Проектирование электрических сетей 10 кВ дополнительного производства ОАО «Красноярский машиностроительный завод»

Если , то эффективное число электроприемников определяем по формуле (5).

 

,                                                                                        (5)

где - мощность самого крупного электроприемника в узле.

В определенном случае, когда отношение , , тогда принимаем .

Расчетные мощности и определяются по формулам:

 

,                                                                               (6)

 

,                                                                      (7)

 

где - расчетный коэффициент активной мощности, определяется по

справочным материалам ;

- расчетный коэффициент реактивной мощности:

 

.                                                                                        (8)

 

Полная расчетная нагрузка группы трёхфазных электроприемников определяется из выражения:

 

,                                                                                           (9)

 

Расчетный ток:

 

,                                                                                         (10)

где Uном - номинальное напряжение сети.

Среднее значение коэффициента использования:

 

.                                                                                           (11)

 

Расчетные значения Pр, Qр, Sр, Iр используются в дальнейшем для выбора силовых понижающих трансформаторов, устанавливаемых в цехе, а также коммутационной аппаратуры и питающих линий.

 

1.2 Расчет электрических нагрузок по предприятию

 

Исходными данными для расчета являются обобщенные электрические характеристики цехов предприятия (суммарная установленная мощность, эффективное число электроприемников цехов). Расчет ведется по укрупненным показателям, т.к. заданы суммарные установленные мощности электроприемников по цехам, но не известен их состав. Результаты сведены в таблицу 1. Коэффициенты использования и мощности выбираются в соответствии с группой цеха и характером нагрузки. Расчетные коэффициенты по активной и реактивной мощности равны.

При расчете электрической нагрузки предприятия необходимо  учесть  нагрузку  искусственного  освещения  цехов. Результаты сведены в таблицу 2. Эта  нагрузка  определяется  по  удельной  мощности  освещения по выражению:

 

,                                                                                 (12)

 

где F - площадь цеха, м²;

КСО - коэффициент спроса на осветительную нагрузку, равный 0,9 для цехов основного производства и 0,6 для цехов вспомогательного[7];

δ - удельная расчетная мощность освещения, кВт/м².

Принимаем равенство:

 

.                                                                                              (13)

 

Расчетная полная мощность цеха с учетом осветительной нагрузки:

 

.                                                             (14)

 

Таблица 1 – Расчет электрических нагрузок

 

Исходные данные													Расчетные величины					Эффективное число ЭП		Коэффициент расчетной нагрузки Kр	Расчетная мощность								Расчетный ток, А
Наименование ЭП	Количество ЭП n, шт.	Номинальная мощность, кВт								Коэффициент использования Kи	Коэффициент реактивной мощности				Kи·Рном	Kи·Рном·tg φ					активная, кВт			реактивная,  квар		полная, кВА
		одного ЭП						общая			cos φ	tg φ
		рном
		рном,min			рном,max
1	2	3		4			5			6	7	8			9	10	11		12		13			14		15		16
дополнительный производственный корпус:
Механообрабатывающий цех	55		1	45		900			0,7		0,9	0,48		630		305		40		0,95		630	305		700		41,17
Заготовительный цех	50		5	70		700			0,42		0,8	0,75		294		221		20		0,85		294	221		368		21,62
Кузнечный цех	40		10	50		1000			0,4		0,75	0,88		400		353		40		1		400	353		533		31,37
Химический	35		1	80		900			0,5		0,8	0,75		450		338		23		0,9		450	338		563		33,09
Литейный	35		10	6		1049			0,45		0,85	0,62		472		293		350		1		472	293		555		32,66
Штамповчный	50		1	50		830			0,4		0,75	0,88		332		293		33		0,95		332	293		443		26,04
Термический цех	70		10	50		1500			0,6		0,7	1,02		900		918		60		1		900	918		1286		75,63
Сварочный цех	40		10	95		1000			0,4		0,75	0,88		400		353		21		0,95		400	353		533		31,37
Склад	15		10	30		250			0,35		0,8	0,75		87,5		66		17		1		88	66		109		6,43
итого эп	390			95		8129			0,49		0,78	0,79		3965		3138		171		0,95		3966	3138		5057		297,46

 

Таблица 2 – Расчет осветительной нагрузки

 

Наименование цеха	Ксо	Рудо	Fц	cosφ	tg φ	Pро	Sро	Qpo	Sр
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Механообрабатывающий цех	0,95	16	1868	0,5	1,73	31,2	62,5	54	752,5
Заготовительный цех	0,95	16	2022	0,5	1,73	33,8	67,6	58,5	430,5
Кузнечный цех	0,95	16	1848	0,5	1,73	30,9	61,8	53,5	592,2
Химический	0,95	16	1410	0,5	1,73	23,6	47,2	40,8	606,1
Литейный	0,95	16	2972	0,5	1,73	49,7	99,4	86	644,6
Штамповчный	0,95	16	1456	0,5	1,73	24,3	48,7	42,1	489
Термический цех	0,95	16	2644	0,5	1,73	44,2	88,4	76,5	1371,5
Сварочный цех	0,95	16	1560	0,5	1,73	26,1	52,2	45,2	583
Склад	0,6	16	1392	0,5	1,73	14,7	29,4	25,4	136,9
Итого осветительная нагрузка			17172			278,5	557,1	482,4	5606

 

1.3 Расчет картограммы электрических  нагрузок

 

Картограмма нагрузок представляет собой размещенные на генеральном плане окружности, центры которых совпадают с центрами нагрузок цехов, а площади окружностей пропорциональны расчетным активным нагрузкам. Каждая окружность делится на сектора, площади которых пропорциональны активным нагрузкам электроприемников напряжением до 1 кВ, электроприемников напряжением 10 кВ и электрического освещения. При этом радиус окружности и углы секторов для каждого секторы соответственно определятся:

 

,                                                                                                  (15)

 

, , ,                                             (16)

где m - масштаб площадей картограммы нагрузок, кВт/м².

Центры электрических нагрузок предприятия (рисунок 1) является символическими центрами потребления электрической энергии (активной мощности) предприятия, координаты которого находятся по выражениям[6, с.67-68]:

 

,                                                                                        (17)

 

,                                                                                         (18)

 

где , - координаты центра i-го цеха на плане предприятия, м.

Местоположение КТП выбрано с учетом: центра электрических нагрузок; площади, необходимой для размещения КТП; розы ветров; рельефа местности; наличия коридоров для прокладки воздушных и кабельных линий с учетом охранной зоны.

Результаты расчетов сведены в таблицу 3.

 

Таблица 3 – Картограмма электрических нагрузок предприятия

 

Наименование цеха	КТП		x	y	Pm		Pm*X	Pm*Y		Qm	Pm*X		Pm*Y			Рp			Qp
																Xц		Yц	Xц	Yц
1		2	3	4	5	6		7	8			9		10	11		12		13		14
Механообрабатыв. Цех		11	15,6	143	630	9828		90090	305			4759,9		43632,6	75		145		97		145
Кузнечный цех			168	147	400	67200		58800	353			59264,8		51856,73
Загот-ный цех		2 2	45,6	80	294	13406		23520	221			10055		17640	108		63		105		58
Литейный			145	86	472	68447		40596	293			42419,8		25159,3
Штамп-ный			111	15	332	36852		4980	293			32500,4		4391,94

 

Окончание таблицы 3

 

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Химический	3	308	56	450	138600	25200	338	103950	18900	282,1	97,9	280,5	101
Сварочный цех		260	148	400	104000	59200	353	91719,38	52209,5
Склад		250	84	88	21875	7350	66	16406,25	5512,5
Термический цех	4	177	17	900	159300	15300	918	162518,5	15609,1	177	17	177	17

 

 

Рисунок 1 - Генплан с размещением КТП

2  Выбор числа, мощности и  типа трансформаторов цеховых  трансформаторных подстанций предприятия

 

Для питания цеховых потребителей служит главным образом комплектные трансформаторные подстанции напряжением 6-10 кВ внутренней (КТП) и наружной (КТПН) установки, их электрооборудование и токоведущие части находятся в закрытых оболочках. Подстанции состоят из трех блоков: вводного устройства напряжением 6...10кВ (шкафы ВВ-1, ВВ-2, ВВ-3 и ШВВ-3), силового трансформатора (марки ТМ, ТСЗ,), распределительного устройства напряжением 0,4 кВ (шкафы КБ-1 ... КБ4, КН-1 ... КН6, КН-17, КН-20, ШНЛ, ШНВ, ШНС). Из этих блоков, поставляемых заводом, собирают подстанцию. Их выполняют как внутрицеховые подстанции, встраиваемые в здание цеха или в пристроенное к нему помещение. Отдельно стоящие подстанции целесообразно использовать при питании от одной подстанции нескольких цехов, во взрывоопасных помещениях, при невозможности размещения их в цехе по технологическим условиям, они наиболее экономичны по капитальным затратам и эксплуатационным расходам.