1.2 Определение расчетной нагрузки предприятия в целом

Полная расчетная нагрузка заданного предприятия на границе балансового раздела с энергосистемой определяется по вычисленным расчетным активным и реактивным нагрузкам цехов напряжением до и выше 1 кВ с учетом расчетных нагрузок освещения территории предприятия, потерь мощности в цеховых трансформаторах и ГПП (при ее сооружении) и с учетом компенсации реактивной мощности.

При решении вопроса компенсации реактивной мощности следует иметь в виду, что при расчетной реактивной мощности компенсирующего устройства менее 5000 квар при напряжении 6 кВ и 10000 квар при напряжении 10 кВ экономически целесообразной является установка статических конденсаторов. Если необходимая мощность компенсирующего устройства оказалась больше указанных величин, то следует провести сравнительные технико-экономические расчеты, учитывая график потребления реактивной мощности и требования энергосистемы для выявления эффективности применения синхронных компенсаторов.

Выписываем полученные по результатам расчетов из таблицы 1.2 суммарные расчетные активные и реактивные нагрузки предприятия, которые равны:

-силовых приемников напряжением до 1 кВ:

∑Р_р.с = 12759 кВт; ∑Q_р.с = 12158 квар;

- осветительных приемников (цехов и территории предприятия)

∑Р_{р .о} = 740 кВт; ∑Q_р.о = 237 квар;

- силовых приемников напряжением 6 (10) кВ:

∑Р′_р = 5870 кВт; ∑Q′_р = 1931 квар.

Трансформаторы цеховых подстанций еще не выбраны, поэтому потери мощности в них рекомендуется определить приближенно по соотношениям:

ΔР_т = 0,02∙S_р0,4; (1.9)

ΔQ_т = 0,1∙S_р0,4. (1.10)

Полная расчетная мощность приемников напряжением 0,4 кВ определяется по формуле (1.6) с учетом того, что активные и реактивные нагрузки (силовые и осветительные) подставляются итоговые, т.е. для всего предприятия

Приближенные потери мощности в трансформаторах цеховых ТП равны:

ΔР_т = 0,02∙ 18326 = 367 кВт;

ΔQ_т = 0,1∙18326 = 1833 квар.

Таблица 1.2 – Определение расчетных электрических нагрузок по цехам предприятия

Ном. по пла- ну	Наименование цеха		Силовая нагрузка									Осветительная нагрузка														Суммарная нагрузка
			Рном, кВт			Кс	сosφ tgφ		Рр, кВт	Qр, квар		F, м2		руд∙10-3 , кВт	Рном, кВт		Ксо		Рр.о, кВт		tgφо		Qр.о, квар			Рр,+ Рн.о, кВт		Qр+ Qр.о, квар	Sр, кВ∙А
Потребители напряжением 0,4 кВ
1		Главный корпус		11600	0,65		0,75/0,88		7540	6635		20736		14,3	297	0,95				282		0,33		93			7822	6728	10317
2		Литейный цех		2800	0,6		0,75/0,88		1680	1478		17280		12	207	0,95				197		0,33		65			1877	1543	2430
3		Механический цех		3570	0,65		0,65/1,17		2321	2715		10368		14,3	148	0,95				141		0,33		46			2462	2761	3699
4		Модельный цех		1680	0,55		0,65/1,17		924	1081		4752		14,3	68	0,95				65		0,33		21			989	1102	1481
5		Насосная станция		210	0,6		0,75/0,88		126	111		1728		12	21	0,85				18		-		-			144	111	182
6		Заводоуправление		280	0,5		0,8/0,75		140	105		1296		19,5	25	0,9				23		0,33		8			163	113	198
7		Склад		80	0,35		0,65/1,17		28	33		648		8,5	5,5	0,6				3		-		-			31	33	45
		Освещение террит.		-	-		-		-	-		48168		0,22	11	1,0				11		0,33		4			11	4	12
		Всего по 0,4		-	-		-		12759	12158		-		-	-	-				740		-		237			13499	12395	18364
Потребители напряжением выше 1 кВ
2		Литейный цех		5736	0,65		0,75/0,88	3728			3281	-	-		-			-		-		-			-		3728	3281	4966
5		Насосная СД 4×630		2520	0,85		0,9/0,48	2142			-1350	-	-		-			-		-		-					2142	-1350	2532
		Всего по 6 кВ		-	-		-	5870			1931	-	-		-			-		-		-			-		-	-	7498

Далее необходимо определить суммарные расчетные соответственно активную и реактивную мощности сборных на шинах 6 (10) кВ ГПП или ГРП с учетом высоковольтной нагрузки по формулам:

Р_р∑ = (∑Р_р.с +∑Р′_р)∙К_о +∑Р_р.о + ΔР_т , (1.11)

Q_р∑ = (∑Q_р.с +∑Q′_р)∙К_о +∑Q_р.о + ΔQ_т, (1.12)

где К_о – коэффициент одновременности максимумов низковольтной и высоковольтной нагрузок принимается равным К_р.м =0,95 [3].

Подставляя в формулы (1.11) и (1.12) известные величины, получаем значения мощностей:

Р_р∑ = (12759 + 5870) ∙ 0,95 +740 +367 = 18805 кВт,

Q_р∑ = (12158 + 1931) ∙ 0,95 +237 +1833 = 15455 квар.

Необходимая мощность компенсирующих устройств по предприятию в целом Q_ку, квар, определяется из выражения

Q_ку = Р_сг∙ (tgφ_ест.г – tgφ_норм), (1.13)

где Р_сг – среднегодовая активная нагрузка предприятия, кВт;

tgφ_ест.г – соответствует средневзвешенному естественному коэффициенту мощности за год;

tgφ_норм – соответствует нормативному значению коэффициента мощности, который при питании от системы принимается равным 0,95 ( tgφ_норм = 0,33).

Значение среднегодовой активной мощности рекомендуется определить по формуле

, (1.14)

где Э_аг – годовое потребление энергии предприятием, кВт∙ч;

Т_г − годовое число часов работы предприятия(по заданию равно для трехсменного предприятия 6400 ч/год);

Т_м.а− число часов использования максимума активной нагрузки, определяемое по [4] для заданного предприятия (Т_м.а = 3770 ч).

Подставляя известные величины в формулу (1.14), получаем значение среднегодовой активной мощности

кВт.

Значение естественного коэффициента реактивной мощности tgφ_ест.г рекомендуется определить по формуле

, (1.15)

где Т_м.р – число часов использования реактивной мощности предприятия в год, ч/год (Т_м.р = 4220 ч).

Значения Т_м.а и Т_м.р для предприятий различных отраслей промышленности приведены в справочной литературе [4]. Если для проектируемого предприятия в рекомендуемых источниках не указано значение Т_м.р, то его можно принять равным на 10% больше, чем Т_м.а.

В соответствии с формулой (1.15) значение естественного коэффициента реактивной мощности предприятия равно

.

Подставляем вычисленные параметры в формулу (1.11) и получаем значение расчетной реактивной мощности компенсирующего устройства

Q_ку = 11076∙( 0,92 – 0,33) = 6535 квар.

В качестве компенсирующих устройств предполагается установить комплектные конденсаторные установки (ККУ).

Так как на данном этапе проектирования еще не известны количество и номинальные мощности ККУ, потери активной мощности в них рекомендуется определить приближенно по соотношению

ΔР_ку = р_уд ∙ Q_ку, (1.16)

где р_уд – удельные потери активной мощности, составляющие 0,2% от Q_ку.

Потери активной мощности равны

ΔР_ку = 0,002∙ 6535 ≈ 13 кВт.

Активная мощность с учетом потерь в компенсирующих устройствах на шинах 6(10) кВ ГПП или ГРП Рс, кВт, составляет

Р_с = Р_р∑ + ΔР_ку = 18805 + 13 = 18818 кВт.

Реактивная мощность, передаваемая предприятию в часы максимума системы, определяется по выражению

Q_с = Q_р∑ - Q_ку = 15455 – 6535 = 8920 квар.

Расчетная полная нагрузка S^′_р, кВ∙А на шинах 6(10) кВ ГПП или ГРП с учетом компенсации реактивной мощности равна

кВ∙А.

Если предполагается установить на предприятии ГПП, то следует определить потери мощности в трансформаторах подстанции, которые ориентировочно определяются по соотношениям:

ΔР′_т = 0,02∙S′_р

ΔQ′_т = 0,1∙S′_р.

Тогда, ориентировочные потери мощности в трансформаторах ГПП равны:

ΔР′_т = 0,02∙ 20825 = 416 кВт,

ΔQ′_т = 0,1∙ 20825 = 2083квар.

Окончательно полная расчетная мощность на стороне высшего напряжения ГПП будет равна

кВ∙А