2. Расчет центра электрических нагрузок

Расчет центра электрических нагрузок (ЦЭНа) производится для определения мест расположения цеховых трансформаторных подстанций и пункта приема электрической энергии на генеральном плане завода.

Для определения условного центра электрических нагрузок на генеральном плане предприятия произвольным образом наносят оси координат X и Y и по известным расчетным мощностям цехов (P_i) и координатам их центров нагрузки (x_i, y_i) определяют центр нагрузок предприятия в целом.

Координаты ЦЭНа, мм, определяются по формулам:

; (3.3)

. (3.4)

Условный центр электрических нагрузок предприятия определяет то место, при размещении в котором ППЭ приведенные затраты будут минимальными.

Однако следует отметить, что при окончательном определении места размещения ППЭ необходимо учитывать следующие факторы: наличие необходимой свободной площади; влияние окружающей среды; возможность ввода на территорию предприятия линии электропередачи для питания пункта головного ввода (ПГВ).

Допускается смещение места размещения ППЭ от найденного центра электрических нагрузок в сторону источника питания.

Определим координаты ЦЭНа по формуле 3.3 и 3.4:

Центр электрических нагрузок представлен в приложении 1.

4. Выбор компенсирующих устройств и мест их установки

Реактивную мощность, которую может потреблять предприятие от энергосистемы, можно определить через экономическое значение коэффициента реактивной мощности

(4.1)

где – базовый коэффициент реактивной мощности, принимаемый равным 0,4; 0,5; 0,6 для сетей 6, 10, 35 кВ, присоединенных к шыинам подстанций с внешним напряжением, равным соответственно 35, 110, 220 кВ;

– отношение потребления активной энергии потребителем в квартале максимальной нагрузки энергосистемы к потреблению в квартале его максимальной нагрузки (принимается равным 1);

коэффициент, учитывающий отличие стоимости электроэнергии в различных энергосистемах (для Омскэнерго К = 0,8).

Если расчетное значение больше 0,7, то его принимают равным 0,7.

Тогда экономическая величина реактивной мощности в часы максимальных нагрузок энергосистемы, кВ∙Ар,

, (4.2)

где – расчетная активная мощность предприятия, кВт.

Если , то применять дополнительные меры по компенсации реактивной мощности не обязательно. Если , то это говорит о том, что потребитель генерирует реактивную мощность. Величина генерации не должна превышать 10 % от .

Мощность компенсирующих устройств по предприятию в целом, кВ∙Ар,

. (4.3)

Если требуется компенсация реактивной мощности и определена ее величина, то целесообразно начать установку компенсирующих устройств с шин напряжением 0,4 кВ для увеличения пропускной способности всех элементов системы распределения. Мощность i-го цеха

, (4.4)

где – мощность компенсирующих устройств цеха, кВ∙Ар; – расчетная мощность i-го цеха, кВ∙Ар; – суммарная реактивная мощность цехов, где устанавливается блок статических конденсаторов (БСК) (0,4 и 0,66 кВ), кВ∙Ар.

После получения значения величины по справочнику [4] принимается стандартное ближайшее значение реактивной мощности БСК.

Устанавливать компенсирующие устройства мощностью менее 150 кВ∙Ар обычно экономически нецелесообразно. На шинах низшего напряжения цеховой подстанции может быть установлена компенсирующая установка несколько большей мощности, чем по расчету, с целью снижения перетоков реактивной мощности и для доведения до уровня 0,3 – 0,6. Однако не должно превышать ,так как величина генерации не должна превышать 5 % от .

Следует сделать дополнительную проверку выбора БСК по выражению:

. (4.5)

Уточнить расчетную реактивную мощность цеха нужно по формулам, кВ∙Ар:

(4.6)

(4.7)

При необходимости мощность компенсирующих устройств на стороне высшего напряжения (6, 10 кВ) определяется по уравнению:

(4.8)

После определения мощности и места установки компенсирующих устройств необходимо скорректировать расчетные мощности цехов и предприятия в целом с учетом компенсации потребления реактивной мощности завода в целом по формулам (2.28), (2.35) – (2.37).

Определим экономическое значение коэффициента реактивной мощности по формуле 4.1:

Определим экономическую величину реактивной мощности в часы максимальных нагрузок энергосистемы по 4.2:

Найдем мощность компенсирующих устройств по предприятию в целом по формуле 4.3:

Пример расчета для цеха спекания:

Определим мощность компенсирующих устройств цеха по 4.4:

Выбираем для цеха спекания два компенсатора реактивной мощности КРМ-0.4-275-5 У3.

Уточненная расчетная реактивная мощность цеха по 4.6:

Уточненная расчетная полная мощность цеха:

Уточненный расчетный ток цеха:

Cделаем дополнительную проверку выбора БСК по выражению 4.5:

Для остальных цехов производим расчеты и выбор КРМ, проводим проверку. Полученные результаты сводим в табл. 4.1.

Таблица 4.1 – Результаты расчета компенсации реактивной мощности

№ цеха	Наименование цеха	Qрвц, кВАр	Qку, кВАр	QБСК, кВАр	ΣQБСК,кВАр	Тип БСК	Ррвц, кВт	Qрвц, кВАр (ут)	Sрвц, кВт (ут)	Iрвц, кА (ут)	К
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Цех спекания (6 кВ)	10429,03	5647,16	6*1000	6000	6xКРМ-0,4-1000-5 УЗ	10546,30	4429,03	11438,56	16510,1	6,25
	Цех спекания (0,4 кВ)	508,00	275,07	275	275	КРМ-0.4-275-5 У3	513,71	233,00	564,08	814,2	0,03
2	Котельная	1607,47	870,42	900	900	КРМ-0.4-900-9 УЗ	1421,59	707,47	1587,91	2291,9	3,40
3	Управление фабрики	130,64	70,74	75	75	КРМ-0,4-75 УЗ	115,53	55,64	128,23	185,1	6,02
4	Лаборатория	292,71	158,50	150	150	КРМ-0,4-150 У3	192,02	142,71	239,25	345,3	5,36
5	Цех фильтрации	430,00	232,84	225	225	КРМ 0,4-225-5 У3	503,71	205,00	543,83	785,0	3,37
6	Ремонтно-механический цех	164,89	89,28	80	80	КРМ 0,4-80-4 У3	119,88	84,89	146,89	212,0	9,40
7	Насосная обратного цикла (6кВ)	8410,28	4554,04	2*2250	4500	2xУКЛ(П)56-6-2250 УЗ	9852,05	3910,28	10599,68	15299,3	1,19
	Насосная обратного цикла (0,4кВ)	200,60	108,62	100	100	КРМ-0,4-100 УЗ	234,98	100,60	255,61	368,9	7,94

Окончание таблицы 4.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
8	Цех обработки шихта	518,15	280,57	275	275	ККУ-0.4-275-5 УЗ	606,98	243,15	653,87	943,8	1,99
9	Перегрузка шихта (6кВ)	1113,63	603,01	600	600	КРМ-0,4-600-7 УЗ	2620,30	513,63	2670,17	3854,1	0,50
	Перегрузка шихта (0,4кВ)	98,06	53,10	50	50	КРМ-0,4-50 УЗ	230,73	48,06	235,68	340,2	5,83
10	Насосная осветленной воды (6кВ)	8683,74	4702,12	5*1000	5000	5xКРМ-0,4-1000-5 УЗ	10172,38	3683,74	10818,84	15615,6	6,34
	Насосная осветленной воды (0,4кВ)	337,36	182,67	175	175	КРМ 0,4-175-6 У3	395,19	162,36	427,24	616,7	4,20
11	Склад реагентов и исх. материалов	561,55	304,07	300	300	КРМ-0.4-300-6 У3	386,85	261,55	466,97	674,0	1,34
12	Склад готовой продукции	1063,54	575,89	600	600	КРМ-0.4-600-7 УЗ	732,66	463,54	866,99	1251,4	4,19
13	Цех подготовки продукции	689,27	373,23	375	375	КРМ-0,4-375-8 У3	956,74	314,27	1007,03	1453,5	0,47
14	Цех подготовки продукции	427,29	231,37	225	225	КРМ 0,4-225-5 У3	593,09	202,29	626,64	904,5	2,75
Pз, кВт		40647,25
Qз, кВАр		21720,153
Sз, кВА		46086,482

После определения мощности и места установки компенсирующих устройств, скорректируем расчетные мощности цехов и предприятия в целом с учетом компенсации потребления реактивной мощности завода в целом по формулам (2.28), (2.35) – (2.37):

Так как экономическая величина реактивной мощности Q_э =21723,62 кВАр и эта величина больше, чем Q_з, то реактивную мощность на предприятии полностью скомпенсировали.