Лекции.Орг


Поиск:




Порядок расчета нагрузок методом коэффициента максимума




Метод коэффициента максимума (упорядоченных диаграмм)

Это один из основных методов расчета электрических нагрузок, который сводится к определению максимальных (Рмах, Qмах,Sмах) расчетных нагрузок группы электроприемников.

Рмахм Рсм; Qмах= Км Qсм; Sмах=√ [(Рмах)2+ (Qмах)2],

где Рмах максимальная активная нагрузка, кВт;

Qмах максимальная реактивная нагрузка, квар;

Sмах ‒ максимальная полная нагрузка, кВА;

Км ‒ коэффициент максимума активной нагрузки;

К'м коэффициент максимума реактивной нагрузки;

Рсм ‒ средняя активная мощность за наиболее загруженную смену, кВт;

Рсми Рном; Qсм= Рсм tgφ,Рс

Ки‒ коэффициент использования электроприемников, определяется на основании опыта эксплуатации по табл. П.3.3

Рном‒ номинальная активная мощность, приведенная к длительному ≤режиму, без учета резервных электроприемников, кВт;

tgφ‒ коэффициент реактивной мощности;

Км= F (Ки,n,nэ) определяется по таблицам (графикам) (см. табл.П.3.4), а при отсутствии их может быть найден по формуле

Км=1+ 1,5/√ nэ [√(1-Ки.ср)/Ки.ср],

где nэ‒ эффективное число электроприемников

nэ=(∑Рномj)2/∑Р2 номj

Ки.ср ‒ средний коэффициент использования группы электроприемников

Ки.срсм∑ном∑,

где Рсм∑ном∑,‒ суммы активных мощностей за смену и номинальных в группе электроприемников, кВт.

nэ= F (Ки,.ср, n, Рном, m) может быть определено по упрощенным вариантам,

где n‒ фактическое число электроприемников в группе;

m‒ показатель силовой сборки в группе

m= Рном.наибном.наим,

где Рном.наибном.наим‒ номинальные приведенные к длительному режиму мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе, кВт.

В соответствии с практикой проектирования принимается К'м= 1,1 при nэ≤ 10;

К'м= 1 при nэ> 10.

 

Эффективное (приведенное) число электроприемников следует определять:

− при числе приемников в группе до 5 по формуле

n

 
э=(∑ Рном)2/ ∑Р2 ном,

− при большом числе приемников рекомендуется пользоваться упрощенными способами вычисления

а) при m ≤ 3 и n ≥ 4, = n, {например: m =2.5 < 3 и n =30 > 4, = n =30, }

где n – фактическое число электроприемников.

б) при m > 3 и ≥ 0,2, по формуле

n

 
э=2 Рном / Р ном.макс,

Если найденное по этой формуле окажется большим, чем фактическое, то следует принимать = n.

в) при m > 3 и < 0,2, по кривым, приведенным в справочниках.

 
 
Зная коэффициент использования и приведенное число приемников nэ, шт., по таблице П. 3.4 определяем коэффициент максимума . {например: при =0.5 и nэ =30, = 1,16}.

Определение полной расчетной мощности. Полная расчетная мощность Sрасч, кВ∙А, определяется по формуле:

.

Для удобства расчета составляется табл.5.2

Наименование приемников n, шт. PHi, кВт SPHi. кВт

n

 
э

Расчетные коэффициенты Расчетные мощности Т, час Wа, кВт∙ч Wр квар∙ч
Ки Км К'м соsj/ tgj Рмах кВт Qмах, квар
                         

S Рр S Qр S Wа S Wр

 

Пример расчета. Расчет производится методом коэффициента спроса и установленной мощности. Результаты расчета приведены в табл. 5.3

Таблица 5.3

Расчет электрической нагрузки методом коэффициента спроса и установленной мощности

Потребители электроэнергии ni, шт Pн, кВт Pуст, кВт Расчетные коэффициенты Расчетная нагрузка Т, ч/г Годовой расход
кс.тр cosφ tgφ Рр, кВт Qp, квар Wa·106, кВт·ч Wp·106, квар·ч
                       
Электропотребители напряжением 6 кВ
двигатели       0,65 0,9 0,48       1,39 0,67
трансформаторы       0,64 0,7 1,02 256,0 371,2   1,15 1,17
двигатели       0,64 0,9*on -0,48   -384   3,6 -1,73
Итого.   143,3   6,14 1,62
Электропотребители низкого напряжения
Насос       0,65 0,7 1,02 83,2 84,9   0,5 0,51
МТП-40/6/0,4   1,5   0,53 0,95 0,33 15,9 5,24   0,03 0,02
Итого по низковольтным 99,1 90,1   0,53 0,53
Всего па участку:   233,3   6,67 2,15

* Опережающий коэффициент мощности при использовании синхронных двигателей

 

5.3. Выбор мощности и числа трансформаторов

Расчетную полную нагрузку участка (цеха) определяют по выражению:

, кВА.

Если в цехе (участке) преобладает нагрузка от асинхронных двигателей, то полная расчетная мощность во многом зависит от мероприятий по компенсации реактивной мощности. Реактивная мощность и средневзвешенный коэффициент мощности носят индуктивный характер:

.

где Wаi (кВт∙ч), Wрi (квар∙ ч)активная и реактивная энергия.

Wаi = РрасчТ; Wрi= Qрасч Т,

где Т− годовое число часов работы(табл.П.3.5)

Если , необходимо предусмотреть компенсацию реактивной мощности. Расчетная мощность компенсирующего устройства определяется по формуле:

, ,

где – коэффициент реактивной мощности, соответствующий до проведения мероприятий по компенсации; коэффициент реактивной мощности, соответствующий желаемому .

Полная расчетная мощность нагрузок после компенсации реактивной мощности:

, .

При использовании конденсаторных установок предусматривается возможность соединения конденсаторов по схеме звезда и треугольник – это позволяет изменять генерируемую реактивную мощность в три раза:

.

Количество однофазных или трехфазных конденсаторов:

, шт,

где – мощность одного конденсатора при номинальном напряжении, квар (табл. П.3.5-П.3.6);

– номинальное напряжение конденсатора.

Пример. Выбрать мощность трансформаторной подстанции по данным табл.5.3.

Определяем средневзвешенный коэффициент мощности

= 6,67∙106/ √ [(6,67∙106)2+ (2,15∙106)2] = 0,85

Так как средневзвешенный коэффициент мощности меньше нормированного (0,92‒ 0,95) необходимо предусмотреть компенсацию реактивной мощности.

Расчетная мощность компенсирующего устройства

= 1480 (0,6 – 0,34) = 384 квар.

Полная расчетная мощность нагрузок после компенсации реактивной мощности:

=√[(1480)2+ (233,3 -384)2] =1484,4

Выбираем компенсирующую установку типа УКЛ(П)57-6,3(10,5)-450К мощностью 450 квар.

Выбираем трансформаторную подстанцию с КТП – 2500/ 35/6 кВ.

 

Выбор количества. Правильное определение числа и мощности цеховых трансформаторов возможно только путем технико-экономических расчетов. Выбор производится с учетом факторов: категории надежности электроснабжения потребителей; компенсации реактивных нагрузок на напряжение до 1кВ; перегрузочной способности трансформаторов в нормальном и аварийных режимах; шага стандартных мощностей. Цеховые трансформаторы имеют следующие номинальные мощности: 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500 кВА.

Для потребителей I категории и II категории необходимо выбирать не менее двух трансформаторов. [ПУЭ-7]

Чтобы выбрать наиболее рациональный вариант электроснабжения, необходимо рассмотреть не менее двух вариантов числа и мощности трансформатора, сравнивая их по технико-экономическим показателям.

Выбор расчетной мощности трансформаторов производят по расчетной мощности для нормального и аварийного режимов исходя из рациональной их загрузки в нормальном режиме и с учетом минимально необходимого резервирования в послеаварийном режиме.

При выборе двух трансформаторов считают, что они будут загружены равномерно, т.е. расчётная мощность, приходящаяся на один трансформатор, Sрасч. Т, будет равна

Sрасч. Т1 = Sрасч. Т2= Sрасч/ 2

 
,

где Sрасч. Т1, Sрасч. Т2 − расчетная мощность, приходящаяся на один трансформатор Т1(Т2) двухтрансформаторной подстанции, кВА;

Sрасч − расчетная мощность цеха, кВА.

Подбираем номинальную мощность трансформатора подстанции Sном. Т по условию

Sном. Т ≥ Sрасч. Т

 
,

где Sном.Т– номинальная мощность одного трансформатора двухтрансформаторной подстанции, .

На основании шкалы стандартных мощностей трансформаторов подбирают не менее двух вариантов номинальных мощностей трансформаторов. Технические данные трансформаторов приведены в табл.П.3.7‒П.3.8.

Номинальные мощности трансформаторов должны быть близкими к расчётной. Необходимо помнить, что наиболее экономично трансформатор работает при загрузке на 70-80%.

Коэффициент загрузки β или определяется по формуле

β = Sрасч. Т/ Sном.Т,

 

гдеSрасч. Т − действительная нагрузка одного трансформатора, кВА;

Sном.Т – номинальная мощность одного трансформатора, кВА.

Техническое сравнение вариантов трансформаторов. Двухтрансформаторные подстанции применятся в том случае, если на данном производстве преобладают потребители первой и второй категории. При выборе для ТП двух трансформаторов, проверяют обеспеченность резервирования при аварийном отключении одного из работающих трансформаторов.

 
В аварийных условиях при аварии с одним из работающих трансформаторов, для оставшегося трансформатора допускается перегрузка 1,4 номинальной мощности в часы максимальной нагрузки, но не более шести часов в сутки на протяжении пяти суток. Причем допустимый коэффициент загрузки βД трансформатора до аварии должен быть не более 0,93т.е.

β = (Sрасч. Т/ Sном.Т)< βД = 0,93

В аварийных условиях в часы максимальной загрузки можно отключать потребители III категории и частично потребители II категории. Таким образом, нагрузка подстанции Sав будет включать в себя потребителей I и II категории т.е.

Sав.доп= Sкат 1,11

 
где Sав.доп− аварийная нагрузка всей подстанции приходящаяся на оставшийся в работе трансформатор, кВА;

Sкат 1,11 − суммарная мощность потребителей 1 и 11 категории всей подстанции. кВА.

Аварийная допустимая нагрузка на трансформатор в аварийном режиме составляет

Sав.доп

 
=1,4 Sном.Т,

Любой из выбранных вариантов трансформаторов должен соответствовать условию

Sав.доп ≥ Sкат 1,11

 
.

Экономическое сравнение вариантов трансформаторов. В качестве критерия сравнительной эффективности вариантов электроснабжения принят минимум годовых приведенных затрат. Суммарные приведенные затраты по каждому варианту трансформаторов можно определить как

 
, З=Е·К +Сэ

где З− суммарные приведенные затраты рассматриваемого варианта трансформаторов З1−1 вариант,З11− 11 вариант;

Е− суммарный коэффициент отчислений, Ен= 0,2;

К− единовременные капитальные вложения по рассматриваемому варианту по укрупненным показателям, руб;

Сэ− стоимость потерь электроэнергии, руб/год.

Стоимости потерь электроэнергии Сэ:

Сэ = b∙∆Wа.Т,

где ‒ стоимость потерь активной электроэнергии, руб/кВт∙ч (табл.П.12.1):

Для определения стоимости потерь активной электроэнергии находят потери активной электроэнергии за год (8760 ч.) ∆Wа.Т, кВт·ч, для трансформаторов по формуле

∆Wа.Т= 8760 n Рхх+ n Ркз

 
β2τ,

 

где n‒ число трансформаторов на подстанции;

Рхх‒ потери активной энергии холостого хода, кВт (П.3.7‒П.3.8);

Рк ‒ потери активной мощности КЗ, кВт (П.3.7−П.3.8);

τ‒ время наибольших потерь, ч.

 

Время потерь ,ч, определяетсяпо формуле

 
,

где – время использования максимальной нагрузки, ч.

Окончательный выбор трансформаторов. Рассматривая техническое сравнение и приведенные затраты вариантов трансформаторов окончательно выбираем количество и мощность трансформаторов более дешевого варианта.

Если разница между приведенными затратами вариантов составляет до 10 %, то можно принять более дорогой и более надежный вариант.

Запись делают следующего содержания:

Окончательно принимаем I вариант подстанции типа КТП с двумя трансформаторами ТМЗ по условию

 
З1 < ЗII,

как вариант, имеющий меньшие приведенные затраты.

Окончательно принимаем II вариант подстанции типа КТП с двумя трансформаторами ТМЗ более дорогой но и более надежный т.к. разница между приведенными затратами вариантов составляет менее 10 %,

5.4 Выбор ГПП и цеховой трансформаторной подстанции

Выбор цеховой комплектной трансформаторной подстанции производится на основании расчета и выбора трансформатора произведенного в задании №3 и дополнительной нагрузки остальных электропотребителей предприятия.

Техническая характеристика комплектных трансформаторных подстанций приведена в П.3.7.

Для выбора трансформатора для ГПП используется метод расчета по установленной мощности и коэффициенту спроса (см. Практическое занятие 2).

После определения расчетной мощности и проверки условия компенсации реактивной мощности выбирается трансформатор. Технические данные трансформаторов для ГПП приведены в табл. П.3.8;

Аналогично выбирается и цеховая трансформаторная подстанция. Технические данные трансформаторных подстанций 10(6) кВ и входящие в них комплектующие приведены в табл. П.3.9‒П.3.10.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-12; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 9705 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Если президенты не могут делать этого со своими женами, они делают это со своими странами © Иосиф Бродский
==> читать все изречения...

1000 - | 947 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.009 с.