2.4 Расчет ожидаемых нагрузок отделения.

2.4.1 Расчет веду методом коэффициента максимума. Результаты всех вычислений, а также данные, выбираемые по справочной литературе, заношу в таблицу 2.

2.4.2 Выбираю светильник типа НОГЛ - 280 по таблице 3-9 с.(5861) /2/. Этот светильник относится к группе 6 в соответствии с таблицей 3-2 с.(4042) /2/.

2.4.3 Определяю норму освещенности для производственного помещения отделения по таблице 4-4к с.(102103) /2/: Е=200 Лк.

2 .4.4 Определяю площадь отделения:

F=А*В=24*42=1008 м²,

где А – длина цеха, м;

В – ширина цеха, м.

2.4.5 Определяю удельную мощность освещения по таблице 5-43 с.163 /2/, полагая, что расчетная высота составляет 5 м: =9,6 Вт/м².

2.4.6 Определяю установленную мощность для освещения:

Р_{УСТ.ОСВ}=F*=9,6*1008*10^-3=9,67 кВт.

2.4.7 Определяю установленную мощность для силовых ЭП:

Р_{УСТ.СИЛ}=Р_УСТ.1+ Р_УСТ.2+…+ Р_УСТ.=260,6кВт.

Таблитца 2

16 лист

2.4.8 Определяю установленную мощность по отделению:

Р_{УСТ.ЦЕХА}= Р_{УСТ.ОСВ} +Р_{УСТ.СИЛ}=270,3 кВт.

2.4.9 Определяю коэффициент использования (К_И) и коэффициент мощности (cos) для каждого ЭП по таблице 2.11 с.52 и таблице 2.12 с.53 /3/.

2.4.10 Определяю среднюю активную мощность за максимально загруженную смену для каждого ЭП РП – 4 по формуле:

Р_СМ=К_И*Р_НОМ (1)

Р_{СМ. ФРЕЗ}=0,13*7,5=0,97 кВт.

Для остальных ЭП расчет аналогичен.

2.4.11 Определяю суммарную среднюю активную мощность за максимально загруженную смену для РП – 4:

Р_{СМ. РП – 4}= 1.62+0,97+0,48+0,48+1,8=5.35 кВт.

2 .4.12 Определяю среднюю реактивную мощность за максимально загруженную смену для каждого ЭП РП – 4 по формуле:

Q_СМ=Р_СМ*tg (2)

Q_{СМ. ФРЕЗ}=0,97*1,32=1.28 кВАр.

Для остальных ЭП расчет аналогичен.

2.4.13 Определяю суммарную среднюю реактивную мощность за максимально загруженную смену для РП – 4:

Q_{СМ. РП – 4}= 2,13+1,28+0,63+0,63+1,35=6,02 кВАр.

2.4.14 Определяю среднее значение коэффициента использования для РП – 4:

К_И.С.= Р_{СМ. РП –4}/ Р_{НОМ. РП – 4} =5,35/30,1=0,17.

2.4.15 Определяю показатель силовой сборки для РП – 4:

=11,6/3=3,86>3.

2.4.16 Определяю эффективное число ЭП для РП – 4:

n_Э=2

n_Э= n_*э n; n_*э=f(n_*;P_*); n_*= n'/ n; P_*= P_n'/ P_ном.

При n>300; К_и.с>0,2; m>3

т.к m>3 и К_и.с>0,2 то n_э=2

n _*= =0,4; Р_*= =0.63; n_*э=0.09;

n_эф=5* n_*э=5*0.09=0.45

2.4.17 По таблице 2.13 стр. 54 /3/ определяю коэффициент максимума

для РП – 4: К_{М.АКС РП – 4} =3,11.

2.4.18 Определяю максимальную активную мощность по РП – 4:

Р_{МАКС. РП – 4} =К_{МАКС. РП – 4} * Р_{СМ. РП – 4} =3,14*5,35=16,79 кВт.

2.4.19 Определяю максимальную реактивную мощность по РП - 4:

Q_{МАКС. РП – 4} = * Q_{СМ. РП – 4} =1,1*6,02=6,62 кВАр,

где - коэффициент максимума реактивной мощности, значение которого принял в соответствии с рекомендациями с.89 /4/.

2.4.20 Определяю максимальную полную мощность для РП – 4:

S_{МАКС. РП – 4}=

=18,04 кВА.

2.4.21 Определяю максимальный ток для РП – 4:

I_{МАКС. РП – 4}= =27,75 А.

Расчет для РП – 1, РП – 2, РП – 3 произвожу аналогично.

2 .4.22 Определяю среднюю активную мощность для освещения:

Р_{СМ. ОСВ}=Р_{УСТ. ОСВ}*К_{И. ОСВ}=9,7*0,9=8,2 кВт.

2.4.23. Определяю среднюю реактивную мощность для освещения:

Q_{СМ. ОСВ}=Р_{СМ. ОСВ}*tg _ОСВ=8,2*0,33=2,7 кВАр.

2.4.24. Определяю среднюю активную мощность за максимально загруженную смену для силовых ЭП:

Р_{СМ. СИЛ}=Р_{СМ. РП – 1}+Р_{СМ. РП – 2}+Р_{СМ. РП – 3}+Р_{СМ. РП – 4}= =43+43+40,2+5,35=131,55 кВт.

2.4.25. Определяю среднюю активную мощность по отделению:

Р_{СМ. ЦЕХА}= Р_{СМ. СИЛ}+ Р_{СМ. ОСВ} =131,55+8,2=139,75 кВт.

2.4.26. Определяю среднюю реактивную мощность за максимально загруженную смену для силовых ЭП:

Q_{СМ. СИЛ}=Q_{СМ. РП – 1}+Q_{СМ. РП – 2}+Q_{СМ. РП – 3}+Q_{СМ. РП - 4}=

=41,9*2+37,4+6,02=127,22 кВАр.

2.4.27. Определяю среднюю реактивную мощность по отделению:

Q_{СМ. ЦЕХА}= Q_{СМ. СИЛ}+ Q_{СМ. ОСВ}=127,22+2,7=129,92 кВАр.

2.4.28. Определяю средний коэффициент использования для силовых ЭП:

К_{И. СР. СИЛ}=

2 .4.29. Определяю эффективное число силовых ЭП отделения: т.к. m>3 и К_{И. СР. СИЛ}>0,2, то n_Э= 2*Р_{УСТ.СИЛ}/Р_{НОМ. MAX}=2*260,6/18,5=28,17

2.4.30. Определяю коэффициент максимума для силовых ЭП отделения, по таблице 2.13 с.54 /3/: К_{МАКС. СИЛ}=1,16.

2.4.31. Определяю максимальную активную мощность силовых ЭП отделения:

Р_{МАКС. СИЛ}= К_{МАКС. СИЛ}* Р_{СМ. СИЛ}=1,13*131,55=148,65 кВт.

2.4.32. Определяю максимальную реактивную мощность силовых ЭП отделения:

Q_{МАКС. СИЛ}= Q_{СМ. СИЛ}=127,22 кВАр.

2.4.33. Определяю максимальную активную мощность освещения:

Р_{МАКС. ОСВ}=Р_{СМ. ОСВ}=8,2 кВт.

2.4.34. Определяю максимальную реактивную мощность освещения:

Q_{МАКС. ОСВ}=Q_{СМ. ОСВ}=2,7 кВАр.

2.4.35. Определяю максимальную активную мощность по отделению:

Р_{МАКС. ЦЕХА}= Р_{МАКС. СИЛ}+ Р_{МАКС. ОСВ}=

=148,65+8,2=156,85 кВт.

2 .4.36. Определяю максимальную реактивную мощность по отделению:

Q_{МАКС. ЦЕХА}= Q_{МАКС. СИЛ}+ Q_{МАКС. ОСВ}=

=127,22+2,7=129,92 кВАр.

2.4.37. Определяю максимальную полную мощность по отделению:

S_{МАКС..ЦХА}=

2.4.38. Определяю максимальный ток по отделению:

I_{МАКС. ЦЕХА}= =315,70 А.

2.4.39. Выбираю предварительно по максимальной мощности отделения трансформатор на номинальную мощность S_{НОМ. Т}=160 кВА.

2.4.40. Определяю коэффициент загрузки выбранного трансформатора:

.

2 .5 Выбор величины напряжения высокой и низкой стороны трансформаторов.

Передача электроэнергии от источника питания к потребителям связана с потерей части энергии в системе электроснабжения (в трансформаторах, линиях). Эти потери определяются током, протекающим по линии и величиной передаваемого напряжения. Применение повышенного напряжения в электрических сетях значительно снижает потери мощности и электроэнергии. Исходя из этого, выбираем для высокой стороны трансформатора напряжение десять киловольт вместо шести киловольт. Напряжение с низкой стороны трансформатора для питания электроприёмников можно выбрать значение 660/380 В или 380/220 В.

Если подстанция малой мощности расположена в центре электрических нагрузок, то напряжение 660/380 В не даёт экономии по сравнению с напряжением 380/220 В. Система 380/220 В в большей степени увеличивает надёжность в эксплуатации, так как от неё возможна одновременное питание как силовой, так и осветительной сети. Она даёт относительно низкое напряжение между фазой и землёй, что безопасно для обслуживающего персонала. Исходя из этого, для проектируемого отделения на низкой стороне трансформатора применяется система 380/220 В.

2 .6 Расчет годового расхода электроэнергии на шинах низкого напряжения.

2.6.1. По таблице 2.20 стр.69 /3/ нахожу годовое число часов работы силовых ЭП Т_С и число часов горения ламп электрического освещения Т_О:

Т_С=5870 ч; Т_О=4100 ч.

2.6.2. Определяю годовой расход активной электроэнергии для силовых ЭП:

W_А.Г.СИЛ= Р_СМ.СИЛ* Т_С=131,55*5870=772198,5 кВт*ч.

2.6.3. Определяю годовой расход активной электроэнергии для осветительных установок:

W_А.Г.ОСВ= Р_СМ.ОСВ* Т_О=8,2*4100=33620 кВт*ч.

2.6.4. Определяю годовой расход активной электроэнергии по отделению:

W_{А.Г.ЦЕХА}= W_А.Г.СИЛ+ W_А.Г.ОСВ=772198,5+33620=805818,5 кВт*ч.

2.6.5. Определяю годовой расход реактивной электроэнергии для силовых ЭП:

W_Р.Г.СИЛ= Q_СМ.СИЛ * Т_С=127,22*5870=746781,4 кВАр*ч.

2 .6.6. Определяю годовой расход реактивной электроэнергии для осветительных установок:

W_Р.Г.ОСВ= Q_СМ.ОСВ* Т_О=2,7*4100=11070 кВАр*ч.

2.6.7. Определяю годовой расход реактивной электроэнергии по отделению:

W_{Р.Г.ЦЕХА}= W_Р.Г.СИЛ+ W_Р.Г.ОСВ=746781,4+11070=757851,4 кВАр*ч.

2.7 Определение средневзвешенного коэффициента мощности

Для действующих предприятий средневзвешенный коэффициент мощности определяют по показаниям счетчиков активной и реактивной мощности за определенный промежуток времени.

На стадии проектирования его можно определить по формуле:

.

2 .8. Компенсация реактивной энергии и технико-экономический расчет компенсирующего устройства.

2.8.1. Определяю действительный тангенс угла между током и напряжением до компенсации: .

Необходимо повысить коэффициент мощности до оптимального значения 0,95, которому соответствует оптимальный тангенс угла tg_Э=0,33.

2.8.2. Определяю мощность компенсирующего устройства (КУ):

Q_КУ= Р_М.ЦЕХА*( tg_М - tg_Э)=156,85*(0,83-0,33)=78,42 кВАр.

2.8.3. По таблице 16–19 с.24 /1/ выбираю четыре конденсаторные установки типа , КМ0,38-13 суммарная номинальная мощность которых составляет Q_КУ.НОМ=78 кВАр.

2.8.4. Определяю коэффициент мощности после компенсации:

;

.

2.8.5. Выбираю два силовых трансформатора с учетом КУ на стандартную мощность S_НОМ.Т= 160 кВА.

2 .8.6. Определяю коэффициент загрузки выбранного трансформатора:

.

2.8.7. Определяю тарифную стоимость электроэнергии:

руб/(кВт*ч),

b – стоимость 1 кВА присоединенной мощности;

m – стоимость 1 кВт*ч потребляемой энергии.

2.8.8. Определяю тарифную стоимость электроэнергии до компенсации с учетом надбавки:

руб/(кВт*ч).

Коэффициент надбавки к₁ был определен мною по таблице 9 – 1 с.269 /5/: к₁=14%.

2.8.9. Определяю тарифную стоимость электроэнергии после компенсации с учетом скидки:

руб/(кВт*ч).

Коэффициент скидки к₂ был определен мною по таблице 9 – 1 с.269 /5/:

к₂= - 2%.

2 .8.10. Определяю разность в тарифной стоимости электроэнергии:

q^’=q₁ – q₂=2,58–2,31=0,27 руб/(кВт*ч)

2.8.11. Определяю экономию стоимости электроэнергии от компенсации реактивной мощности:

N=W_{А.Г.ЦЕХА}* q^’=805818,5*0,27=217570,99 руб.

2.8.12. Определяю эксплуатационные расходы на содержание КУ:

руб.

156,8 руб.,

где р_А и р_О – нормативные коэффициенты отчислений на амортизацию и обслуживание соответственно, значения которых были определены по таблице 2 – 1 с.12 /5/;

К_КУ – стоимость КУ, руб.

2.8.13. Определяю время использования максимума нагрузок:

С=0,004*104=0,416

По рисунку 2.24 с.93 /3/ нахожу время максимальных потерь: _max=5137 ч.

Время потерь в конденсаторной установке:

_maxКУ=3100 ч

2 .8.14. Определяю стоимость потерь электроэнергии в КУ:

руб,

где Р^’ – удельные потери мощности в КУ, кВт/кВАр, значение которых было определено по таблице 3.3 с.117 /3/.

2.8.15. Определяю годовые эксплуатационные расходы:

С=С_А+С_О+С_П=1470+156,8+38,89=1665,69 руб.

2.8.16. Определяю срок окупаемости КУ:

года.

2.8.17. Определяю величину разрядного сопротивления для компенсирующего устройства:

Ом.