Статья:
РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК С ЦЕЛЬЮ ВЫБОРА ТРАНСФОРМАТОРА НА ЦЕХОВОЙ ПОДСТАНЦИИ
Конференция: CXCIV Студенческая международная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум»
Секция: Технические науки
Выходные данные
Вычужанин А.С. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК С ЦЕЛЬЮ ВЫБОРА ТРАНСФОРМАТОРА НА ЦЕХОВОЙ ПОДСТАНЦИИ // Молодежный научный форум: электр. сб. ст. по мат. CXCIV междунар. студ. науч.-практ. конф. № 3(194). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_interdisciplinarity/3(194).pdf (дата обращения: 29.04.2024)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится0
Дипломы
лауреатов
лауреатов
Сертификаты
участников
участников
Дипломы
лауреатов
лауреатов
Сертификаты
участников
участников
CXCIV Студенческая международная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум»
РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК С ЦЕЛЬЮ ВЫБОРА ТРАНСФОРМАТОРА НА ЦЕХОВОЙ ПОДСТАНЦИИ
Вычужанин Андрей Сергеевич
студент, Сургутский Государственный Университет, РФ, г. Сургут
CALCULATION OF ELECTRICAL LOADS TO SELECT A TRANSFORMER AT A SHOP SUBSTATION
Andrey Vychuzhanin
Student of Surgut State University, Surgut, Russia
Аннотация. В данной статье рассматривается алгоритм вычисления электрической нагрузки цеха, по результатам которого производится выбор трансформаторов цеховой подстанции. Приведены основные этапы, необходимые для подбора необходимого оборудования путем сопоставления его каталожных параметров с результатами проектных расчетов.
Abstract. This article discusses the algorithm for calculating the electrical load of the workshop, according to the results of which the choice of transformers of the workshop substation is made. The main stages necessary for the selection of the necessary equipment by comparing its catalog parameters with the results of design calculations are given.
Ключевые слова: электроприемник, центр электрических нагрузок, цеховая трансформаторная подстанция.
Keywords: electric receiver, electric load center, shop transformer substation.
Задание
Для цеха, изображенного на рисунке 1, необходимо:
1. Определить расчетную электрическую нагрузку.
2. Определить местоположение цеховой ТП.
3. Произвести выбор числа и мощности трансформаторов цеховой подстанции.
Исходные данные
Производственный цех получает питание от подстанции. Расстояние от ПГВ до цеховой ТП – 0,9 км. Напряжение на высокой стороне ПГВ – 10 кВ.
Потребители цеха имеют 2 и 3 категорию надежности электроснабжения.
Цех: инструментальный
Размеры цеха: А*В*H=48*28*12 м
План цеха представлен на рисунке 1.
Сведения об электрических нагрузках цеха представлены в таблице 1.
Рисунок 1. План инструментального цеха
Таблица 1.
Сведения об электрических нагрузках
|
№ |
Наименование электроприемника(-ов) |
Установленная мощность одного электроприемника, кВт |
|
1-4 |
Электроэрозионный станок |
22 |
|
5-9 |
Токарный станок |
14 |
|
10-11 |
Горизонтально-фрезерный станок |
17 |
|
12 |
Гидравлический пресс |
44 |
|
13 |
Токарный станок с ЧПУ |
35 |
|
14-16 |
Токарный станок |
30 |
|
17-18 |
Вертикально-сверлильный станок |
15 |
|
19 |
Долбежный станок |
15 |
|
20-23 |
Фрезерный станок |
17 |
|
24 |
Механический пресс |
65 |
|
25-27 |
Внутришлифовальный станок |
10 |
|
28-30 |
Плоскошлифовальный станок |
22 |
|
31-36 |
Координатно-расточной станок |
25 |
|
37 |
Кран-балка ПВ=40% |
60 |
|
38-39 |
Вентилятор |
10 |
1. Определение расчетной электрической нагрузки цеха
Общая нагрузка цеха состоит из силовой и осветительной части. Произведем расчет силовой нагрузки.
Для проведения расчетов необходимо для каждой группы электроприемников определить по табличным данным коэффициенты спроса и мощности. Также определим tgφ для определения реактивной мощности. Все данные представлены в таблице 2.
Таблица 2.
Данные для расчета силовой нагрузки
|
№ ЭП |
Нагрузка |
Число ЭП |
pн, кВт |
Кс |
Cosφ |
tgφ |
|
1-4 |
Электроэрозионный станок |
4 |
22 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
|
5-9 |
Токарный станок |
5 |
14 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
|
10-11 |
Горизонтально-фрезерный станок |
2 |
17 |
0,5 |
0,65 |
1,17 |
|
12 |
Гидравлический пресс |
1 |
44 |
0,5 |
0,65 |
1,17 |
|
13 |
Токарный станок с ЧПУ |
1 |
35 |
0,5 |
0,7 |
1,02 |
|
14-16 |
Токарный станок |
3 |
30 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
|
17-18 |
Вертикально-сверлильный станок |
2 |
15 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
|
19 |
Долбежный станок |
1 |
15 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
|
20-23 |
Фрезерный станок |
4 |
17 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
|
24 |
Механический пресс |
1 |
65 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
|
25-27 |
Внутришлифовальный станок |
3 |
10 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
|
28-30 |
Плоскошлифовальный станок |
3 |
22 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
|
31-36 |
Координатно-расточной станок |
6 |
25 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
|
37 |
Кран-балка ПВ=40% |
1 |
38 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
|
38-39 |
Вентилятор |
2 |
10 |
0,7 |
0,8 |
0,75 |
Произведем расчет электрических нагрузок на примере электроэрозионных станков. Для того найдем активную и реактивную составляющую нагрузки по формулам:
Где n - количество электроприемников одного типа.
Для кран-балки (позиция 37) расчетная силовая нагрузка определяется следующим образом:
1. Производится приведение к длительному режиму работы:
2. Производится расчёт аналогично остальным электроприёмникам по формулам:
Результаты расчета силовой нагрузки приведены в таблице 3.
Таблица 3.
Результаты расчета силовой нагрузки
|
№ ЭП |
Нагрузка |
Число ЭП |
pн, кВт
|
Кс
|
Cosφ |
tgφ |
Pp, кВт |
Qp, кВАр |
|
1-4 |
Электроэрозионный станок |
4 |
22 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
17,6 |
30,48 |
|
5-9 |
Токарный станок |
5 |
14 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
14 |
24,25 |
|
10-11 |
Горизонтально-фрезерный станок |
2 |
17 |
0,5 |
0,65 |
1,17 |
17 |
19,88 |
|
12 |
Гидравлический пресс |
1 |
44 |
0,5 |
0,65 |
1,17 |
22 |
25,72 |
|
13 |
Токарный станок с ЧПУ |
1 |
35 |
0,5 |
0,7 |
1,02 |
17,5 |
17,85 |
|
14-16 |
Токарный станок |
3 |
30 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
18 |
31,18 |
|
17-18 |
Вертикально-сверлильный станок |
2 |
15 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
6 |
10,39 |
|
19 |
Долбежный станок |
1 |
15 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
3 |
5,20 |
|
20-23 |
Фрезерный станок |
4 |
17 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
13,6 |
23,56 |
|
24 |
Механический пресс |
1 |
65 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
13 |
22,52 |
|
25-27 |
Внутришлифовальный станок |
3 |
10 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
6 |
10,39 |
|
28-30 |
Плоскошлифовальный станок |
3 |
22 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
13,2 |
22,86 |
|
31-36 |
Координатно-расточной станок |
6 |
25 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
30 |
51,96 |
|
37 |
Кран-балка ПВ=40% |
1 |
38 |
0,2 |
0,5 |
1,73 |
7,59 |
13,15 |
|
38-39 |
Вентилятор |
2 |
10 |
0,7 |
0,8 |
0,75 |
14 |
10,50 |
Суммарная силовая нагрузка равна:
Осветительная нагрузка цеха подразделяется на основную и аварийную.
Основное освещение выполнено с использованием ДРЛ, аварийное – ламп накаливания. Для расчета осветительной нагрузки необходимо рассчитать общую площадь цеха:
Основное освещение цеха рассчитывается по формулам:
Где 
- коэффициент, учитывающий потери от пускорегулирующих аппаратов.
Аварийное освещение цеха рассчитывается по формулам:
Полная осветительная нагрузка цеха:
Полная электрическая мощность всех ЭП цеха:
.
2. Определение места расположения центра электрических нагрузок
Используя план цеха, а также значения нагрузок, рассчитанные в пункте 1, определим расположение центра электрических нагрузок (ЦЭН).
Введем произвольную систему координат и по ней определим координаты геометрических центров электрических нагрузок, которые находятся в центрах масс данных нагрузок. Координаты геометрических центров электрических нагрузок приведены в таблице 4.
Таблица 4.
Расчет центра электрических нагрузок
|
№ ЭП |
Нагрузка |
Расчетная общая нагрузка |
Координаты по оси абсцисс |
Координаты по оси ординат |
|
|
Pр, кВт |
x, м |
y, м |
|||
|
1-4 |
Электроэрозионный станок |
17,6 |
7,31 |
18,4 |
|
|
5-9 |
Токарный станок |
14 |
9,47 |
23,55 |
|
|
10-11 |
Горизонтально-фрезерный станок |
17 |
23,44 |
21,85 |
|
|
12 |
Гидравлический пресс |
22 |
15,73 |
18,32 |
|
|
13 |
Токарный станок с ЧПУ |
17,5 |
25,2 |
10,37 |
|
|
14-16 |
Токарный станок |
18 |
16,67 |
11,29 |
|
|
17-18 |
Вертикально-сверлильный станок |
6 |
4,02 |
9,9 |
|
|
19 |
Долбежный станок |
3 |
9,55 |
9,72 |
|
|
20-23 |
Фрезерный станок |
13,6 |
9,03 |
3,38 |
|
|
24 |
Механический пресс |
13 |
23,7 |
3,72 |
|
|
25-27 |
Внутришлифовальный станок |
6 |
34,76 |
23,81 |
|
|
28-30 |
Плоскошлифовальный станок |
13,2 |
34,57 |
18,28 |
|
|
31-36 |
Координатно-расточной станок |
30 |
35,34 |
6,62 |
|
|
37 |
Кран-балка ПВ=40% |
7,59 |
45,52 |
12,73 |
|
|
38-39 |
Вентилятор |
14 |
46,74 |
13,82 |
Используя формулы:
определим ЦЭН, имеющий координаты (x0, y0). Его координаты равны (23,32; 13,5). Расположение ЦЭН цеха показано на рисунке 2.
Рисунок 2. Расположение ЦЭН и цеховой ТП на плане
ЦЭН расположен в центральной части цеха. Место расположения цеховой ТП должно быть как можно ближе к стенам цеха, поэтому цеховой ТП следует установить возле наружной стены цеха. Место расположения цехового ТП показано на рисунке 2.
3. Выбор типа, числа и мощности трансформаторов цеховой подстанции
Тип трансформатора по конструктивному исполнению выбирается по условию установки ТП в закрытом помещении. Также среди ЭП рассматриваемого объекта присутствуют электроэрозионные станки, являющиеся источником повышенной пожароопасности. Исходя из этих двух условий, принимаем тип трансформатора для ТП – сухой.
Число трансформаторов определяется по категории электроприемников нагрузки. Так как среди электроприемников нет относящихся к I категории, то выбираем однотрансформаторную подстанцию. При этом должно быть обеспечено резервирование путем соединения стороны НН трансформатора с шинами НН ТП других цехов.
Мощность трансформатора определяем по формуле:
Где 
- коэффициент загрузки, равный 0,8, при преобладании нагрузок II категории для однотрансформаторных ТП в случае взаимного резервирования трансформаторов на низшем уровне.
Выбираем трансформатор мощностью 630 кВА.
Для цеховой ТП выбираем один сухой трансформатор ТС-630/10/0,4 кВ.
Вывод
В контрольной работе произведено вычисление нагрузок инструментального цеха, определение места расположения цехового ТП и используемых в нем трансформаторов.
Список литературы:
1. Правила устройства электроустановок, 7-е издание. – [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: https://etp-perm.ru.
