Решение задачи: Расчет электрических нагрузок по цехам

Ниже представлено решение задачи, оформленное для записи в тетрадь. 1. Расчет электрических нагрузок по цехам Для расчета используются следующие формулы: Расчетная активная мощность: \[ P_p = P_н \cdot K_c \] Расчетная реактивная мощность: \[ Q_p = P_p \cdot \text{tg}\varphi \] Полная расчетная мощность: \[ S_p = \sqrt{P_p^2 + Q_p^2} \] Результаты расчетов по пунктам: 1) Литейный цех: \[ P_p = 2270 \cdot 0,35 = 794,5 \text{ кВт} \] \[ Q_p = 794,5 \cdot 0,82 = 651,49 \text{ кВАр} \] \[ S_p = \sqrt{794,5^2 + 651,49^2} \approx 1027,4 \text{ кВА} \] 2) Штамповочный цех: \[ P_p = 2000 \cdot 0,55 = 1100 \text{ кВт} \] \[ Q_p = 1100 \cdot 0,69 = 759 \text{ кВАр} \] \[ S_p = \sqrt{1100^2 + 759^2} \approx 1336,5 \text{ кВА} \] 3) Гальванический цех: \[ P_p = 2340 \cdot 0,6 = 1404 \text{ кВт} \] \[ Q_p = 1404 \cdot 0,72 = 1010,88 \text{ кВАр} \] \[ S_p = \sqrt{1404^2 + 1010,88^2} \approx 1730,1 \text{ кВА} \] 4) Механический цех №2: \[ P_p = 970 \cdot 0,65 = 630,5 \text{ кВт} \] \[ Q_p = 630,5 \cdot 0,75 = 472,88 \text{ кВАр} \] \[ S_p = \sqrt{630,5^2 + 472,88^2} \approx 788,1 \text{ кВА} \] 5) Кузнечно-прессовый цех: \[ P_p = 3800 \cdot 0,4 = 1520 \text{ кВт} \] \[ Q_p = 1520 \cdot 1,02 = 1550,4 \text{ кВАр} \] \[ S_p = \sqrt{1520^2 + 1550,4^2} \approx 2171,2 \text{ кВА} \] 6) Механический цех №1: \[ P_p = 1420 \cdot 0,6 = 852 \text{ кВт} \] \[ Q_p = 852 \cdot 0,69 = 587,88 \text{ кВАр} \] \[ S_p = \sqrt{852^2 + 587,88^2} \approx 1035,1 \text{ кВА} \] 7) Электроремонтный цех: \[ P_p = 1100 \cdot 0,6 = 660 \text{ кВт} \] \[ Q_p = 660 \cdot 0,69 = 455,4 \text{ кВАр} \] \[ S_p = \sqrt{660^2 + 455,4^2} \approx 801,9 \text{ кВА} \] 8) Компрессорная №1: а) 0,4 кВ: \[ P_p = 150 \cdot 0,7 = 105 \text{ кВт} \] \[ Q_p = 105 \cdot 0,69 = 72,45 \text{ кВАр} \] б) СД 10 кВ: \[ P_p = 5000 \cdot 0,4 = 2000 \text{ кВт} \] \[ Q_p = 2000 \cdot 0,59 = 1180 \text{ кВАр} \] Итоговая суммарная нагрузка предприятия (без учета коэффициента совмещения максимумов): \[ \sum P_p = 794,5 + 1100 + 1404 + 630,5 + 1520 + 852 + 660 + 105 + 2000 = 9066 \text{ кВт} \] \[ \sum Q_p = 651,49 + 759 + 1010,88 + 472,88 + 1550,4 + 587,88 + 455,4 + 72,45 + 1180 = 6740 \text{ кВАр} \] \[ S_{total} = \sqrt{9066^2 + 6740^2} \approx 11297 \text{ кВА} \] 2. Определение напряжения внешнего электроснабжения Для определения рационального напряжения используем формулу Илларионова: \[ U = 4,34 \cdot \sqrt{L + 0,016 \cdot P} \] Где \( L = 8 \text{ км} \), \( P = 9066 \text{ кВт} \). \[ U = 4,34 \cdot \sqrt{8 + 0,016 \cdot 9066} = 4,34 \cdot \sqrt{8 + 145,056} = 4,34 \cdot 12,37 \approx 53,7 \text{ кВ} \] Согласно ГОСТ, принимаем ближайшее стандартное напряжение: \( U = 35 \text{ кВ} \) или \( 110 \text{ кВ} \). Учитывая мощность более 10 МВт, целесообразно выбрать \( 110 \text{ кВ} \). 3. Выбор типа трансформатора на ГПП На главной понизительной подстанции (ГПП) обычно устанавливают два трансформатора для обеспечения надежности (I и II категории). Мощность одного трансформатора при аварийном режиме должна обеспечивать около 70% нагрузки: \[ S_{тр} \geq 0,7 \cdot S_{total} = 0,7 \cdot 11297 \approx 7908 \text{ кВА} \] Выбираем два трансформатора типа ТМН-10000/110 (мощностью 10000 кВА каждый). 4. Выбор сечения неизолированных проводов ВЛ Выбор производится по экономической плотности тока. Расчетный ток линии: \[ I = \frac{S_{total}}{\sqrt{3} \cdot U_{ном}} = \frac{11297}{\sqrt{3} \cdot 110} \approx 59,3 \text{ А} \] При \( T_m = 4000 \text{ ч} \) экономическая плотность тока для алюминиевых проводов \( j_{эк} = 1,1 \text{ А/мм}^2 \). Экономическое сечение: \[ F_{эк} = \frac{I}{j_{эк}} = \frac{59,3}{1,1} \approx 53,9 \text{ мм}^2 \] Принимаем стандартное сечение провода АС-70/11 (сталеалюминиевый), так как по условиям механической прочности на 110 кВ сечение должно быть не менее 70 \( \text{мм}^2 \).