Дипломная работа: Электроснабжение железнодорожного предприятия (применение аутсорсинга в электроснабжении нетяговых потребителей)
В длительном режиме, но с переменной нагрузкой работают
различные обрабатывающие станки, прессы, молоты. При кратковременном режиме за
период включения температура отдельных частей не успевает достичь недопустимых
значений, а период остановки достаточен для остывания. В этом режиме работают
вспомогательные механизмы станков, различные заслонки и затворы.
При повторно-кратковременном режиме длительность циклов
работы и останова не превышает 10 мин. В этом режиме работают краны и сварочные
трансформаторы, создающие также значительные пиковые токи.
Для выполнения проекта электроснабжения депо необходимо
определить следующие значения электрических нагрузок: средние нагрузки за
максимально загруженную смену, максимальные кратковременные (пиковые) нагрузки,
максимальные нагрузки различной продолжительности. В настоящее время принят
получасовой расчётный максимум нагрузки (РMAX
= Р30) /2/.
В начальной стадии расчёта паспортные номинальные мощности
электроприёмников приводятся к установленной мощности с учётом
продолжительности включения (ПВ, %) равной единице и коэффициента
мощности по формуле
, [1.1]
где рН –
установленная номинальная мощность электроприёмника, кВт;
Sпасп – паспортная
номинальная мощность электроприёмника, кВ·А;
ПВ - продолжительность включения характеризует время
работы электроустановки под нагрузкой в течение часа, отн. ед.;
сos φ – коэффициент мощности, определяющий соотношение
активной и реактивной составляющих потреблённой электроэнергии (в некоторых
случаях удобнее пользоваться tg j.
Установленная мощность электроприёмников принимается равной:
- для электродвигателей длительного режима работы, силовых и
электропечных трансформаторов, электроосветительных и электроотопительных
приборов – паспортной мощности;
- для электродвигателей повторно-кратковременного режима
работы, сварочных трансформаторов - паспортной мощности, приведённой к
относительной продолжительности включения.
Далее определяется суммарная средняя нагрузка
электроприёмников, которая даёт возможность оценить нижний предел возможных
значений расчётной нагрузки за максимально загруженную смену характерных суток.
При определении электрических нагрузок величины и
коэффициенты относящиеся к одному электроприёмнику обозначаются строчными, а к
группе электроприёмников – прописными буквами /2/.
Средние активные РСМ и реактивные QСМ нагрузки за максимально загруженную смену
необходимые для определения расчётного максимума нагрузки определяются
РСМ = kи · РН; [1.2]
QСМ
= РСМ · tgj,[1.3]
где kи
– коэффициент использования (определяется по справочникам);
tg j- коэффициент мощности,
определяется по тригонометрическим таблицам по заданному значению сos φ
или по формуле:
tg = .[1.4]
Коэффициентом использования называется отношение средней
активной мощности электроприёмника (или группы), к её номинальному значению.
В начале расчета производится систематизация электрических нагрузок.
Приводится таблица, в которой перечислены все электроприемники предприятия с
указанием выбранного режима их работы (коэффициента использования и
коэффициента мощности, продолжительности включения, отличающегося от
100 %). Данные о режимах работы оборудования принимаются по
соответствующим справочникам /1/.
Все электроприемники повторно – кратковременного режима
необходимо привести к ПВ = 100 % или 1,00. Для кранов ПВ =
25 %. Для сварочного оборудования ПВ = 65 %, для
металлургического оборудования ПВ = 40 % /3/.
Для сварочных трансформаторов и сварочных машин, задается
номинальная полная мощность в кВ·А, и для расчета ее необходимо привести к активной
по формуле [1.1].
Мостовые краны и кран – балки должны иметь 3 двигателя
(подъема, передвижения моста, передвижения тележки (тельфера)). В случае если
мощность электродвигателя не разбита, суммарную мощность следует разбить
приблизительно в пропорциях 0,45 – 0,45 – 0,1. Электротали имеют два двигателя
(подъема, передвижения тележки), поэтому его мощность можно разбить в пропорции
0,7 – 0,3 /2/.
Например, в электромашинном отделении имеется мостовой кран
грузоподъёмностью 5 т. (ЭП №116) с установленной суммарной паспортной мощностью
двигателей рН.П = 10,0 кВт. следовательно по формуле [1.1]
его приведённая мощность определится
рН = 10,0 · √0,25 = 5,0 кВт.
При наличии
однофазных нагрузок, к которым относятся, печи сопротивления и сварочные
трансформаторы если расчетная номинальная мощность однофазных электроприемников
больше 15% мощности трехфазной группы электроприемников, то эквивалентная
трехфазная мощность (РНЭ
) определяется в зависимости от количества и схемы включения однофазных
электроприемников в трехфазную сеть /2/.
В депо
однофазными нагрузками являются освещение и нагрузки офисной техники в административных
помещениях. Поскольку они многочисленны и равномерно распределены по фазам
трёхфазной сети их можно учитывать как трёхфазные.
Перед расчётом нагрузок проведём
предварительное исследование конфигурации электрической сети и определим группы
электроприёмников. По территории депо нагрузки распределены в каждом цеху
отдельными группами, поэтому будет предпочтительна радиально – магистральная
схема их подключения от распределительных шкафов. В связи с этим будем
выполнять расчет отдельно по каждому цеху, объединяя данные расчетов в таблице
для выбора трансформатора ТП и оборудования сети внешнего электроснабжения.
Произведем расчет
электрических нагрузок депо по методу упорядоченных диаграмм. По режиму работы
делим электроприемники на две группы:
- электроприемники с переменным графиком нагрузки (kИ < 0.6);
- электроприемники с постоянным графиком нагрузки (kИ ≥ 0,6).
Определим средние нагрузки за максимально загруженную смену
по группам электроприемников одного режима работы и данные занесём в таблицу
1.1. Всего по депо определилось 14 групп электроприёмников. Мощные
электроприёмники и мостовые краны, создающие значительные пиковые нагрузки, а
также фидера общего освещения подключаем к распределительному устройству (РУ)
питающей подстанции отдельными кабельными линиями.
В качестве примера проведём расчет для электроприёмников
электромашинного и пропиточных отделений с переменным графиком нагрузки,
питаемых от силового пункта СП-12.
В графу 2 таблицы 1.2 записываем количество
электроприемников одного режима работы (с одинаковым kИ
и сos φ). В данном примере в группе имеются два
сверлильных станка, n = 2.
В графу 3 записывается суммарная установленная мощность
электроприемников, для сверлильных станков рН =
6,4 кВт. Суммарная установленная мощность всей группы из 12 ЭП с переменным
графиком нагрузки питаемых от СП-12 составит SРН
= 61,7 кВт.
В графу 4 и 5 записываются коэффициенты использования и сos φ
групп одного режима работы выбранных по справочнику /1/.
Определим
коэффициенты мощности по таблице 1.1 и преобразуем их в tgj по формуле [1.3] или по
математическим таблицам. По формуле [1.2] определим средние нагрузки по группам
электроприемников, например, для сверлильных станков при tg φ =
1,15
РСМ = 0.20 ·×6,4
= 1,3 кВт; QСМ = 1,3 ·
1.15 = 1,5 кВ·Ар.
Средние нагрузки заносятся в графы 6 и 7 таблицы 1.1.
Для электроприемников с постоянным графиком нагрузки расчет
ведется аналогично как с переменным графиком до графы 6 таблицы 1.1., но для
них, а также для осветительных нагрузок:
PМ = PСМ; QМ =
QСМ
Рассчитаем
итоговую строчку таблицы 1.1.
По результатам
граф 6 и 3 определяется групповой коэффициент использования для
электроприёмников с переменным графиком нагрузки КИ по формуле
КИ = SРСМ
/SРН. [1.5]
Для группы СП-12:
КИ = 15,4/61,7 = 0.25.
Заключительный расчёт максимальных (пиковых) нагрузок
необходим для проверки колебаний напряжения в сети и выбора токовых защит,
выбора элементов сетей по экономической плотности тока, определения потерь и
отклонений напряжения.
Для определения максимальной расчётной мощности по кривым,
приведённым в справочниках необходимо определить коэффициент максимума КМ
и эффективное число электроприёмников nЭ.
Под nЭ понимается такое число
одинаковых по режиму электроприёмников одинаковой мощности, которое создаёт
какой же расчётный максимум, что и группа различных электроприёмников /2/.
Точное определение nЭ
производится по формуле, шт
[1.6]
При большом числе разнообразных ЭП допускается применять
упрощённые методы расчёта. При определении эффективного числа электроприёмников
с переменным графиком нагрузки необходимо участь характер электроприёмников в
группе.
Если число электроприёмников в группе равно четырём и более,
то эффективное число ЭП допускается принимать равным фактическому при условии
m ≤
PН. MAX/
PН MIN ≤ 3, [1.7]
гдеPMAX
– номинальная мощность максимального электроприёмника, кВт;
PMIN - номинальная мощность минимального электроприёмника, кВт.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 |