Расчет нагрузки электрического освещения

В качестве источников электрического света на промышленном предприятии используются газоразрядные лампы и лампы накаливания.

Лампы накаливания на предприятиях в основном используются в качестве аварийного освещения, которое служит для временного продолжения работы или эвакуации людей из помещения при внезапном отключении рабочего освещения.

Газоразрядные лампы на предприятии используются как основные источники света, обеспечивая нормальную работу производства.

Номинальная мощность осветительных приемников цеха Р_{н.осв .} (кВт) определяется методом удельной мощности:

Р_{н осв} = (Р_{уд осв} + Р_{уд авар} ) ·F (44)

где: Р_{уд осв} — удельная нагрузка осветительных приемников (ламп) Вт / м² (прил.А табл.А1);

Р_{уд авар}. - удельная нагрузка аварийного освещения,

F – площадь пола цеха, определяемая по генплану, м².

Расчетные нагрузки осветительных приемников цеха Р_{р.осв .} (кВт):

,

где: Р_{н осв} — установленная мощность приемников освещения, кВт;

К_с — средний коэффициент спроса для осветительных приемников[1, 5].

Коэффициенты спроса для расчета нагрузок рабочего освещения в питающей сети приведены в табл. 8.

Таблица 8

Коэффициенты спроса для осветительных нагрузок

Реактивная расчетная мощность осветительных установок определяется по формуле:

Q _р.осв = Р_{р осв} · tgφ _о.у. (45)

где tgφ _о.у -коэффициент реактивной мощности осветительной нагрузки,

tgφ _о.у. = 0. 33 – для газоразрядных ламп;

tgφ _о.у. = 0 –для ламп накаливания.

Пример 9: Установленная мощность сборочного цеха составляет Р_уст = 5870 кВт, площадь цеха F = 22500 м^2, к_с =0, 4; сosφ =0, 7; tgφ =1, 02. В качестве источников света используются газоразрядные лампы.

Расчётная силовая активная нагрузка цеха составит:

, кВт

где К_с – средний коэффициент спроса для электроприемников сборочного цеха.

Расчётная силовая реактивная нагрузка (мощность) цеха:

квар

Номинальная активная мощность осветительной нагрузки цеха определяется по формуле (данные из табл.1):

Р_{н осв} = (Р_{уд осв} + Р_{уд авар.}) ·F = (11+11∙ 6/100) ∙ 22500∙ 10^-3= 262, 4 кВт

Расчётная активная мощность освещения цеха:

где k_со – коэффициент спроса приемников освещения (табл.8).

Расчётная реактивная мощность осветительной нагрузки цеха с газоразрядными лампами:

Q _р.осв = Р_р.осв · tgφ _о.у =249, 2·0, 33= 82, 2 квар; _.

Полная расчётная мощность цеха определяется:

Данные расчетов сводятся в табл.9.

Таблица 9

Сводная ведомость нагрузок

Расчет нагрузки электроприемников напряжением выше 1 кВ

Расчетная нагрузка электроприемников напряжением выше 1 кВ, подключенных к распределительной подстанции напряжением 6-10 кВ, принимается равной средней мощности.

Расчетная нагрузка группы силовых приемников цеха определяется из соотношений:

Р_р.в.н. = Sк_и р_н.вн., (46)

Q_р..в.н. = Sк_и.· р_н.вн · tgj (47)

где к_и — коэффициент использования электроприемника напряжением выше 1 кВ; Р_ном.вн — активная установленная (номинальная) мощность электроприемника высшего напряжения, принимается по исходным данным; tgj — коэффициент реактивной мощности (прил. А, табл. А3).

Для привода насосов, вентиляторов, компрессоров широко применяются синхронные двигатели, с опережающим коэффициентом мощности cosj = - 0, 9, которые могут длительно работать в режиме перевозбуждения, т.е. генерации реактивной мощности. Компенсирующая способность СД характеризуется отношением реактивной мощности, отдаваемой СД в сеть (квар) к активной мощности СД (кВт). При cosj = 0, 9 компенсирующая способность СД составляет = 48% Для синхронного двигателя СД определяется максимальная реактивная мощность Q_сд, которую синхронный двигатель может генерировать. Значения реактивной мощности, которую можно получить от СД, зависят от его загрузки активной мощностью и относительного напряжения на зажимах двигателя:

(48)

где Р_ном.сд — суммарная установленная мощность группы СД; tgj =0, 48 — коэффициент реактивной мощности; К_{з.реакт.} — коэффициент наибольшей допустимой нагрузки СД по реактивной мощности (0, 7; 0, 8; 0, 9); η _сд — коэффициент полезного действия СД.

При расчете суммарной реактивной нагрузки потребителей для СД, работающих с «опережающим» коэффициентом мощности cosj = - 0, 9, значение Q_сд берется со знаком минус.

Пример 10: компрессорная станция 6 кВ имеет установленную мощность синхронных двигателей Р_н = 1290 кВт, tgj = - 0, 48. К_и=0, 8.

Расчетная активная нагрузка группы силовых электроприемников напряжением 6 кВ определяется из соотношений:

Р_р.в.н. = Sк_и Р_н. =0, 8× 1290 = 1032 кВт.

Расчетная реактивная нагрузка:

Q_р.в.н. = Р_ра.в.н. × tgj = 1032·(- 0, 48) = - 495 квар.

Расчет электрической нагрузки предприятия в целом

Расчетные полная S_p.п., активная Р_р.п. и реактивная Q_р.п. мощности промышленного предприятия, отнесенные к шинам вторичного напряжения главной понижающей подстанции ГПП, вычисляются по расчетным активным и реактивным нагрузкам цехов (как силовым до 1 кВ Р_р.н.н, Q_р.н.н.,. и выше 1000 В: _,. Р_р.в.н.,. Q_р.в.н, так и осветительным_-. Р_р.осв, Q_р.осв с учетом потерь мощности DР_, в трансформаторах цеховых подстанций и цеховых сетях напряжением до 1 кВ и коэффициента одновременности максимумов силовой нагрузки к _м:

Р_р.п.= (S Р_р.н.н.+_.S Р_р.в.н) ·К_рм +S Р_р.осв.+ S D Р, (49)

Q_р.п.= (S Q_р.н.н.+ S Q_р.в.н -_.S Q_с.д.) К_рм+ S Q_р.осв.+ S D Q, (50)

Коэффициент одновременности максимумов к_м для шин ГПП выбирается по табл. 10 в зависимости от величины средневзвешенного коэффициента использования К_и всей группы электроприемников, подключенных к шинам ГПП.

Средневзвешенный коэффициент использования определяется по формуле:

(51)

Таблица 10

Зависимость коэффициента разновременности максимумов от коэффициента использования

Суммарные потери активной и реактивной мощностей в трансформаторах цеховых подстанций и цеховых сетях до 1кВ приближенно принимаются равными соответственно 3 и 10 % полной трансформируемой мощности.

SDР = 0, 03 S_рн.н.; S DQ_.= 0, 1 S_рн.н.; (52)

где S_рн.н. полная расчетная нагрузка завода на низкой стороне.

Полная расчетная нагрузка предприятия S_рп (кВА) определяется по формуле:

(53)

Пример11: определить полную расчетную мощность предприятия.

Дано:

Р_р.нн =5156 кВт; Р_р.вн. =1032 кВт; Р_р.осв = 504 кВт; Р_нвн = 1290 кВт.

Q_р.нн =5108 квар; Q_р.вн =495 квар; Q_р.осв=108 квар; Р_н.нн =12540кВт.

Определяется средневзвешенный коэффициент использования К_и всей группы электроприемников, подключенных к шинам ГПП.

По табл.10 определяется коэффициент разновременности максимумов К_рм = 0, 8

Определяется полная мощность со стороны низкого напряжения:

где

Определяются потери активной и реактивной мощностей в трансформаторах цеховых подстанций и цеховых сетях до 1кВ:

S DР = 0, 03 S_рн.н = 0, 03 ∙ 7647 = 229 кВт

S DQ_.= 0, 1 S_рн.н. = 0, 1 ∙ 7647 = 765 квар

Расчетная мощность предприятия:

Р_р.п.= (S Р_р.н.н.+_.S Р_р.в.н) ·К_рм +S Р_р.осв.+ S D Р =

= (5156+1032)∙ 0, 8+504+229=5683 кВт

Q_р.п.= (S Q_р.н.н.+ S Q_р.в.н -_.S Q_с.д.) К_рм+ S Q_р.осв.+ S D Q=

= (5108 - 495) · 0, 8 + 108 + 765 = 4563 квар

,

; .

Задание на курсовую работу: