Проектирование системы электроснабжения автомобильного завода

 

 

Примечание: в цехах имеющих металлообрабатывающие станки и оборудование применяются лампы накаливания, чтобы исключить стробоскопический эффект. В остальных цехах и на освещение открытых складов и территории предприятия используются люминесцентные и дугоразрядные лампы типа-ДРЛ.

 

Осветительная нагрузка территории

Площадь территории Fтер=232825м²,

удельная плотность освещения  δ_тер=1 Вт/м²,

коэффициент спроса осветительной  нагрузки К_{со тер}=1[3]

 

Активная суммарная нагрузка напряжением до 1000В

Суммарная реактивная нагрузка напряжением до 1000В

Полная суммарная мощность напряжением до1000В

 

При определении суммарной нагрузки по заводу в целом необходимо учесть коэффициент разновремённости максимумов К_рм, значение которого для машиностроительной отрасли равно 0,95,а также потери в силовых трансформаторах, которые еще не выбраны, по этому эти потери учитываются приближенно по ниже следующим выражениям.

Приближенные  потери в трансформаторах цеховых  подстанций:

                

Суммарная активная нагрузка напряжением  выше 1000В:

Суммарная реактивная нагрузка напряжением выше 1000В:

Активная мощность предприятия:

 

Реактивная мощность предприятия  без учёта компенсации:

Экономически обоснованная мощность, получаемая предприятием в часы максимальных нагрузок:

 

где  0,3-нормативный tgφ_эк для Западной Сибири и U=110кВ

Мощность компенсирующих устройств, которую необходимо установить в системе электроснабжения предприятия:

Полная мощность предприятия, подведённая к шинам  пункта приёма электроэнергии(ППЭ):

 

 

2. Статистический  метод

Принимая, что при расчётах нагрузок можно пользоваться нормальным законом распределения, расчётная нагрузка может быть определена как:

                                                  (2.2.1)        

где:   Р_ср–среднее значение нагрузки за интервал времени, кВт;

β–принятая кратность меры рассеяния;

δ–среднеквадратичное отклонение, кВт;

Согласно исходных данных β=2,5.

Среднеквадратичное отклонение определяем по выражению:

                                   (2.2.2) 

где:  Dp–дисперсия.

Дисперсия находится по формуле:

Dp=Р_ср.кв² –Р_ср²  ,                      (2.2.3) 

              

где: Р_ср–среднее значение мощности за интервал времени, определяемое по формуле:

                                                                     (2.2.4)

где:   Δt–интервал времени;

          Р_i–значение мощности на этом интервале;

Р_ср.кв–среднеквадратичная мощность, определяемая по выражению:

                                                                    (2.2.5)

Р_ср и Р_ср.кв определяются  с помощью графиков нагрузок.

 

Р_СР,КВ=11053 кВт.

Тогда дисперсия Dp=Р_СР.КВ² – Р_СР²=122171177,2–9703² =28022968,18 кВт,

а среднеквадратичное отклонение  5293,7 кВт.

Расчетная мощность:

 кВт,

0,3∙22937,25=6881,2 квар,

23981,7 кВА.

       В качестве  расчётной нагрузки по заводу  принимается наименьшая. В данном  случае это нагрузка, определённая по методу коэффициента спроса.

Таблица 3. Суточный график электрических  нагрузок.

t.ч	Рзим, %	Рлетн,%		Рmax.раб,кВт	Рраб, зим. КВт	Рр.летн,кВт	Рвых,кВт
0	35	32		14199,5	4969,8	4543,8	4260
1	35	32			4969,8	4543,8	4260
2	33	30			4685,8	4259,8	4260
3	35	32			4969,8	4543,8	4260
4	35	32			4969,8	4543,8	4260
5	32	27			5343,8	3833,8	4260
6	27	23			3833,8	3265,8	4260
7	50	41			7099,8	5821,8	4260
8	92	82			13063,5	11643,6	4260
9	100	92			14199,5	13063,5	2982
10	100	92			14199,5	13063,5	2982
11	93	92			13205,,5	13063,5	2982
12	88	85			12495,6	12069	2982
13	97	92			13773,5	13063,5	2982
14	93	88			13205,5	12495,6	2982
15	90	84			12779,6	11927,6	2982
16	85	78			12069,6	11075,6	2982
17	90	81			12779,6	11501,6	2982
18	90	82			12779,6	11243,6	3550
19	88	80			12495,6	11359,6	3550
20	93	88			13205,5	12495,6	3550
21	93	90			13205,5	12779,6	4260
22	86	83			12211,6	11785,6	4260
23	70	67			9939,7	9513,7	4260

Построение графиков электрических  нагрузок

 

По данным таблицы 3 построен суточный график нагрузки для рабочего дня, который  представлен на рисунке 3. График нагрузки выходного дня также приведён на рисунке 3.

Годовой график электрических нагрузок

Для построения годового графика используется суточный график для рабочих и  выходных дней Принимаем что в  году 127 зимних,127 летних и 111 выходных дней.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Число часов использования  максимальной нагрузки определяется  по выражению:

                                ,                                     (3.1)

T_MAX= 4790 ч.

4.   ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕНТРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ  НАГРУЗОК

Для построения картограммы нагрузок как наглядной  картины территориального расположения мощностей цехов необходимы центры электрических нагрузок (ЦЭН) этих цехов. В данной работе предполагается, что ЦЭН каждого цеха находится в центре тяжести фигуры плана цеха, так как данных о расположении нагрузок в цехах нет. Нагрузки цехов представляются в виде кругов, площадь которых равна нагрузке этих цехов, а радиус определяется по выражению:

                                                                                                     (4,1)

где m — выбранный масштаб, кВт/мм.

Выбираем  масштаб m=1,7 кВт/мм. Расчёт радиусов сведён в таблицу 5.

Осветительная нагрузка на картограмме представлена в виде секторов кругов, площадь  которых соотносится с площадью всего круга как мощность освещения  ко всей мощности цеха до 1000 В. Углы секторов определяются по выражению

                                        (4.2)

Расчёт этих углов представлен в таблице 5.

Окружности  без закрашенных секторов обозначают нагрузку напряжением выше 1000 В.

Координаты  центра электрических нагрузок завода в целом определяются по выражению.

                                                (4.3)                                                                         

где      p_{m i}— активная нагрузка i-того цеха;

X_i, Y_i — координаты ЦЭН i-того цеха;

n — число цехов предприятия.

Для определения  ЦЭН цехов, конфигурация которых  на плане отлична от прямоугольной, используется следующий алгоритм:

1.   цех i разбивается на j таких частей, что каждая из них является прямоугольником;

2.   по генплану определяются ЦЭН этих частей X_i.j, Y_i.j и их площади F_{i . j};

3. находится активная мощность, приходящаяся на единицу площади этого цеха

             

4. определяется активная мощность, размещенная в каждой из прямоугольных частей рассматриваемого цеха Р_{м  i.j};

5.   с  использованием выражения (4.3) находятся  координаты ЦЭН цеха в целом. Согласно генерального плана предприятия по вышеизложенной методике определяются ЦЭН цеха №10 (литейный цех), цеха №11 (литейный цех), цеха №12 (кузнечный цех) . Рассмотрим расчёт для цеха №10:                                                                          1 .   разбиваем цех на четыре прямоугольные части;

2.   их  координаты  ЦЭН равны  соответственно:   X_10.1=3,8;  Y_10.1=4,6;  X_10.2=3,1;  Y_10.2=4; X_10.3=3,6; Y_10.3=4; X_10.4=4,1; Y_10.4=4; F_10.1=2484 м²; F_10.2=1426 м²; F_10.3=1426 м²; F_10.4=1426 м²;

3.  удельная  активная мощность цеха №10:

4.   P_м10.1=Р_м10^уд ·F_10.1=231,4·2484=754,798 кВт; Р_М10.2=231,4·1426=329,976 кВт;               Р_M10.3=231,4· 1462=329,976 кВт; Р_10,4=231,4·1462=329б976 кВт;

5.

  

   

Для цехов  №10, 11 и 12 расчёт приведён в таблице 4.

Таблица 4. Расчёт ЦЭН для непрямоугольных цехов

№ цеха	Xi.j, мм	Yi.j мм	Fi.j, М2	F.i,м2	Pмi,кВт	,Вт/м2	Рмi,j,кВт	Xi, мм	Y,, мм
10	3,8	4,6	2484	6762	1565	231,4	574,797	3,6	4,3
	3,1	4	1426				329,976
	3,6	4	1426				329,976
	4,1	4	1426				329,976
11	5,7	4,6	4774	10174	1597,7	157	749,518	5,7	4,3
	4,9	4,1	1674				262,818
	5,7	4,1 1	2052				332,164
	6,5	4,1	1674				262,818
12	7,5	4,1	1955	5975	307,2	51,4	100,487	7,8	4,2
	8,1	4,6	1380				70,932
	8,1	4,2	1587				81,571
	8,1	3,8	1035				53,199

 

Координаты  ЦЭН других цехов определены непосредственно  при помощи генплана и сведены в таблицу 5.

Таблица 5. Картограмма  электрических нагрузок

№ цеха	Xi, мм	Yi, мм	Рм, кВт	Ri,мм	Ро, кВт	аi, град.
1	9,4	5,6	1724	19	364,8	76
	---	---	1071	15	--
2	16,8	5,6	1365,8	17	245,8	64
3	11,4	3,8	461,4	14	101,4	42
	---	---	400	9	----
4	15,4	3,8	560,4	11	85,4	55
5	19,2	2,6	405,6	9	55,6	49
6	7,2	8,4	184,6	6	68,6	134
7	8,4	1,2	52,1	3	4,6	32
8	3,8	5	121,8	5	16,8	50
9	4,2	7,8	176,5	6	26,5	54
10	7,2	8,4	785	13	65	29,8
	---	---	780	12,8	----
11	11,4	8,6	817,7	13	97,7	43
	---	----	780	12,8	----
12	15,6	8,4	307,2	8	57,2	67
13	18,8	7,8	538	11	28	19
14	20	5,6	34,8	3	2,8	30
15	20	4,4	62,9	4	2,9	17
16	12,6	1,2	66,7	4	14	76
17	13,8	1,2	9,8	1,5	1,8	66
18	15	1,2	99	5	14	51
19	2	7,6	313,9	8	3,9	4,5
20	18,6	9,2	336,9	8,5	12,9	14
21	2	5,4	50,5	3	17,5	125
22	20,2	9	6,6	1,2	6,6