Расчет нагрузок с помощью ЭВМ

F= 60*24=1440м^{2 -} площадь цеха.

Росв=19*60*24=27,36 квт.

__________

Spi = Ppi²+Qpi²

Расчетные нагрузки всех потребителей складываются. Результаты расчета электрических нагрузок цеха сведены в таблицу 2.1.

Spi

Ipi= 

3*Uн

In=Ip+Inycк наиб (много электроприемников).

1n=Iр-1н наиб +1пуск наиб(мало приемников),

-где In- пиковый ток.

I пуск наиб - пусковой ток наибольшего по мощности двигателя;

In наиб - номинальный ток наибольшего по мощности двигателя;

1р - расчетный ток двигателя;

1пуск наиб = 5*1н наиб.

2.2. Расчет электрических нагрузок фабрики.

В практике проектирования систем электроснабжения сетей до 1000 В и выше применяют различные методы определения электрических

нагрузок.

Расчет электрических нагрузок фабрики произведем по установленной мощности и коэффициенту спроса, так как определение расчетной силовой магрузки, по этому методу является приближенным и поэтому его применение рекомендуется для предварительных расчетов и определение электрических нагрузок.

Расчетную нагрузку однофазных по режиму работы приемников определяют но формуле:

Рр = Кс,а * Рном; (2.5)

Qp=Pp*tg; (2.6)

________

Sр= Pp²+Qp²;

Где Кc,a коэффициент спроса по активной мощности, принят по Taблице 22 [2];

Рн м - номинальная (установленная) мощность электроприемника,

кВ .

tg - соответствует cos данной группы приемников, взят из табл.22 [2]

Sp полная мощность, кВа.

Пример расчета нагрузок для насосной станции 1 подъема:

Рр =194*0,9 =174,6 кВт;

Qp= 174,6*0,75 == 130,9 кВар;

_____________

Sp= l30,95² +174,6² =218,2кВа.

Расчетные нагрузки для остальных приемников электрической энергии рассчитываются аналогичным образом, поэтому сведены в таблицу 2.3

После расчета нагрузок приемников электрической энергии рассчитываются потери в цеховых трансформаторных подстанциях (ТП). Потери активной и реактивной энергии в цеховых ТП принимаются 2% и 10% (сooтветственно) от полной нагрузки всех цехов напряжением до 1000В.

Потери в цеховых ТП составляют:

Р= 0,02*2667 = 53,34 кВт;

Q= 0,1*2667 = 266,7 кВар;

После расчета электрических нагрузок электроприемников напряжением до 1000В и расчета электрических нагрузок электроприемников на­пряжением выше 1000В их суммируют с учетом коэффициента разновременности максимумов нагрузки отдельных групп. Значение коэффициенты разновременности максимумов нагрузки можно приближенно принимать равным 0,9 [6].

Сумарная полная нагрузка по фабрике с учетом коэффициента раз-новременности максимума:

__________________________

Sp= (Рр +Pp)² + (Qp^ +Qp)² * Кр. м. (2.7)

Где Рр расчетная активная мощность приемника электрической энергии напряжением до 1000В, кВт;

Qp - расчетная реактивная мощность приемника электрической энергии напряжением до 1000В, кВар;

Pp - расчетная активная мощность приемника электрической энергии напряжением выше 1000В, кВт;

Qp расчетная реактивная мощность приемника электрической энергии напряжением выше 1000В,кВар;

Кр. м = 0,9 - коэффициент разновременности максимумов нагрузки из [6].

________________

Sp = (4415,2)²+(2815,42)² *0,9 = 4712,8².

После расчета электрических нагрузок фабрики составляется сводная таблица (2.3) электрических нагрузок отдельных приемников электрической энергии.

2.3. Расчет электрических нагрузок с применением ЭВМ.

Расчет электрических нагрузок - одна из тех операций, которые наиболее легко поддаются автоматизации с помощью ЭВМ. Предложено несколько алгоритмов и программ машинного расчета электрических нагрузок, однако наиболее простым является алгоритм расчета трехфазных электрических нагрузок, разработанный мной.

В основу этого алгоритма положен метод упорядоченных диаграмм. Особенность алгоритма заключается в том, что он позволяет за один прием определить расчетные нагрузки для любого количества элементов цеховой электрической сети (ЦЭС) с неограниченным количеством приемников электроэнергии. Алгоритм разработан с учетом иерархичности структуры цеховых сетей и реализуется на ЭВМ любою класса.

Исходная информация для расчета электрических нагрузок накапливается а специальном оперативном массиве Н, число строк которого равно количеству ступеней распределения электроэнергии. Максимальное количество ступеней распределения электроэнергии ( трансформаторы, шинопроводы, магистрали, силовые распре­делительные пункты) определяются конкретной программой и в данном случае принято равным 10. Количество столбцов принято равным шести, что вытекает из сущности метода упорядоченных диаграмм.

IIо каждому приемнику электроэнергии с переменным графиком нагрузки (с коэффициентом использования Ки<0,6) для всех ступеней ЦЭС, через которые он получает питание, в столбцах соответственно накапливаются данные номинальная мощность Рном, квадрат номинальной мощности Рном², средние активные Рср и реактивные Qcp нагрузки. По каждому приемнику электроэнергии с практически постоянным графикомнагрузки (Ки>=0,6) - средние активные Рср и реактивные Qcp нагрузки.

Вводить необходимо следующие показатели по порядку :

1.Количество приемников (общее).

2.Ступень.

3.Группа.

4.Количество однотипных приемников.

5.Рном одного приемника.

6.К(и) - коэффицент использования.

7.tg . - тангенс  .

Результаты расчета для примеров находятся в приложении.

2.4. Выбор числа, мощности и расположения цеховых трансформаторных подстанций низковольтной сети.

Число трансформаторов выбирается в зависимости от условий окружающей среды, мощности потребителей, категорийности и режима работы приемников электроэнергии. Мощность цеховых трансформаторов в нормальных условиях должна обеспечивать питание всех приемников промышленных предприятий. Так как в цехе имеются потребители разных категорий надежности, требуется определить коэффициент загрузки трансформаторов средневзвешенный, по которому будет определятся число трансформаторов:

Кз_I*Pp_I+Кз_II*Pр_II+Кз_III*Рр_III'

Kзсв= ; (2.8)

Рр_I+Рр_II+Рр_III Pp_I

Рр_I - мощность потребителей 1 категории (60%);

Pp_II - 40%- мощность потребителей 2 категории;

Pp_III - мощность потребителей 3 категории;

KзI =0,7коэффициент загрузки трансформаторов 1 категории;

KзII =0,85 коэффициент загрузки трансформаторов 2 категории;

KзIII=0 коэффициент загрузки трансформаторов 3 категории.

Номинальная мощность трансформаторов определяется по удельной плотности нагрузки:

0.7*60+0.85*40

Кз св = ;

60+40

Принимаю номинальную мощность трансформатора Sнэ=160 квА. Определяем число трансформаторов, требующихся для передачи полной мощности потребителям:

Sp 346.81

 =  =  =0.24; (2.9)

F 1440

Принимаю 3 трансформатора мощностью по 160 квА ТСЗ - 160/10. Так помещение пожароопасное, то в цехе целесообразно применение cyxoго трансформатора.

2.5. Выбор числа, мощности и расположения цеховых трансформаторных подстанций высоковольтной сети.

Минимально возможное число тансформаторов:

Рр

Nmin= —————— + N (2.11)

Кзсв*Sнэ

где Pр расчетная активная низковольтная нагрузка, кВт из табл.31

Кз.св =0,7 - средневзвешенный коэффициент загрузки, из [6].

N - добавка до целого числа.

Sн.э =- 630 кВа - эффективная мощность трансформаторов при удельной плотности нагрузки до 0,2 кB*A/м²,из [6]

2250.6

Nmin = -——— = 5,1 + 0,9 = 6 трансформаторов;

0.7*630

Экономически оптимальное число трансформаторов:

Noпt = Nmin + m; (2.12)

Где m дополнительно установленные трансформаторы, принимается по рис.4-6[6]

Noпt=6+0=6 трансформаторов.

Максимальная реактивная мощность, которую целесообразно передать через трансформаторы:

_________________________________

Qmx₁m = (Noon * Кзсв * Suum)² - Pp²; (2.13)

__________________

Qmx₁m = (6*0,7*630)²-2250,6² =1391,44 кВар;

Суммарная мощность конденсаторных батарей на напряжение до 1000В:

Qнк₁=Qp - Qmax₁m; (2.14)

где Qp - расчетная реактивная мощность приемника электричеcкой энергии без учета потерь в трансформаторах из табл.31

Qнк₁ =1262 -1391,44 = 129,4Квар;

Так как расчете Qнк  0, тo установка батарей конденсаторов при выборе оптимального числа трансформатров не требуется.

Определяг коэффициент загрузки трансформаторов:

Sр

Кз= ; (2.15)

Nsном,т

Sp --полная низковольтная нагрузка из таб. кВа;

n - количество устанавливаемых трансформаторов;

S ном,т номинальная мощность трансформаторов, кВа;

Пример расчета коэффициента загрузки Кз для фабрики:

1758,75

Кз = ------------ = 0.7;

4*630

Принимаем к установке на фабрике, а именно, в цехе рудоподготовки и цехе обогащения четыре трансформатора, по два в каждом цеху, марки ТМ 630/6.

Паспортные данные трансформаторов взяты из табл:

Ubh 6кВ Ixx = 2%

Uhh = 0,4кВ; Раз = 7,6кВт

Рхх = 1,42кВ;

Uкк = 5,5 %;.

Результаты выбора трансформаторов для остальных приемников электрической энергии и расчета коэффициента загрузки производится аналогично и сведен в табл .2.4

3 ВЫБОР СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХОВ.

3.1 Выбор схемы и расчет низковольтной цеховой сети.

Так как мощность потребителей большая и присутствуют потребили 1 категории, то потребители запитываются с шин трансформатора. В цехе принимаю радиальную схему электроснабжения с одной трансформаторной подстанцией, включающей в себя два трансформатора. Так как помещение пожароопасное, то питающие про­водики выбираю типа АПРТО, проводники прокладываются в стальных трубах. Выбор питающих проводников по экономической плотности не производится, так как выбранное сечение проводов и жил кабелей в 2-3 раза превышают выбранные по нагреву расчетным током. В нормальном и аварийном режимах питающие линии должны удовлетворять условиям:

Кпр*Iдоп1  Io; (3.1)

Кпр*Кпер*Iдоп I ав; (3.2)

где Кпр коэффициент, учитывющий особенности прокладки;

Кпр=1 - если прокладывается 1 кабель;

Кпр=0,9- если прокладывается 2 кабеля;

Iдоп - длительно допустимый ток выбранного проводника;

Io номинальный ток;

Кпер = 1,3- коэффициент перегрузки;

Iaв - аварийный ток.

Проверка по согласованию с действием защиты производится после выбора защитных устройств, пункт 6.1.

Номинальный ток единичного потребителя рассчитывается по формуле:

Рнно

Iо = —————— (3.3)

3 *Uhho * cos

где Pном - номинальная мощность единичного потребителя;

Uном - номинальное напряжение (0,4 кв).

Пример расчета для потребителя номер один токарно-винторезный.

При токе потребителя 35,ЗА выбираю кабель АПРТО сечением 10 мм² (3 а; провода по 10 мм²), допустимый ток при таком сечении 47 А.(табл.2,15 [2] ). Все питающие проводники от единичных потребителей сводятся в распределительные пункты типа ПР с 6-8 отходящими линиями. К распределительным пунктам подходят кабели такого же типа, что и к единичным потребителям, но большего сечения. Для того, чтобы найти расчетный ток кабелей, подходящих к распределительным пунктам, составляется таблица, аналогичная таблице 2.1. "Расчет электрических нагрузок цеха", но потребители запитываются по группам как они подключаются к распределительным пунктам. После расчета таблицы находится ток кабеля:

Sp

Iпр=  (3.4)

3*Uн

Все данные по расчету тока кабеля к распределительным пунктам сведены в табл.3.1 Выбор питающих проводников сведен в табл. 3.2. После расчета таблицы находим расчетный ток, который протекает по проводу к распределительному пункту, например к ПР1:

74,4

Iо =  = 107.4 А

3*0.4

Пример выбора АВ для провода к ПР1;

Номинальный ток в проводе 107.4А; Выбираем АВ: А3710Б с Iном=160А. Ток установки электромагнитного расцепителя;

27

Iуэм = 1.25*(107,4 + 5 ) = 628,5 А

3*0.4*5

Ток теплового расцепителя:

Iт = 1.3*107,4=139,4А. (3.5)

3.2. Выбор схемы и расчет высоковольтной сети.

Система электроснабжения предприятия состоит из источников пи­тания и линий электропередач, осуществляющих подачу электроэнергии к предприятию, понижающих, распределительных и преобразователь­ных подстанций и связывающих их кабелей и воздушных линий.

Требования, предъявляемые к электроснабжению предприятий в ос­новном зависят от потребляемой ими мощности и характера электриче­ских нагрузок, особенностей технологии производства, климатических условий, загрязненности окружающей среды и других факторов.

Схемы и конструктивное исполнение системы электроснабжения должны обеспечивать возможность роста потребления электроэнергии предприятием без коренной реконструкции системы электроснабжения. Требования технологии оказывают решающее значение при определении степени надежности питания и построения схемы электроснабжения. Недоучет этих требований может привести как к недостаточному резервированию, так и к излишним затратам.

Источником электроснабжения обогатительной фабрики будет служить энергосистема, через ГПП, примыкаемой к территории обо­гатительной фабрики. От ГПП до распределительных устройств обо­гатительной фабрики электроэнергия передается по воздушным линиям электропередачи напряжением 6000 В.

Вторая линия электропередачи обеспечивает передачу электроэнергии от ГПП до КТПН насосной станции 1 подъема, с отпайками к распре­делительному устройству 6000В насосной станции оборотной воды. Каждая линия состоит из двух взаиморезервируюмых цепей. От распределительного устройства 6000В обогатительной фабрики по кабельным линиям 6000В осуществляется питание:

-двух высоковольтных электродвигателей бесшаровых мельниц мокрого самоизмельчения руды (по 630 кВт каждый);

-двух комплектных трансформаторных подстанций цеха рудоподготовки мощностью 630 кВа каждая;

-двух комплектных трансформаторных подстанций цехов обогащения и доводки мощностью 630 кВа каждая;

-одной комплектной трансформаторной подстанции мощностью 630 кВа для электрического освещения помещений и территории фабрики. По степени надежности электроснабжения фабрика и хвостовое хозяйство относятся к потребителям 2 категории.

Согласно параграфу 13.28 ПУЭ сборные шины в пределах РУ по экономической плотности тока не выбираются, поэтому выбор производим по допустимому току, равного току наиболее мощного присоединения, в данном случае генератора.

Наибольший ток нормального режима принимается при загрузке генератора до номинальной мощности Рном, при номинальном напряжении U cos ф ном:

Рном

Iном=Iном.г =  (3.3);

3*Vном *cos

где Рном - номинальная мощность генератора принимается по табл.2-1 [10],кВт;

Vном - номинальное напряжение сети ,кВ;

cos  - коэффициент мощности номинальный , принимается по табл.2-1 [10]

4000

Iном = Iном.г = ————— = 458,7 А;

3*6.3*0.8

Принимаем шины прямоугольного сечения аллюминиевые 2(40*4) мм²,

Iдоп = 480А из таб.3.14[7].

Проверяем выбранное сечение шин по допустимому току в нормальном режиме:

Imax Iдоп;

Imax = 458,7А  Iдоп = 480 А;

Проверка сборных шин на термическую стойкость производится после расчетов токов короткого замыкания .

Условие проверки:

Sт min  Sт

где S т min - минимальное сечение по термической стойкости ,мм²;

S т - выбранное сечение шин, мм².

Выбор сечения линий электропередач производим по экономической плотности тока:

Ip

F э = ---- ; (3.5)

э

где Iр - расчетный ток линии;

э - экономическая плотность тока из табл.5-7[5], мм²;

Fэ - ceчeн^» ; линии, мм².

по допустимому току нагрева в послеаварийном режиме:

1доп  Iав;

где Iдоп - допустимый ток нагрева линии, принимается по табл.п 3.3 |7],А.

Определим расчетный ток линии:

Sp

Iр= ; (3.6)

3V*n

где Sp = 29 3,75кВА - расчетная мощность фабрики из таб. ;

V = 6,3 кВ подводимое напряжение;

n - количе во линий;

2948,75

Iр=  = 135,3 А;

3*6,3*2

Iав = 2*Iр = 2*135,3 =270А.

Определяем сечение линии электропередачи:

Ip 135,3

Fэ=  =  = 96,6 мм²

э 1.4

По таблице 3.3[7] выбираем воздушную линию из 2-х взаиморе-зервирующих цепей марки АС/16, Iдоп = ЗЗОА.

Проверяем выбранное сечение линии по нагреву током послеаварийном режиме:

Iдоп =ЗЗОА>Iав=270А

Sp = Sр пнc + Sp н об воды + Sp н 1 подъема; (3.7)

где Sp пн = 388,98 - расчетная мощность пульпонасосной станции из таб.З.1[7];

Sp н об воды = 919,83 кВА - расчетная мощность насосной станции оборотной воды из таб.3.1

Sp н 1 подьема = 218,25 кВА - расчетная мощность насосной станции 1 подъема и таб.3.1

Sp = 388,98 + 919,83 + 218,25 = 1527,06 кВА;

1527.25

Iр=  = 70 А;

3*6,3*2

Iрав = 2*Iр =2*70 = 140 А;

70

Рэ =  = 50 мм²

1.4

По таб.3.3[7] выбираю воздушную линию из двух взаимореэервиуемых линий марки АС 50/8, Iдоп = 210А.

Проверяем их по нагреву током в послеаварийном режиме:

Iдоп = 210А > I ав = 140А;

Sp = Sр н об воды + Spн 1 подъема; (3.8)

Sp =919,83+218,25 = 1138,88 кВА;

1138,88

Ip =  = 52,2 А;

2 3*6,3

Iав = 2*52,2 = 104.4А

52,2

Fэ =  = 37,3 мм²;

1.4

По таблице П.3.3 [7] выбираю сечение воздушной линии АС 35/6,2;

Iдоп =175.A

Проверяем линию по нагреву током в послеаварийном режиме:

Iдоп = 175А > Iав =104,4А.

Sp = 218.25А;

218,25

Ip=  = 10 А ;

23*6.3

Iав = 2*10 = 20 А;

10

Fэ =  = 7 мм²;

1.4

По табл.П.3.3 [7] выбираем сечение воздушной АС25/4,2; Iдоп = 135А. Проверяем линию по нагреву током в послеаварийном режиме:

Iдоп = 135А > Iав =20А.

Выбор сечения питающих кабелей производим:

- по экономической плотности тока;

- по допустимому току нагрева в нормальном и аварийном режимах;

- по термической устойчивости к токам КЗ.

Выбор кабельной линии производим по расчетному току трансформатора:

Spm (3.9)

Ip=  = 57,8 А;

3*Vн

где Spm = 630 кВА - расчетная мощность трансформатора из таб.3.2

Vн = 6,3 кВ

Поможем написать работу на аналогичную тему

Реферат

Любая тема

От 850 руб.

Контольная работа

Любая тема

От 850 руб.

Курсовая

Любая тема

От 1500 руб.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость

Нужна помощь в написании работы?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Узнать цену

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8