2.1 Расчет осветительной нагрузки
Расчет осветительной нагрузки при определении нагрузки предприятия производим упрощенным методом по удельной плотности осветительной нагрузки на квадратный метр производственных площадей и коэффициенту спроса.
По этому методу расчетная осветительная нагрузка принимается равной средней мощности освещения за наиболее загруженную смену и определяется по формулам:
Рро = Ксо ∙ Руо, [кВт];
Qро = tgо ∙ Рро, [кВАр],
где Кco – коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки;
tgо – коэффициент реактивной мощности, определяется по cos (для ДРЛ – coso=0,9, для ЛЛ – coso=0,95);
Руо – установленная мощность приемников освещения по цеху, определяется по удельной осветительной нагрузке на 1м2 поверхности пола известной производственной площади;
Руо=ρо∙F, кВт.,
F – площадь производственного помещения, которая определяется по генеральному плану завода, м2;
удельная расчетная мощность, кВт/м2.
Ғтерр. = Ғзавод – ƩҒцех;
Ғтерр. = 201674 м2.
Все расчетные данные заносятся в таблицу 1.2 – Расчет осветительной нагрузки.
Расчет электрических нагрузок по предприятию
Расчет электрических нагрузок напряжением до 1 кВ по цехам предприятия производим также методом упорядоченных диаграмм упрощенным способом. Результаты расчета силовых и осветительных нагрузок по цехам сведены в таблицу 1.3 – Расчет электрических нагрузок по цехам напряжением 0,4кВ.
Число m, определяем по формуле:
Если m больше 3, то эффективное число электроприемников определяется по формуле, если m меньше 3, то эффективное число электроприемников принимается равным фактическому nэф=n.
Среднюю активную нагрузку за наиболее загруженную смену определяем по формуле:
,
где Ки – коэффициент использования, значения которого выбирается по
Рн – номинальная активная нагрузка.
Среднюю реактивную нагрузку за наиболее загруженную смену определяем по формуле:
,
где Рсм – средняя активная нагрузка за наиболее загруженную смену;
tgφ – реактивный коэффициент мощности, определяется по известному cos j .
Максимальная активная нагрузка от силовых электроприемников определяется по формуле:
где Км – коэффициент максимума;
Рсм – средняя активная нагрузка за наиболее загруженную смену.
Максимальная реактивная нагрузка от силовых электроприемников:
)
Полная максимальная нагрузка:
,
[кВA].
Таблица 2 - Расчет осветительной нагрузки
№ по плану |
Наименование производственного помещения
|
Размеры помещения
|
Площадь помещения, м2 |
Удельная осветительная нагрузка rо, кВт/м2 |
Коэффициент спроса, Кс |
Установленная мощность освещения, Рyо, кВт |
Расчетная мощность осветительной нагрузки |
|
Тип лампы |
||||
длина (м) |
ширина (м) |
Рро, кВт |
Qро, квар |
|
|
||||||||
1 |
Механический корпус |
106 |
11992 |
0,014 |
0,95 |
167,89 |
159,49 |
76,5 |
|
ДРЛ |
|||
2 |
Сварочный цех |
70 |
7700 |
0,014 |
0,95 |
107,8 |
102,42 |
49,15 |
|
ДРЛ |
|||
3 |
Аппаратный цех |
66 |
5728 |
0,014 |
0,95 |
80,192 |
76,18 |
36,56 |
|
ДРЛ |
|||
4 |
Изоляционный цех |
60 |
1296 |
0,014 |
0,85 |
18,144 |
15,42 |
7,402 |
|
ДРЛ |
|||
5 |
Кислородная станция |
18 |
828 |
0,01 |
0,6 |
8,28 |
4,968 |
2,384 |
|
ДРЛ |
|||
6 |
Кузнечно-прессовый цех |
30 |
1800 |
0,014 |
0,85 |
25,2 |
21,42 |
10,28 |
|
ДРЛ |
|||
7 |
Котельная |
68 |
1280 |
0,011 |
0,6 |
14,08 |
8,45 |
4,05 |
|
ДРЛ |
|||
8 |
Компрессорная: СД 10кВ |
48 |
768 |
0,011 |
0,6 |
8,448 |
5,07 |
2,43 |
|
ДРЛ |
|||
9 |
Ремонтно-механический цех |
68 |
2448 |
0,014 |
0,95 |
34,272 |
32,55 |
15,62 |
|
ДРЛ |
|||
10 |
Лаковарочный цех |
56 |
672 |
0,014 |
0,85 |
9,408 |
7,99 |
3,83 |
|
ДРЛ |
|||
11 |
Гараж |
60 |
960 |
0,01 |
0,6 |
9,6 |
5,76 |
2,76 |
|
ДРЛ |
|||
12 |
Механосборочный цех |
176 |
13376 |
0,014 |
0,95 |
187,264 |
177,9 |
85,4 |
|
ДРЛ |
|||
13 |
Заготовительно-сварочный цех |
58 |
8584 |
0,014 |
0,95 |
120,176 |
114,16 |
54,8 |
|
ДРЛ |
|||
14 |
Цех обмотки проводов |
50 |
4832 |
0,014 |
0,95 |
67,648 |
64,26 |
30,84 |
|
ДРЛ |
|||
15 |
Склад масел |
58 |
1276 |
0,01 |
0,6 |
12,76 |
7,656 |
3,67 |
|
ДРЛ |
|||
16 |
Испытательная станция |
68 |
3264 |
0,012 |
0,6 |
39,168
|
23,5
|
11,28
|
|
ДРЛ |
|||
17 |
Литейный цех: |
80 |
3408 |
0,014 |
0,95 |
47,712 |
45,32 |
21,75 |
|
ДРЛ |
|||
18 |
Склад трансформаторного масла |
56 |
1120 |
0,01 |
0,6 |
11,2 |
6,72 |
3,22 |
|
ДРЛ |
|||
19 |
Заводоуправление |
54 |
800 |
0,018 |
1 |
14,4 |
14,4 |
4,752 |
|
ЛЛ |
|||
|
Территория |
|
201674 |
0,009 |
1 |
1815,06 |
1815,06 |
871,231 |
|
ДРЛ |
|||
Таблица 3 - Расчет электрических нагрузок по цехам, U = 0,4 кВ
№ |
Наименование цехов |
Кол-во ЭП, n |
Номинальная мощность, кВт |
m |
Ки |
cos |
tg |
Средняя нагрузка |
nэ |
Кр |
Расчетная нагрузка |
||||||||||||
Рmin-Pmax |
∑Рн |
Рсм кВт |
Qсм квар |
|
|
Рр кВт |
Qр квар |
Sр кВА |
|||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
||||||||
1 |
Механический корпус |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
силовая |
300 |
1-120 |
6300 |
>3 |
0,3 |
0,7 |
1,02 |
1890 |
1927,8 |
105 |
1 |
1890 |
1927,8 |
|
||||||||
|
осветительная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
159,49 |
76,5 |
|
||||||||
|
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2049,5 |
2004,3 |
2866,64 |
||||||||
2 |
Сварочный цех |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
силовая |
150 |
10-50 |
3700 |
>3 |
0,4 |
0,6 |
1,33 |
1480 |
1968,4 |
148 |
1 |
1480,50 |
1968,4 |
|
||||||||
|
осветительная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
102,41 |
49,15 |
|
||||||||
|
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1582,41 |
2017,55 |
2564,084 |
||||||||
3 |
Аппаратный цех |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Силовая |
100 |
1-100 |
2100 |
>3 |
0,3 |
0,7 |
1,02 |
630 |
642,6 |
42 |
1 |
630 |
642,6 |
|
||||||||
|
Осветительная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
76,18 |
36,56 |
|
||||||||
|
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
706,18 |
679,16 |
979,769 |
||||||||
4 |
Изоляционный цех |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
силовая |
50 |
1-40 |
800 |
>3 |
0,5 |
0,9 |
0,48 |
400 |
192 |
40 |
1 |
400 |
192 |
|
||||||||
|
осветительная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15,42 |
7,402 |
|
||||||||
|
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
415,42 |
199,402 |
460,798 |
||||||||
5 |
Кислородная станция |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
силовая |
6 |
120 |
720 |
>3 |
0,6 |
0,7 |
1,02 |
432 |
440,64 |
6 |
1,06 |
457,92 |
484,7 |
|
||||||||
|
осветительная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4,968 |
2,384 |
|
||||||||
|
Итог |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
462,9 |
487,08 |
647,6808 |
||||||||
6 |
Кузнечно-прессовый цех |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
силовая |
40 |
3-250 |
700 |
>3 |
0,4 |
0,75 |
0,88 |
280 |
246,4 |
6 |
1,11 |
310,8 |
271,04 |
|
||||||||
|
осветительная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21,42 |
10,28 |
|
||||||||
|
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
332,22 |
281,32 |
435,32 |
||||||||
7 |
Котельная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
силовая |
35 |
10-80 |
920 |
>3 |
0,5 |
0,8 |
0,75 |
460 |
345 |
23 |
1 |
460 |
345 |
|
||||||||
|
осветительная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8,45 |
4,05 |
|
||||||||
|
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
408,45 |
349,05 |
537,277 |
||||||||
8 |
Компрессорная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
силовая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
осветительная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,07 |
2,43 |
5,62 |
||||||||
|
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
9 |
Ремонтно-механический цех |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
силовая |
30 |
1-130 |
300 |
>3 |
0,2 |
0,7 |
1,02 |
60 |
61,2 |
5 |
1,72 |
103,2 |
67,32 |
|
||||||||
|
осветительная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
32,55 |
15,62 |
|
||||||||
|
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
135,75 |
82,94 |
159,082 |
||||||||
10 |
Лаковарочный цех |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
силовая |
20 |
1-20 |
250 |
>3 |
0,3 |
0,7 |
1,02 |
75 |
76,5 |
20 |
1 |
75 |
76,5 |
|
||||||||
|
осветительная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7,99 |
3,83 |
|
||||||||
|
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
82,99 |
80,33 |
115,49 |
||||||||
11 |
Гараж |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
силовая |
15 |
1-10 |
50 |
=3 |
0,2 |
0,7 |
1,02 |
10 |
10,2 |
10 |
1,39 |
13,9 |
11,22 |
|
||||||||
|
осветительная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,76 |
2,76 |
|
||||||||
|
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19,66 |
13,98 |
24,123 |
||||||||
12 |
Механосборочный цех |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Силовая |
250 |
1-100 |
3800 |
>3 |
0,3 |
0,7 |
1,02 |
1140 |
1162,8 |
74 |
1 |
1140 |
1162,8 |
|
||||||||
|
осветительная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
177,9 |
85,4 |
|
||||||||
|
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1317,9 |
1248,2 |
1815,175 |
||||||||
13 |
Заготовительный цех |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
силовая |
150 |
10-80 |
2900 |
>3 |
0,4 |
0,6 |
1,33 |
1160 |
1542,8 |
73 |
1 |
1160 |
1542,8 |
|
||||||||
|
осветительная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
114,16 |
54,8 |
|
||||||||
|
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1274,16 |
1597,6 |
2043,54 |
||||||||
14 |
Цех обмотки проводов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
силовая |
200 |
1-20 |
1320 |
>3 |
0,3 |
0,7 |
1,02 |
396 |
403,92 |
132 |
1 |
396 |
403,92 |
|
||||||||
|
осветительная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
64,26 |
30,84 |
|
||||||||
|
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
460,26 |
434,76 |
633,131 |
||||||||
15 |
Склад масел |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
силовая |
10 |
1-20 |
85 |
>3 |
0,3 |
0,8 |
0,75 |
25,5 |
19,13 |
9 |
1,16 |
29,58 |
21,04 |
|
||||||||
|
осветительная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7,656 |
3,67 |
|
||||||||
|
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
37,236 |
24,71 |
44,683 |
||||||||
16 |
Испытательная станция |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
силовая |
30 |
1-40 |
850 |
>3 |
0,4 |
0,75 |
0,88 |
340 |
299,2 |
30 |
1 |
340 |
299,2 |
|
||||||||
|
осветительная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23,5 |
11,28 |
|
||||||||
|
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
363,5 |
310,48 |
478,048 |
||||||||
17 |
Литейный цех |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
силовая |
50 |
10-80 |
860 |
>3 |
0,65 |
0,8 |
0,75 |
559 |
419,25 |
22 |
1 |
559 |
419,25 |
|
||||||||
|
осветительная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45,32 |
21,75 |
|
||||||||
|
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
604,32 |
441 |
748,12 |
||||||||
18 |
Склад трансформаторного масла |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
силовая |
10 |
5-14 |
100 |
<3 |
0,3 |
0,8 |
0,75 |
30 |
22,5 |
10 |
1,13 |
33,9 |
24,75 |
|
||||||||
|
осветительная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6,72 |
3,22 |
|
||||||||
|
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40,62 |
27,97 |
49,318 |
||||||||
19 |
Заводоуправление |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
силовая |
20 |
1-20 |
150 |
>3 |
0,4 |
0,7 |
1,02 |
60 |
61,2 |
15 |
1 |
60 |
61,2 |
|
||||||||
|
осветительная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14,4 |
4,452 |
|
||||||||
|
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
74,4 |
65,652 |
99,22 |
||||||||
|
Освещение территории |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1815,06 |
871,231 |
|
||||||||
|
Итого на шинах 0,4 кВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12788 |
11219,145 |
17011,82 |
||||||||
Выбор числа цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности на напряжение 0,4 кВ
Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторов возможно только путем технико-экономических расчетов с учетом следующих факторов: категории надежности электроснабжения потребителей; компенсации реактивных нагрузок на напряжении до 1кВ; перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и аварийном режимах; шага стандартных мощностей; экономичных режимов работы трансформаторов в зависимости от графика нагрузки.
Предприятие относится ко 2 категории потребителей, предприятие работает в 2 смены, следовательно, коэффициент загрузки трансформаторов Кзтр=0,8. Принимаем трансформатор мощностью Sнт=1600 кВА.
Для каждой технологически концентрированной группы цеховых трансформаторов одинаковой мощности минимальное их число, необходимое для питания наибольшей расчетной активной нагрузки, рассчитывается по формуле:
где Рр 0,4 – суммарная расчетная активная нагрузка; кз – коэффициент загрузки трансформатора;
Sнт – принятая номинальная мощность трансформатора;
N – добавка до ближайшего целого числа.
Экономически целесообразное число трансформаторов определяется по формуле:
Nт.э = Nmin + m =10+1=11
где m – дополнительное число трансформаторов;
Nт.э – определяется удельными затратами на передачу реактивной мощности с учетом постоянных составляющих капитальных затрат З*п/ст..
По выбранному числу трансформаторов определяют наибольшую реактивную мощность Q1, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ, определяется по формуле:
где Кр.п.=1,1 – коэффициент разрешенной перегрузки для маслянных трансформаторов.
Из условия баланса реактивной мощности на шинах 0,4 кВ определим величину QНБК:
QНБК = QНБК1 + QНБК2
QНБК1 = Qр 0,4 - Q1;
QНБК1 =11219,145 – 9556,707=1662,437 кВар.
QНБК2 Qр0,4 QНБК1 Nэф S н.тр.
где γ – коэффициент, определяемый функцией от К1 и К2;
К1– удельный коэффициент потерь, зависящий от числа рабочих смен;
К2 – коэффициент, зависящий от длины питающей линии и мощности трансформатора.
QНБК
2 11219,145
1662,437
0,65
11
1600
1882,292
0 кВар
Определим мощность одной батареи конденсаторов, приходящуюся на каждый трансформатор:
.
Принимаем тип НБК: УКМ-0,4-150-У3.
Таблица 4 - Распределение низковольтной нагрузки по цеховым ТП
№ Тп Sнт,кВА Qнбк |
№ цехов |
Рр0,4 кВт |
Qр0,4 кВар |
Sр0,4 кВA |
К з |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|||
ТП1÷ ТП3 ТП1 (2x1600) ТП2 (2x1600) ТП3 (2x1600) |
1 |
2049,5 |
2004,3 |
|
|
|||
2 |
1582,41 |
2017,55 |
||||||
3 |
706,18 |
679,16 |
||||||
19 |
74,4 |
65,652 |
||||||
9 |
135,75 |
82,94 |
||||||
7 |
408,45 |
349,05 |
||||||
8 |
5,07 |
2,43 |
||||||
4 |
415,42 |
199,402 |
||||||
5 |
463,9 |
487,08 |
||||||
6 |
332,22 |
281,32 |
||||||
10 |
82,99 |
80,33 |
||||||
Освещение тер. 50% |
907,53 |
435,616 |
||||||
Qнбк=6х150 |
|
|
-900 |
|||||
Итого по ТП1÷ ТП3 |
|
5347,76 |
5784,83 |
7877,994 |
0,82 |
|||
ТП4÷ ТП7 ТП4 (2x1600) ТП5 (2x1600) ТП6 (1x1600)
|
11 |
19,66 |
13,98 |
|
|
|||
15 |
37,236 |
24,71 |
|
|
||||
12 |
1317,9 |
1248,2 |
|
|
||||
13 |
1274,16 |
1597,6 |
|
|
||||
14 |
460,26 |
434,76 |
|
|
||||
16 |
363,5 |
310,48 |
|
|
||||
17 |
604,32 |
441 |
|
|
||||
18 |
40,62 |
27,97 |
|
|
||||
Освещение тер. 50% |
907,53 |
435,616 |
|
|
||||
Qнбк=5x150 |
|
|
-750 |
|
|
|||
Итого по ТП4÷ ТП6 |
|
5025,186 |
3784 |
6290,560 |
0,78 |
|||