2.3. Расчет электрических нагрузок цеха
Расчет электрических нагрузок цеха произвожу по методу упорядоченных диаграмм. Данные по электрооборудованию цеха приведены в таблице 5.
При наличии
электроприемников с повторно-кратковременным
режимом работы их мощность приводится
к номинальной длительной мощности по
формуле:
;
Таблица 3 - Данные по электрооборудованию цеха
№ на плане |
Наименование |
Кол- во |
Рн, кВт |
сosφ
|
КПД % |
Iн, А |
Ки |
М1-М4 |
Литьевая машина |
4 |
27 |
0,65 |
0,82 |
|
0,35 |
М5-М8 |
Литьевая машина |
4 |
26 |
0,65 |
0,83 |
|
0,35 |
М9-М11 |
Очистной барабан |
3 |
18 |
0,65 |
0,82 |
|
0,35 |
П12, П13 |
Индукционная печь |
2 |
25 |
0,35 |
0,6 |
|
0,75 |
П14-П21 |
Дугоплавильная печь |
8 |
45 |
0,71 |
0,7 |
|
0,75 |
П22-П25 |
Электрическая печь |
4 |
24 |
0,99 |
0,9 |
|
0,75 |
П26, П27 |
Сушильный шкаф |
2 |
14 |
0,99 |
0,8 |
|
0,75 |
П28-П31 |
Закалочная печь |
4 |
20 |
0,8 |
0,6 |
|
0,75 |
П32, П33 |
Электрическая печь |
2 |
110 |
0,99 |
0,9 |
|
0,75 |
П34, П35 |
Электропечь индукционная |
2 |
62 |
0,35 |
0,6 |
|
0,75 |
М36 |
Голтовочный барабан |
1 |
11 |
0,65 |
0,84 |
|
0,35 |
М37-М39 |
Кран-балка ПВ=25% |
3 |
15 |
0,5 |
0,87 |
|
0,06 |
М40-М44 |
Вентилятор |
5 |
12 |
0,8 |
0,82 |
|
0,65 |
Разбиваем электроприемники цеха на группы по одинаковым cosφ и kи :
Расчетную силовую нагрузку цеха определяю по методу упорядоченных диаграмм. Перечень электроприемников, установленных в цехе, приведен в таблице 2.
В цехе находятся однофазные электроприемники, подключаю их следующим образом:
ф. В – 1 сушильный шкаф мощностью 14кВт; 2 закалочных печи по 20кВт;
ф. С – 1 сушильный шкаф мощностью 14кВт; 2 закалочных печи по 20кВт;
АВ – 2 индукционных печи по 25 кВт;
ВС – 1 электропечь индукционная 62 кВт;
АС – 1 электропечь индукционная 62кВт.
Рассчитываем нагрузку от однофазных ЭП на каждую фазу:
кВт;
кВт
кВт
Суммарная установленная нагрузка от однофазных и трехфазных ЭП на каждую фазу:
кВт;
кВт;
кВт.
Неравномерность загрузки фаз:
.
Т.к. неравномерность загрузки меньше 15%, то неравномерностью пренебрегаем, и все однофазные ЭП считаем, как трехфазные.
Мощность кран-балки с ПВ=25% приведена к кратковременному режиму работы.
Разбиваем электроприемники цеха на 2 группы:
Группа А – ЭП с резкопеременным графиком нагрузки, у которых Кu<0,6;
Группа Б – ЭП с практически постоянным графиком нагрузки, у которых Кu≥0,6.
Приведу пример расчета для кран-балки:
Общая установленная мощность
кВт;
Средняя нагрузка за наиболее загруженную смену:
кВт;
кВАр.
Исходные данные |
Расчетные
|
Эффективное число ЭП
|
Коэффициент расчетной нагрузки Кр |
Расчетная мощность |
Расчетный ток, А
|
|||||||||
|
|
|
активная, кВт
|
реактивная, кВАр
|
полная, кВА
|
|||||||||
Наимено-вание ЭП |
Количество ЭП, шт. n |
Номинальная (установленная) мощность, кВт* |
коэффициент использования Ки |
коэффициент реактивной мощности
|
||||||||||
одного ЭП
|
общая
|
|||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
Станки 1 |
21 |
2,5-45 |
279,9 |
0,125 |
0,6/1,33 |
41,98 |
55,83 |
5614,15 |
|
|
|
|
|
|
Станки 2 |
13 |
4,5-70 |
168,5 |
0,2 |
0,6/1,33 |
33,7 |
4482 |
5888,57 |
|
|
|
|
|
|
Кран-балка |
2 |
3,46-4,72 |
8,18 |
0,35 |
0,5/1,73 |
2,86 |
4,95 |
34,25 |
|
|
|
|
|
|
Тельфер |
1 |
2,025 |
2,025 |
0,2 |
0,4/2,29 |
0,405 |
0,93 |
4,1 |
|
|
|
|
|
|
Итого по цеху |
37 |
2,025-70 |
206 |
0,17 |
- |
78,94 |
106,53 |
11541,1 |
18,22 |
0,8 |
63,15 |
106,53 |
123,84 |
188,15 |
Освещение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11,735 |
|
|
|
Итого с освещением |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
74,885 |
106,53 |
130,22 |
198,08 |
Таблица 4.– Расчет электрических нагрузок , в целом по цеху
Таблица 10.1.– Определение расчетных нагрузок РП.
Наименование узлов питания и групп электроприемников |
Количество ЭП (рабочих/резервных), n |
Установленная мощность, приведенная к ПВ=100 %, кВт |
Коэффициент использования Ки |
|
Средняя нагрузка за наиболее загруженную смену |
Эффективное число электроприёмников, nэ |
Коэффициент максимума Км |
Максимальная нагрузка |
Расчетная нагрузка Sр, кВА |
Расчетный ток
|
|||
Одного ЭП) Рн, кВт |
Общая Рн, кВт |
Рсм=КиРн, кВт |
Qсм=Рсмtgφ, кВАр |
Рм=Км Рсм, кВт |
Qм=Qсм при nэ >10 Qм=1,1см при nэ <10 кВАр |
||||||||
1секция шин тр-р 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ШР1: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Токарные станки М8,М13 |
2 |
17,5-31,5 |
49 |
0,15 |
0,6/1,33 |
7,35 |
9,77 |
2 |
4,33 |
31,82 |
10,75 |
33,59 |
48,48 |
РП-1: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Станки(М20-24, ,33,34) |
7 |
2,5-9,5 |
38,4 |
0.15 |
0,6/1.33 |
5,76 |
7,66 |
|
|
|
|
|
|
Тельфер М37 |
1 |
2,025 |
2,025 |
0,2 |
0,4/2,29 |
0,405 |
0,93 |
|
|
|
|
|
|
Кран-балка М36 |
1 |
3,46 |
3,46 |
0,35 |
0,5/1,73 |
1,211 |
2,095 |
|
|
|
|
|
|
Итого по РП-1 |
9 |
2,025-9,5 |
43,88 |
0,17 |
|
7,38 |
10,685 |
6 |
1,78 |
13,14 |
11,75 |
17,62 |
25,43 |
РП-2: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Токарные станки (М4,6,14) |
3 |
11,5-45 |
68,5 |
0,15 |
0,6/1,33 |
10,275 |
13,66 |
|
|
|
|
|
|
Строгальный станок М28 |
1 |
70 |
70 |
0,2 |
0,6/1,33 |
14 |
18,62 |
|
|
|
|
|
|
Итого по РП-2 |
4 |
11,5-70 |
138,5 |
0,17 |
|
24,275 |
32,28 |
3 |
2,05 |
49,76 |
35,51 |
61,13 |
88,23 |
Итого по ШР1: |
15 |
2,025-70 |
231,38 |
0,16 |
|
39,005 |
52,73 |
11 |
1,59 |
62,02 |
52,73 |
81,4 |
117,49 |
,
А
Продолжение таблицы 10.1.
2 секция шин тр-р 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ШР-2: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Токарный станок М3 |
1 |
11,5 |
11,5 |
0,15 |
0,6/1,33 |
1,725 |
2,29 |
4 |
2 |
20,25 |
14,81 |
25,09 |
36,21 |
Станки (М16,17,19,29) |
4 |
5,6-16 |
42 |
0,2 |
0,6/1,33 |
8,4 |
11,172 |
||||||
РП-3: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Токарные станки (М7,9-12) |
5 |
12-17,5 |
82 |
0,15 |
0,6/1,33 |
12,3 |
16,36 |
|
|
|
|
|
|
Станки (М18,27) |
2 |
7,6-14,5 |
22,1 |
0,2 |
0,6/1,33 |
4,42 |
5,88 |
|
|
|
|
|
|
Кран-балка М35 |
1 |
4,72 |
4,72 |
0,35 |
0,5/1,73 |
1,652 |
2,86 |
|
|
|
|
|
|
Итого поРП-3 |
8 |
4,72-17,5 |
108,82 |
0,17 |
|
18,372 |
25,1 |
7 |
1,65 |
30,31 |
27,61 |
41 |
59,18 |
РП-4: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Станки (М15,25,26,31,32) |
5 |
4,5-7,6 |
25,8 |
0,2 |
0,6/1,33 |
5,16 |
6,86 |
5 |
1,72 |
8,87 |
7,55 |
11,65 |
16,81 |
РП-5: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Токарные станки (М1,2,5) |
3 |
11,5-12 |
35 |
0,15 |
0,6/1,33 |
5,25 |
6,98 |
|
|
|
|
|
|
Долбежный станок М30 |
1 |
8,3 |
8,3 |
0,2 |
0,6/1,33 |
1,66 |
2,21 |
|
|
|
|
|
|
Итого поРП-5 |
4 |
8,3-12 |
43,3 |
0,16 |
|
6,91 |
9,19 |
4 |
2,25 |
11,75 |
10,11 |
15,5 |
22,4 |
Итого по ШР-2: |
22 |
4,5-17,5 |
231,42 |
0,18 |
|
40,57 |
54,612 |
20 |
1,2 |
48,68 |
54,61 |
73,16 |
115,61 |
За расчетный ток РП принимаем расчетный ток самого мощного электроприемника этого РП.
2.4. Выбор числа и
мощности трансформаторов
Нагрузка цеха меньше 400кВа не целесообразно предусматривать собственную КТП. Объединяем нагрузку цеха с нагрузкой рядом стоящего цеха.
;
;
;
;
Мощность трансформатора определяют по формуле
,
где Sp=SCM=312,13 расчетная мощность всех двух цехов с учетом освещения;
N=2 – число трансформаторов;
Кз=0,65 – коэффициент загрузки трансформатора;
кВА.
Выбираю
трансформатор мощностью
кВА.
Таблица 6.– Технические данные силовых трансформаторов
SНОМ, МВА |
Напряжение обмотки, кВ |
Потери, Вт |
UK, % |
IХ, % |
||
ВН |
НН |
PX |
PK |
|||
250 |
10,5 |
0,4 |
650 |
3800 |
5,5 |
0,6 |
Выполняем проверку:
- по аварийной перегрузке:
В цехах, питаемых данными трансформаторами 95% приемников II категории, остальные – III категории.
Выбранный
трансформатор проходит по условию
допустимой аварийной перегрузки.
Принимаю к установке выбранный трансформатор мощностью кВА.
Распределяем нагрузку цеха по секциям(считаем, что нагрузка соседнего цеха равномерно распределена по секциям):
Секция I: ШР1,РП-1, РП-2.
SрI1 = 103,97 кВА (рассчитываемого цеха)
SрI = 224 кВА (двух цехов)
Секция II: ШР2,РП-3, РП-4,РП5.
SрII1=79,25 кВА. (рассчитываемого цеха)
SрII =214,4 кВА (двух цехов)
Расчет потерь напряжения в трансформаторах
Потери напряжения в трансформаторе Т1:
коэф. реальной
загрузки тр-а.
Активная составляющая напряжения к.з.
Реактивная составляющая напряжения к.з.
Потери в трансформаторе
Потери напряжения в трансформаторе Т2:
Потери
в трансформаторе
