2 Определение расчетных нагрузок цехов
Для определения расчетных нагрузок лакокрасочного завода воспользуемся методом коэффициента спроса.
При расчете нагрузки цехов изначально берется номинальная мощность цеха и справочный и коэффициент спроса, затем учитывается осветительная нагрузка, коэффициент разновремённости максимумов предприятия в целом, а также потери в элементах систем электроснабжения.
Расчет электрических нагрузок предприятия выполняют для каждого узла питания потребителей электроэнергии. Следует учесть, что расчет для сети до и выше 1 кВ требуется выполнять раздельно.
Реальная (расчетная) нагрузка цехов определяется по справочным данным [3] и [4], коэффициенту спроса и коэффициенту мощности.
; (2.1)
. (2.2)
Нагрузка
территории завода и искусственного
освещения каждого цеха определяется
по удельной плотности освещения (
,
Вт/ м2)
и по площади производственных помещений
цеха. Расчетная мощность осветительной
нагрузки цеха определяется по формулам:
;
(2.3)
,
(2.4)
где
- коэффициент спроса для осветительной
нагрузки,
-
коэффициент потерь в пускорегулирующей
аппаратуре при применении газоразрядных
ламп (обычно
);
-
коэффициент реактивной мощности,
соответствует
осветительной нагрузки;
-
номинальная мощность осветительной
нагрузки цеха.
Номинальная мощность осветительной нагрузки:
, (2.5)
где
- площадь территории цеха, м2
- удельная мощность осветительной нагрузки, Вт/м2.
Для люминесцентных и ДРЛ ламп:
Территория завода – 0,9 Вт/м2
Вспомогательные цеха - 14 Вт/м2
Склады - 6-8 Вт/м2
Механические цеха (в то числе компрессорная/насосная) - 14-16 Вт/м2
Заводоуправление, столовая, магазин, лаборатории и т.п. – 18-20 Вт/м2.
Из
справочных данных определяем, что
разрядные лампы имеют
.
Таким образом, расчётные значения нагрузок цеха определяются по следующим выражениям:
; (2.6)
, (2.7)
где
и
–
расчётные значения активной и реактивной
мощности цеха
Полная мощность:
. (2.8)
Расчетный ток узла нагрузки:
,
(2.9)
где
–
расчётное значение тока узла нагрузки
(цеха), А;
–
номинальное напряжение в узле нагрузки,
кВ.
Расчётные электрические нагрузки цехов необходимы для выбора мощности трансформаторов цеховых ТП, кабельных линий, электропроводок, магистральных и радиальных шинопроводов и всего коммутационного оборудования РУ напряжением 0,4 кВ.
2.1 Определение расчетных нагрузок на стороне высшего напряжения цеховой трансформаторной подстанции
Для заводской питающей сети 6-10 кВ расчетные нагрузки вычисляются по ниже приведенным формулам.
Расчётные значения нагрузок на стороне высшего напряжения трансформаторов, питающих цех, определяют по следующим выражениям:
– расчетная активная и реактивная мощности:
; (2.10)
, (2.11)
где
и
–
расчётные значения активной и реактивной
мощности, потребляемой цехом на стороне
высшего напряжения.
и
– потери активной и реактивной мощности
в цеховом трансформаторе.
Так как тип силового трансформатора ещё не определён, можно принимать:
;
(2.12)
;
(2.13)
,
(2.14)
где
–
расчётное значение полной мощности,
потребляемой цехом на стороне высшего
напряжения, кВ∙А.
Расчетный ток:
.
(2.15)
По полученным расчётным значениям нагрузок выбирают линии, питающие цеховые ТП и коммутационно-защитную аппаратуру этих линий (высоковольтные выключатели, разъединители, устройства релейной защиты).
Рассмотрим определение расчетного максимума на примере электроснабжения насосной станции (цех №6)
Исходные данные потребления нагрузки 0,4 кВ насосной станции, определяем производственную площадь, коэффициент спроса и cosф для станции:
кВт,
;
;
м2
(92
м92
м),
Вт/м2;
;
;
.
кВт;
кВАр;
кВт;
кВАр.
Суммарная активная, реактивная и полная нагрузки по 0,4 кВ:
кВт;
кВАр;
кВА;
кА.
Результаты расчета остальных цехов представлены в таблицах 3, 4 и 5.
Таблица 3 - Расчет электрических нагрузок цехов
№ |
Наименование цеха |
Рн кВт |
Cos |
кс |
Рр.с.ц. кВт |
Qр.с.ц. кВАр |
Sр.с.ц. кВА |
I р.с.ц. кА |
Электроприемники напряжением 0,4 кВ |
||||||||
1. |
Склад ЛВЖ |
145 |
0,75 |
0,55 |
79,75 |
70,33 |
106,33 |
0,15 |
2. |
Склад кислот |
142 |
0,75 |
0,55 |
78,10 |
68,88 |
104,13 |
0,15 |
3. |
Цех полупродуктов |
1215 |
0,70 |
0,50 |
607,50 |
619,77 |
867,86 |
1,25 |
4. |
Холодильная установка 0,4 кВ |
1900 |
0,80 |
0,60 |
1140,0 |
855,00 |
1425,00 |
2,06 |
5. |
Компрессорная 0,4 кВ |
1450
|
0,80
|
0,75
|
1087,5
|
815,63
|
1359,38
|
1,96
|
6. |
Насосная |
3880 |
0,80 |
0,75 |
2910,0 |
2182,5 |
3637,50 |
5,26 |
7. |
Градирня 0,4 кВ |
385 |
0,90 |
0,65 |
250,25 |
121,20 |
278,06 |
0,40 |
8. |
Цех прямых красителей |
2835 |
0,75 |
0,40 |
1134,0 |
1000 |
1512,00 |
2,18 |
9 |
Цех активных красителей |
891 |
0,75 |
0,40 |
356,40 |
314,32 |
475,20 |
0,69 |
10 |
Цех натриевой соли |
567 |
0,75 |
0,45 |
255,15 |
225,02 |
340,20 |
0,49 |
11 |
Очистные сооружения |
1480 |
0,80 |
0,60 |
888,00 |
666,00 |
1110,00 |
1,60 |
12. |
Система вентиляции |
4150 |
0,75 |
0,70 |
2905,0 |
2561,9 |
3873,33 |
5,60 |
13 |
Газоспасательная станция |
350 |
0,80 |
0,60 |
210,00 |
157,50 |
262,50 |
0,38 |
14 |
Подсобный цех |
390 |
0,70 |
0,35 |
136,50 |
139,26 |
195,00 |
0,28 |
15.
|
Ремонтно-механический цех |
385 |
0,70 |
0,60 |
231,00 |
235,67 |
330,00 |
0,48 |
16 |
Бытовой корпус |
300 |
0,75 |
0,45 |
135,00 |
119,06 |
180,00 |
0,26 |
17. |
Административный корпус, маркетинг |
324 |
0,75 |
0,45 |
145,80 |
128,58 |
194,40 |
0,28 |
18 |
Столовая |
227 |
0,90 |
0,45 |
102,15 |
49,47 |
113,50 |
0,16 |
19 |
Склад готовой продукции
|
211 |
0,50 |
0,20 |
42,20 |
73,09 |
84,40 |
0,12 |
Продолжение таблицы 3 |
||||||||
№ |
Наименование цеха |
Рн кВт |
Cos |
кс |
Рр.с.ц. кВт |
Qр.с.ц. кВАр |
Sр.с.ц. кВА |
I р.с.ц. кА |
20 |
Магазин |
41 |
0,80 |
0,35 |
14,35 |
10,76 |
17,94 |
0,03 |
Итого по ЭП 0,4 кВ |
21268
|
- |
- |
12708,65 |
10414,11 |
16466,73 |
- |
|
Электроприемники напряжением 10 кВ |
||||||||
1. |
Компрессорная |
7500 |
0,8 |
0,6 |
5233,52 |
4298,25 |
6772,35 |
9,79 |
2. |
Холодильная установка |
4000
|
0,8 |
0,75 |
3424,53 |
2828,03 |
4441,30 |
6,42 |
3. |
Градирня |
1750 |
0,9 |
0,65 |
1225,34 |
713,75 |
1418,06 |
2,05 |
Итого |
13250 |
- |
- |
9883,39 |
7840,04 |
12631,72 |
- |
|
Таблица 4- Расчет сети освещения 0,4 кВ цехов
№ |
Наименование цеха
|
Fц, м2 |
Вт/м2 |
Кс.о. |
Р0ц, кВт |
Q0ц, кВАр |
Sр.ц. кВА |
I р.ц. A |
1. |
Склад ЛВЖ |
1929 |
6 |
0,6 |
8,33 |
4,04 |
115,28 |
0,17 |
2. |
Склад кислот |
1929 |
6 |
0,6 |
8,33 |
4,04 |
113,08 |
0,16 |
3. |
Цех полупродуктов |
4608 |
14 |
0,95 |
73,54 |
35,62 |
945,18 |
1,37 |
4. |
Холодильная установка |
38079 |
14 |
0,95 |
607,74 |
294,34 |
2091,79 |
3,02 |
5. |
Компрессорная |
18753
|
16
|
0,95 |
342,05 |
165,66 |
1733,94 |
2,51
|
6. |
Насосная |
8596 |
16 |
0,95 |
156,79 |
75,94 |
3808,64 |
5,50 |
7. |
Градирня |
4286 |
14 |
0,85 |
61,20 |
29,64 |
346,06 |
0,50 |
8. |
Цех прямых красителей |
7918 |
14 |
0,95 |
126,37 |
61,20 |
1647,69 |
2,38 |
9 |
Цех активных красителей |
3536 |
14 |
0,95 |
56,43 |
27,33 |
535,87 |
0,77 |
10 |
Цех натриевой соли |
2381 |
14 |
0,95 |
38,00 |
18,40 |
381,04 |
0,55 |
11 |
Очистные сооружения
|
5143 |
0,9 |
0,85 |
4,72 |
2,29 |
1115,15 |
1,61 |
Продолжение таблицы 4 |
||||||||
№ |
Наименование цеха
|
Fц, м2 |
Вт/м2 |
Кс.о. |
Р0ц, кВт |
Q0ц, кВАр |
Sр.ц. кВА |
I р.ц. A |
12. |
Система вентиляции |
5358 |
0,9 |
0,85 |
4,92 |
2,38 |
3878,60 |
5,60 |
13 |
Газоспасательная станция |
803 |
14 |
1 |
13,49 |
6,53 |
277,23 |
0,40 |
14 |
Подсобный цех |
803 |
14 |
1 |
13,49 |
6,53 |
209,17 |
0,30 |
15 |
Ремонтно-механический цех |
803 |
14 |
0,95 |
12,82 |
6,21 |
343,44 |
0,50 |
16.
|
Бытовой корпус |
910 |
18 |
0,9 |
17,69 |
8,57 |
199,00 |
0,29 |
17 |
Административный корпус, маркетинг |
1285 |
20 |
0,9 |
27,76 |
13,44 |
224,26 |
0,32 |
18 |
Столовая |
1006 |
20 |
0,9 |
21,73 |
10,52 |
137,64 |
0,20 |
19 |
Склад готовой продукции |
2083 |
6 |
0,6 |
9,00 |
4,36 |
92,84 |
0,13 |
20 |
Магазин |
571 |
20 |
0,9 |
12,33 |
5,97 |
31,50 |
0,05 |
Итого |
- |
- |
- |
1616,75 |
783,03 |
18227,41 |
- |
|
Таблица 5- Расчет электрических потерь в трансформаторах
№ |
Наименование цеха |
Рр.т кВт |
Qр.т квар |
Р р.ц. кВАр |
Q р.ц. кВАр |
Sр.в.ц. кВА |
I р.в.ц. A |
1. |
Склад ЛВЖ |
2,31 |
11,53 |
90,39 |
85,90 |
124,69 |
0,18 |
2. |
Склад кислот |
2,26 |
11,31 |
88,69 |
84,22 |
122,31 |
0,18 |
3. |
Цех полупродуктов |
18,90 |
94,52 |
699,95 |
749,91 |
1025,81 |
1,48 |
4. |
Холодильная установка 0,4 кВ |
41,84 |
209,18 |
1789,58 |
1358,52 |
2246,81 |
3,25 |
Холодильная установка 10 кВ - СД |
125,78 |
628,91 |
5233,52 |
4298,25 |
6772,35 |
9,79 |
|
5.
|
Компрессорная 0,4 кВ |
34,68 |
173,39 |
1464,23 |
1154,68 |
1864,75 |
2,69 |
Компрессорная 10 кВ - АД |
82,47 |
412,37 |
3424,53 |
2828,03 |
4441,30 |
6,42 |
|
6 |
Насосная |
76,17 |
380,86 |
3142,96 |
2639,30 |
4104,16 |
5,93 |
7 |
Градирня 0,4 кВ |
6,92 |
34,61 |
318,38 |
185,45 |
368,45 |
0,53 |
Градирня 10 кВ |
26,64 |
133,19 |
1225,34 |
713,75 |
1418,06 |
2,05 |
|
Продолжение таблицы 5 |
|||||||
№ |
Наименование цеха |
Рр.т кВт |
Qр.т квар |
Р р.ц. кВАр |
Q р.ц. кВАр |
Sр.в.ц. кВА |
I р.в.ц. A |
8 |
Цех прямых красителей |
32,95 |
164,77 |
1293,33 |
1226,07 |
1782,11 |
2,58 |
9. |
Цех активных красителей |
10,72 |
53,59 |
423,55 |
395,23 |
579,32 |
0,84 |
10 |
Цех натриевой соли |
7,62 |
38,10 |
300,77 |
281,53 |
411,97 |
0,60 |
11 |
Очистные сооружения |
22,30 |
111,51 |
915,02 |
779,80 |
1202,23 |
0,07 |
12 |
Система вентиляции |
77,57 |
387,86 |
2987,49 |
2952,21 |
4200,08 |
6,07 |
13.
|
Газоспасательная станция |
5,54 |
27,72 |
229,03 |
191,76 |
298,71 |
0,43 |
14 |
Подсобный цех |
4,18 |
20,92 |
154,17 |
166,71 |
227,07 |
0,02 |
15 |
Ремонтно-механический цех |
6,87 |
34,34 |
250,68 |
276,22 |
373,01 |
0,54 |
16. |
Бытовой корпус |
3,98 |
19,90 |
156,67 |
147,53 |
215,20 |
0,31 |
17 |
Административный корпус, маркетинг |
4,49 |
22,43 |
178,04 |
164,45 |
242,37 |
0,35 |
18 |
Столовая |
2,75 |
13,76 |
126,63 |
73,76 |
146,55 |
0,21 |
19 |
Склад готовой продукции |
1,86 |
9,28 |
53,06 |
86,74 |
101,68 |
0,15 |
20 |
Магазин |
0,63 |
3,15 |
27,31 |
19,89 |
33,79 |
0,05 |
Итого |
599,44 |
2997,21 |
24573,34 |
20859,91 |
32302,79 |
- |
|
Суммарная нагрузка по лакокрасочному заводу:
кВт;
кВАр.
Суммарная мощность с учетом коэффициента одновременности и компенсации реактивной мощности у потребителя будет рассчитана далее.