощность, для определения мощности трансформаторов на ГПП

Sр.гпп = =29350 кВ∙А.

Мощность компенсирующих устройств без учета естественной компенсации:

= Qр.пп – Qс, (кВ∙Ар) [15]. (3.25)

= 21450-10900 = 10550 кВ∙Ар.

Вводим коэффициент k_нс.в, учитывающий, несовпадение по времени наибольших активной нагрузки энергосистемы и реактивной нагрузки предприятия, k_нс.в = 0,9-0,95 (для предприятий нефтехимической промышленности). [12; 20].

∙Qр.пп - Qс - Q_з.с, (кВ∙Ар); (3.26)

Q_з.с = U²∙b₀∙l (3.27)

где, b₀ =2,84∙10^-6 См/км, l – длина ВЛ с учетом отпайки.

Q_з.с = 115²∙2,84∙14∙10^-6 = 0,5 МВар.

или Q_з.с = q∙l (3.28)

где q=3,6∙10^-2 МВ∙Ар/км

Q_з.с = 0,5 Мвар.

0,92∙21450-0,5-10900 = 8400 кВ.

 

Определение количества и мощности трансформаторов

Предварительный выбор количества цеховых трансформаторов на предприятии

Ориентировочно выбор единичный мощности трансформаторов цеховых подстанций (ТП) производится по удельной плотности нагрузок, _пп, кВ∙А/м² и полной расчетной нагрузки предприятия [7].

При удельной плотности 0,2…0,3кВ∙А/м² и суммарной нагрузке более 3000кВ∙А целесообразно применять цеховые трансформаторы мощность 1600 и 2500 кВ∙А. При удельной плотности и суммарной нагрузке ниже указанных значений наиболее экономично применение трансформаторов мощностью 400…1000кВ∙А.

Исходя из выше изложенного определяем удельную плотность нагрузки предприятия:

_пп = , (кВ∙А/м²) (4.1)

где Р_р∑нн и Q_р∑нн, суммарные активные и реактивные нагрузки на стороне низшего напряжения.

F_рп – площадь производственных помещений предприятия

_пп = = 0,21кВ∙А/м²

Исходя из условия удельной плотности, где _пп превышает значение 0,2 рассмотрим три типоразмера трансформаторов с

S_н.т = 1000кВ∙А; S_н.т = 1600кВ∙А; S_н.т = 2500кВ∙А

Предварительный выбор числа цеховых трансформаторов производим из допущения отсутствия компенсации реактивной мощности на стороне низшего напряжения (0,4кВ) ТП;

N_max =, шт (4.2)

где - суммарная нагрузка на стороне низшего напряжения.

k_з.т, коэффициент загрузки трансформатора;

S_н.т – номинальная мощность трансформатора.

Коэффициент загрузки трансформаторов принимаем: k_з.т = 0,7.

Для типоразмера с S_н.т = 1000 кВ∙А:

N_т1,0 = N_max = = 35 шт;

Для типоразмера с S_н.т = 1600 кВ∙А:

N_т1,6 = N_max = = 22 шт;

Для типоразмера с S_н.т = 2500 кВ∙А:

N_т2,5 = N_max = = 14 шт.

где N_т – число трансформаторов, определяет наибольшую реактивную мощность, которая может быть передана со стороны 6кВ в сеть низшего напряжения.