Электроснабжение компрессорной станции (стр. 3 из 8)
cosφшр1 =
,cosφшр1 =
= 0,88,tgφшр1 =
,tgφшр1 =
= 0,53.Аналогично расчёту электрических нагрузок шкафа ШР1 выполняем расчёт остальных узлов питания
Рассчитываем нагрузки шкафа ШР2
∑РнIII-V = 4·3+7,2·2+2,2·3 = 12+14,4+6,6 = 33 кВт,
∑РсмIII-V = 12·0,6+14,4·0,5+6,6·0,8 = 7,2+7,2+5,3 = 19,7 кВт,
Ки =
= 0,6 >0,2,m =
= 3 =3.Т.к. Ки >0,2, m =3, n ≥4, Pн ≠const, то
nэ =
= 9 шт >8.Т.к nэ больше n, то принимаем nэ равное n=8 шт.
При nэ=8, Ки=0,6 определяем коэффициент максимума Кm по справочнику [3, таблица 2.13]
Кm = 1,33,
РmIII-V= 1,33·19,7 = 26,2 кВт,
QсмIII-V= 7,2·0,75+7,2·0,33+5,3·0,62 = 11,06 кВар,
QmIII-V = 1,1·11,06 = 12,17 кВар,
SmIII-V=
= 28,9 кВар.Определяем нагрузки шкафа ШР3
Qmшр3 = 34,5·0,78 = 26,9 кВар,
Smшр3 =
= 43,75 кВА,Imшр3 =
= 66,5 А.Определяем максимальную активную мощность шкафа ШР2 Рmшр2, кВт, с учётом электроприёмников шкафа ШР3
Рmшр2 = Рm3-5+Pmшр3 ,
Рmшр2 = 26,2+34,5 = 60,7 кВт.
Определяем максимальную реактивную мощность электроприёмников шкафа ШР2, кВар
Qmшр2 = Qm3-5+Qmшр3,
Qmшр2 = 12,17+26,9 = 39,07 кВар,
Smшр2 =
= 72,2 кВА,Imшр2 =
= 109,8 А,cosφшр2 =
= 0,84,tgφшр2 =
= 0,64.Рассчитываем нагрузки шкафа ШР4
Рассчитываем номинальную активную мощность кран-балки, приведённую к длительному режиму работы Рн16, кВт
Рн16 = Рн ·
,где ПВ - продолжительность включения, в относительных единицах
Рн16 = 12,5 ·
= 7,9 кВт,∑Рншр4 = 10·2+7,9 = 27,9 кВт,
∑Рсмшр4 = 20·0,16+7,9·0,1 = 3,2+0,79 = 3,99 кВт,
Ки =
=0,14 <0,2,m =
= 1,27 <3.Т.к. Ки <0,2, m < 3, n <4, то эффективное число электроприёмников определяем по формуле
Pmшр4 = Кз·∑Рн ,
где Кз – коэффициент загрузки. Для электроприёмников с продолжительным режимом работы Кз=0,9.
Рmшр4 = 0,9·27,9 = 25,11 кВт,
∑Qсмшр4 = 3,2·1,33+0,79·1,73 = 5,62 кВар,
∑Qmшр4 = 1,1·5,62 = 6,18 кВар,
Smшр4 =
= 25,86 кВА,Imшр4 =
= 39,3 А,cosφ =
= 0,97,tgφ =
= 0,25.Рассчитываем нагрузки сварочного аппарата шовного.
РнVIII= Sн · cosφ ·
,РнVIII= 100 · 0,7·
= 49,5 кВт,РсмVIII = 49,5·0,5 = 24,75 кВт,
PmVIII = 0,9·49,5 = 44,55 кВт,
QсмVIII = 24,75·1,02=25,25 кВар,
QmVIII = 1,1·25,25 = 27,78 кВар,
SmVIII =
= 51,2 кВА.Определяем нагрузки распредилительного шкафа ШР5
Qmшр5 = 40,6·0,72 = 29,2 кВар,
Smшр5 =
= 50 кВА,Imшр5 =
= 75,97 А.Определяем нагрузки осветительного шкафа ЩО
Imщо =
= 14,89 А.Определяем активную максимальную мощность дополнительной нагрузки Pmд.н., кВт
Pmд.н. = Smд.н.·cosφд.н.,
Рmд.н.=196,7·0,78=153,4 кВт.
Определяем реактивную максимальную мощность дополнительной нагрузки Qmд.н., кВар
Qmд.н. =
,Qmд.н. =
=123,1 кВар.Imд.н.=
=298,8 AРассчитываем нагрузки I секции.
Рm1c =Pmшр1+Pmшр2+Pmшр4+PmVIII+Pmшр5+Pmщо+Pmд.н.,
Рm1c = 28,4+60,7+25,11+44,55+40,6+9,8+153,4=362,56 кВт,
Qm1c= Qmшр1+Qmшр2+Qmшр4+QmVIII+Qmшр5+Qmд.н.,
Qm1с =15,03+39,07+6,18+27,78+29,2+123,1 = 240,36 кВар,
Sm1c =
=435 кВА,Im1c =
= 660,9 А.Находим нагрузки цеха с учётом симметричной нагрузки II секции
Рmц = 2·362,56= 725,12 кВт,
Qmц =2·240,36= 480,72 кВар,
Smц =
= 870 кВА,Imц =
= 1321,8 А.Рассчитываем средневзвешанные коэффициенты активной (cosφсрв) и реактивной (tgφсрв) мощности по цеху
cosφсрв =
= 0,83,tgφсрв =
= 0,66.Итак, по полной максимальной мощности Smц =870 кВА выбираем число и мощность силовых трансформаторов. По максимальному току Imц =1321,8 А выбираем питающие сети и защитную аппаратуру, по средневзвешенному коэффициенту активной мощности будем решать вопрос о необходимости компенсации реактивной мощности.
5. Компенсация реактивной мощности
Компенсация реактивной мощности, или повышение коэффициента мощности электроустановок имеет большое народнохозяйственное значение и является частью общей проблемы повышения КПД работы систем электроснабжения и улучшения качества отпускаемой потребителям электроэнергии.
Реактивная мощность, потребляемая электроприемниками производственных предприятий распределяется между отдельными видами электроприемников следующим образом: 65-70% приходится на асинхронные двигатели, 20-25% - трансформаторы и около 10% - воздушные электросети и другие электроприемники.
Увеличение потребления реактивной мощности электроустановокой вызовет рост тока в проводниках любого звена системы электроснабжения и снижение величины коэффициента мощности электроустановки.
Повышение коэффициента мощности зависит от снижения потребления реактивной мощности.
В результате расчёта электрических нагрузок максимальная реактивная мощность, потребляемая электроприёмниками цеха составила Qmц=480,72 кВар, при средневзвешанном коэффициенте мощности сosφсрв=0,83 (tgφсрв=0,66).
Т.к. данный коэффициент мощности не отвечает требованиям энергосистемы сosφэ=0,94 (tgφэ=0,36),то выполняем компенсацию реактивной мощности путём установки конденсаторных батарей (КБ)
Т.к. электроприёмники проектируемого объекта относятся к 1 категории по надёжности электроснабжения, то согласно [4, пункты 1.2.17, 1.2.18] принимаем двухсекционную схему распределения электрической энергии, согласно рисунку 1.
Рисунок 1 – Упрощённая однолинейная схема
Определяем максимальную реактивную мощность, подлежащую компенсации Qmкб, кВар, по формуле
Qmкб = Pmц · (tgφсрв – tgφэ),
Qmкб = 725,12 · (0,66-0,36) = 217,5 кВар.
Принимаем к предварительной установке две КБ типа УКБН-0,38-135 Т3 по каталогу [5, таблица 2.192]
Определяем максимальную реактивную мощность после компенсации Qmц', кВар
Qmц' = Qmц – Qкб · nкб,
где Qкб – мощность генерируемая одной КБ, кВар;
nкб – число КБ, шт.
Qmц’ = 480,72 – 135 · 2 = 210,72 кВар.
Находим максимальную полную мощность цеха после компенсации Smц', кВА
Smц' =
,