Praca kontrolna

Nr 2

Elektroenergetyka zakładów

przemysłowych

Ireneusz Niczyporuk

EZ8.2

rok akademicki 2000/2001

Imię 8

Nazwisko 10

Metodami współczynnika zapotrzebowania i zastępczej liczby odbiorników wyznaczyć moc zapotrzebowaną oddziału zakładu, którego odbiorniki można zestawić wg poniższej tabeli. Dobrać transformatory dla stacji oddziałowej (dwu lub trójtransformatorowej).

W obliczeniach uwzględnić straty mocy i energii czynnej i biernej. Ustalić harmonogram pracy transformatorów zakładając, że wykres obciążeń stacji jest taki jak w pracy kontrolnej 1. Wykonać dobór baterii kondensatorów dla kompensacji mocy biernej.

Lp.	Rodzaj odbiorników	Liczba odbiorników	Moc odbiorników w [kW]
1.	Obrabiarki do produkcji seryjnej - tokarki, frezarki	18	30
				2	38
				12	20
				17	18
2.	Obrabiarki do metali o szczególnie ciężkim programie pracy	3	270
3.	Pompy i wentylatory	18	30
4.	Transformatory spawalnicze	32	20
				20	24
		5.	Piece oporowe	3	20
				7	12

Moc odbiorników oświetleniowych wyznaczyć metodą średnich obciążeń powierzchniowych dla wymiarów hali 200x60.

Metoda średnich obciążeń powierzchniowych.

s = 250⋅80 =20000 [m²]

średnia moc zainstalowana oświetlenia P_śr = 25[W/m²]

P = P_śr⋅s = 25⋅20000 =500 [kW]

Metoda współczynnika zapotrzebowania.

Lp	Rodzaj odbiorników	Liczba odbiorników	Moc w [kW] odbiorników	Σ P [kW]	kw	kz	cosφ	tgφ
1.	Obrabiarki do produkcji seryjnej - tokarki, frezarki	18	30	540	0,15	0,18	0,55	1,51
				2					38	76
				12					20	240
				17					18	306
2.	Obrabiarki do metali o szczególnie ciężkim programie pracy	3	270	810	0,22	0,38	0,65	1,17
3.	Pompy i wentylatory	18	30	540	0,7	0,8	0,85	0,62
4.	Transformatory spawalnicze	32	20	640	0,3	0,35	0,5	1,73
				20					24	480
		5.	Piece oporowe	3					20	60	0,78	0,8	0,95	0,33
				7					12	84
6.	Oświetlenie	1	500	500	-	0.9	0.9	0.48

P_o = kz⋅ΣP = 0,18⋅(540+76+240+306) = 0,18⋅1162 = 209,16 [kW]

Q_o = tgϕ ⋅P_o = 1,51⋅209,16 = 315,83 [kvar]

1. P_o = kz⋅ΣP = 0,38⋅810 = 307,8 [kW]

Q_o = tgϕ ⋅P_o = 1,17⋅307,8 = 360,126 [kvar]

2. P_o = kz⋅ΣP = 0,8⋅540 = 432 [kW]

Q_o = tgϕ ⋅P_o = 0,62⋅432 = 267,84 [kvar]

3. P_o = kz⋅ΣP = 0,35⋅(640+480) = 0,35⋅1120 = 392 [kW]

Q_o = tgϕ ⋅P_o = 1,73⋅392 = 678,16 [kvar]

4. P_o = kz⋅ΣP = 0,8⋅(60+84) = 0,8⋅144 = 115,2 [kW]

Q_o = tgϕ ⋅P_o = 0,33⋅115,2 = 38,02 [kvar]

5. P_o = kz⋅ΣP = 0,9⋅500 = 450 [kW]

Q_o = tgϕ ⋅P_o = 0,48⋅450 = 216 [kvar]

P_ok. = Σ P_o = 209,16+307,8+432+392+115.2+450 =1906,16 [kW]

Q_ok.= Σ Q_o = 315,832+360,126+267,84+521,36+38.02+216 = 1718,66 [kvar]

k_j = 0,85 - współczynnik jednoczesności

= 2181,57 [kV•A]

Metoda zastępczej liczby odbiorników :

k_wn- grupowy wskaźnik wykorzystania mocy

= 0,3174

Ponieważ P_{n max}= 500 [kW], to liczba odbiorników, których moc jest równa lub jest większa od 0,5 P_{n max} wynosi m =4, wobec tego :

=0,032

= 0,3064

Z tablic dla n_w= 0,032 i p = 0,3064 odczytuję n_zw=0,20

n_z = n_zw⋅n =0,20⋅125 = 25

Z tablic dla n_z= 25 i k_wn= 0,3174 odczytuję k_s=1,26

P_o = k_s⋅k_wn⋅ΣP = 1,26 x 0,3174 x 4276 = 1710,08 [kW]

= 1,0095

Q_o = P_o⋅tgϕ_śr = 1710,08⋅1,0095 = 1726,28 [kvar]

=
= 2429,89[kV•A]

Dobór transformatorów:

S_n2 = 2500 [kV•A]

ΔP_obc =27 [kW]

ΔP_j = 4,2 [kW]

U_z% = 6 [%]

i_o% = 0,6 [%]

= 2,46 ≅ 2

Dobieram 2 jednakowe transformatory.

=
= 29,47 [kW]

= 15 [kvar]

= 5,999 ≅ 6 [%]

= 150 [kvar]

= 156,69 [kvar]

= 159,43 [kV•A]

Straty mocy w transformatorach.

= 106,425 [kW]

k_e = 0,15 - równoważnik mocy biernej

Moc graniczna po przekroczeniu której powinny pracować dwa transformatory.

=
= 902,43 [kV•A]

= 2210,49 [kV•A]

Strata energii:

Dla transformatora T1 pracującego samodzielnie przez 11 h

= 585,28 [kW•h]

Dla transformatora T1+T2 pracujących równolegle przez 13 h

= 1391,08 [kW•h]

Kompensacja mocy biernej, dobór baterii kondensatorów.

S_n2 = 2500 [kV•A]

ΔP_obc =27 [kW]

ΔP_j = 4,2 [kW

P_ok. = 1906,16 [kW]

Q_ok. = 1718,66 [kvar]

tgφ_w = 0,4 - wymagany

=
= 0,74269 ≅ 0,7427

tgφ_śr=1,0095

Q_bk =P_ok.( tgφ_śr- tgφ_w) = 1906,16(1,0095-0,4) = 1161,80[kvar]

Dobieram moc baterii kondensatorów Q_bk = 1200 [kvar]

Harmonogram pracy transformatorów

Sopt=S_n2
=
= 986,01 [kV•A]

S_grIItr=
=
= 986,01 2,449489 = 2371,13 [kV•A]

S_grItr=
=
= 986,01 1,4142 = 1368,97 [kV•A]

=
= 25,50 [kW]

Straty dla dwóch transformatorów ->2xΔP_obc(2500) = 2x25,50 = 51 [kW]

=
= 6,38 [kW]

2xΔP_obc(1215) = 2x6,38 = 12,76 [kW]

2xΔP_obc(2500)+2xΔP_obc(1215) = 51+12,75 = 63,76 [kW]

6

---