Расчёт осветительной нагрузки

 

При определении расчётной нагрузки кроме силовой учитывается осветительная нагрузка цехов и отдельных помещений. На начальных этапах проектирования для определения осветительной нагрузки используют метод удельной мощности. Мощность ламп определяется по следующей формуле:

 

Р=w·S, (2.3).

 

где S-площадь цеха, м^2;

w-удельная мощность освещения.

Она зависит от типа светильника, освещённости, коэффициента запаса, коэффициента отражения поверхностей помещения, значения расчётной высоты, площади помещения.

 

Таблица 2.2.1

Данные для расчёта осветительной нагрузки.

№ по Плану	Наим. Цеха	S, м2	H, м	Тип Свет-ка	E, лк	W, Вт/м2	Рн, кВт	ρ ПОТ	ρ СТ	ρ РАБ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 16 18	Инстр. ц. Сбор. ц. Мех. ц. Лит. ц. Компр. отд. Эл. - ап. ц. Рем. - мех. ц. Загот. ц. Агрег. ц. Сбор. ц. Оч. Сооруж Ширпотр. Ц. гальван. Котельная Топл. - хран. Заводоупр.	6048 21248.6 10584 504 2620.8 1814.4 3548.16 9979.2 11309.8 31741.9 2822.4 2903.04 5080.32 1411.2 322.56 752.76	12.5 12.5 7.5 7.5 7.5 12.5 7.5 12.5 12.5 12.5 7.5 7.5 12.5 7.5 7.5 7.5	РСПО УПД УПД ЛСП 24 2х40 УПД УПД ЛСП03ВЕx2x80 УПД УПД УПД Гс-500 ЛСП03ВЕx2x80 УПД ЛСП03ВЕx2x80 ЛСП03ВЕx2x80 УСП 2x40	300 300 300 200 150 300 300 300 300 300 20 300 300 200 75 300	44.1 45 10.2 22.5 44.2 19.8 44.2 44.2 44.2 2.6 19.8 44.2 13.2 13.2 14.7	247 939.2 476.3 5.14 58.97 80.2 70.25 441.1 499.9 1403 7.34 57.48 224.6 18.63 4.26 11.07	50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 70	30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 50	10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10

Расчётная нагрузка освещения определяется по установленной мощности и коэффициенту спроса из выражения:

 

Р_р=к₁·к_с·Р_н, (2.4).

 

где к_с-коэффициент спроса, [1] ;

к₁-коэффициент, учитывающий потери мощности в ПРА и принимается 1.12 для ламп ДРЛ и 1.2 для люминесцентных ламп.

Таблица 2.2.2

Результаты определения расчётных осветительных нагрузок.

Nпо Плану	Наименов. Цеха	К1	Кс	Рн осв, кВт	Рр осв, кВт	Qр осв, кВт
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 16 18	Инстр.Ц. Сбор. ц. Мех. ц. Лит. ц. Компр. отд. Эл. - ап. ц. Рем. - мех. ц. Загот. ц. Агрег. ц. Сбор. ц. Оч. Сооруж Ширпотр. Ц. гальван. Котельная Топл. - хран. Заводоупр. Осв. Терр. ИТОГО	1.12 1.12 1.12 1.2 1.12 1.12 1.2 1.12 1.12 1.12 1.2 1.12 1.2 1.2 1.2	0.9 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.6 0.9	247 939.2 476.3 5.14 58.97 80.2 70.25 441.1 499.9 1403 7.34 57.48 224.6 18.63 4.26 11.07	222 999.3 506.78 5.86 62.74 85.33 80.1 469.31 531.88 1491.73 6.97 65.53 238.9 21.23 3.1 11.96 1702.5 6505.2	73 1332.36 675.67 2.82 83.65 113.77 38.44 625.73 709.16 1988.92 31.48 318.55 10.19 1.47 5.74 2269.99 8280.93

 

Определение расчётной нагрузки завода

 

Полная расчётная мощность завода определяется по расчётным активным и реактивным нагрузкам цехов на низком и высоком напряжениях с учётом расчётной нагрузки освещения территории завода, потерь мощности в трансформаторах цеховых ТП и ГПП, с учётом компенсации реактивной мощности. В расчёте мощности компенсирующих устройств будем считать компенсирующие устройства на 0.4 кВ для потребителей напряжением 0.4 кВ и КУ на высоком напряжении для ЭП на напряжении 10 кВ.

Необходимая мощность КУ определяется из соотношения:

 

Q_КУ=Р_Р·tg (φ_н) (2.5).

где tg (φ_н) =0.15

 

Нагрузка на напряжении 0.4 кВ:

Силовая Р_Р=22338.05 кВт;

Q_Р=21338.24 квар;

Осветительная Р_Р=6505.2 кВт;

Q_Р=8280.93 квар.

Суммарная мощность компенсирующих устройств на напряжении 0.4 кВ следующая:

 

Q_{КУ НН}= (Р_Р+Р_{Р ОСВ}) ·tg (φ_н) =28843.25·0.15=4326.49 квар.

 

Нагрузка на напряжении 10 кВ:

Силовая Р_Р=1890 кВт;

Q_Р=623.7 квар.

Напряжением 10 кВ питаются асинхронные двигатели, следовательно нужно ставить КУ. Суммарная мощность компенсирующих устройств на высоком напряжении следующая:

 

Q_{КУ ВН}=1800·0.33=594 квар.

 

Так как трансформаторы цеховых подстанций и ГПП не выбраны, то потери в них определяют приближённо из соотношений:

 

ΔР_Т=0.02·S_Р, (2.6).

ΔQ_Т=0.1·S_Р, (2.7).

 

Для нагрузки на напряжении 0.4 кВ:

 

S_р=41342.81 кВА.

 

Численно потери в цеховых трансформаторах будут равны:

 

ΔР_Т=0.02·41342.81=826.86 кВт,

ΔQ_Т=0.1·41342.81=4134.28 квар.

 

Нагрузка на напряжении 10 кВ равна:

 

Р_Р=22338.05+6505.2+1890+826.86=31560.11 кВт.

Q_Р=21338.24+8280.93+623.7+4134.28=34377.15 квар.

S_Р=46667.22 кВА.

 

Потери мощности в трансформаторах на ГПП равны:

 

ΔР_Т=631.2 кВт,

ΔQ_Т=3437.72 квар.

 

Т.о. расчётная мощность завода будет:

 

Р_Р=31560.11+631.2=32191.31 кВт,

Q_Р=34377.15+3437.72=37814.87 квар,

S_Р=49661.3 кВА.

Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов и мест их установки

 

Выбор мощности трансформаторов

 

Так как на промышленном предприятии в основном преобладают нагрузки первой и второй категорий, то согласно ПУЭ к установке приняты двухтрансформаторные цеховые подстанции.

Расчётную мощность трансформаторов в соответствии с [3] определяю по среднесменной нагрузке цеха с учётом расчётных нагрузок освещения.

Среднесменную нагрузку нахожу по следующим формулам:

 

Р_СМ=Р_Н·К_И, (3.1).

Q_СМ=Р_СМ·tg (φ), (3.2).

 

где К_И-коэффициент использования для характерных групп электроприёмников.

Расчёт мощности ЦТП представлен в таблице 3.3.1.1

Поскольку нагрузка компрессорного отделения и литейного цеха на напряжении до 1000 В незначительна, то для них имеет смысл установить одну ТП.

Таблица 3.3.1.1

Расчёт мощности ЦТП.

№ ПО ПланУ	Рном, КВт.	КИ	Соs (φ) / tg (φ)	Средние нагрузки		Расчётные НГ освещения		SСМ, кВА
				РСМ, кВт	QСМ, квар	РР ОСВ, кВт	QР ОСВ, Квар
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	1500 234 81 165 217	0.15 0.75 0.5 0.6 0.7	0.5/1.73 0.95/1.33 0.5/1.73 0.8/0.75 0.8/0.75	225 175.5 40.5 99 151.9	389.25 233.42 70.07 74.25 113.93	222	73
	2197			691.9	880.92			1321.1
2	100 332 1100 6800 920	0.15 0.75 0.7 0.25 0.5	0.5/1.73 0.95/0.33 0.8/0.75 0.5/1.73 0.5/1.73	15 249 770 1700 460	25.95 82.17 577.5 2941 795.8	999.3	1332.4
	9252			3194	4422.4			7120.5
3	3265 3390 410 145	0.15 0.75 0.7 0.5	0.5/1.73 0.95/0.33 0.8/0.75 0.5/1.73	489.8 2542.5 287 72.5	847.4 839 215.3 125.4	506.8	675.7
	7210			3391.8	2027.1			4743.9
4	460.8	0.6	0.55/1.52	276.5	420.2	5.9	2.8
	460.8			276.5	420.2			508.6
5	10 65	0.15 0.7	0.5/1.73 0.8/0.75	1.5 45.5	2.6 34.1	62.7	83.7
	75			47	36.7			162.9
6	50 110 50	0.15 0.7 0.3	0.5/1.73 0.8/0.75 0.5/1.73	7.5 77 15	13 57.8 25.95	85.3	113.8
	210			99.5	96.75			280.1
7	405 100 20 200 45	0.15 0.75 0.7 0.25 0.5	0.5/1.73 0.95/0.39 0.8/0.75 0.7/1.02 0.5/1.73	60.75 75 14 50 22.5	105.1 29.3 10.5 51 38.9	80.1	38.4
	770			222.3	234.8			407.5
8	2170 690 330 682 140	0.15 0.75 0.7 0.25 0.5	0.5/1.73 0.95/0.33 0.8/0.75 0.5/1.73 0.5/1.73	325.5 517.5 231 170.5 70	563.1 170.8 173.3 295 121.1	469.3	625.7
	4012			1314.5	1323.3			2642.1
9	2155 150 480 195 170	0.15 0.75 0.7 0.25 0.5	0.5/1.73 0.95/0.33 0.8/0.75 0.7/1.02 0.5/1.73	323.3 112.5 336 48.8 85	559.3 37.13 252 49.8 147.5	531.9	709.2
	3150			905.6	1045.7			2268.5
10	9985	0.08	0.8/0.75	798.8	599.1	1491.7	1988.9
	9985			798.8	599.1			3456
11	450 300	0.7 0.5	0.8/0.75 0.5/1.73	315 150	236.3 259.5	6.9
	750			465	495.8			684.5
12	340	0.1	0.5/1.73	34	58.8	65.5	31.5
				34	58.8			134.4
14	150 950 1060 100 550	0.15 0.75 0.7 0.25 0.5	0.5/1.73 0.5/1.73 0.95/0.33 0.8/0.75 0.5/1.73	22.5 712.5 742 25 275	38.9 1232.6 244.9 18.8 475.8	238.9	318.6
	2810			1777	2011			3080.7
15	10 760	0.15 0.7	0.5/1.73 0.8/0.75	1.5 532	2.6 399	21.2	10.2
	770			533.5	401.6			690.8
16	80	0.7	0.8/0.75	56	42	3.1	1.5
	80			56	42			73.4
18	60		0.8/0.75	48	36	12	6
	60			48	36			73.2

 

Теперь, когда известны средние нагрузки цехов, в зависимости от плотности нагрузки, согласно [4], можно произвести выбор мощности трансформаторов и числа ТП в каждом из цехов.

Результаты выбора сведены в таблицу 3.3.1.2.

Таблица 3.3.1.2

Результаты выбора мощности трансформаторов и числа ТП.

NЦЕХА ПО ПланУ	SСМ, кВА	SР, кВА	F, м2	σ кВА/м2	SТ НОМ, кВА	Кол-во КТП	Номер КТП НА ПланЕ
1	2	3	4	5	6	7	8
1	1321.1	728.08	6048	0.12	2x630	1	1
2	7120.5	8590.9	21248.6	0.75	1600 1600 1600 1600 1000	5	2 3 4 6 5
3	4743.9	4733.7	10584	0.45	1600 1600 1600	3	7 8 9
4 5 6 7 18	508.6 162.9 280.1 407.5 73.2	292.9 64.6 150.4 399.9 56.25	504 2620.8 1814.4 3548.2 752.76	0.1	2x1600	1	10
8	2642.1	2468.9	9979.2	0.25	1000 1000 630	3	13 12 11
9	2268.5	1618.9	11309.8	0.14	630 630 630 630	4	14 15 16 17
10	3456	8736.8	31741.9	0.25	1600 1000 1000	3	18 19 20
11 12	684.5 134.4	591.5 135.9	2822.4	0.25	2x1000	1	21
14	3080.7	2299.2	5080.3	0.45	2x1600 2x1600	2	22 23
15 16	690.8 73.4	716.2 75	1141.2 32256	0.45	1000	1	24