Курсовая работа дисциплины Электроснабжение зданий и населенных мест с основами электротехники и электроники

4. Расчет потребляемой электрической мощности
Потребляемая котельной электрическая мощность складывается из мощностей всего основного и вспомогательного оборудования. Расчет мощности выполняется для зимнего периода года, т.е. для периода наибольшей производительности котельной.
Для определения расчетной мощности котельной необходимо использовать метод коэффициента спроса. По этому методу все электроприёмники разделяют на отдельные однородные по режиму работы (или по назначению) группы. Коэффициент спроса Кс однородной по режиму работы группы приёмников учитывает вероятность одновременного их включения и величину их полной загрузки. Этот коэффициент является статической характеристикой электроприемника и выбирается по таблице.
Исходными данными для расчета электрической мощности котельной являются установленные (паспортные) мощности конкретного ее оборудования. В нашем случае приходится пользоваться усредненными ориентировочными рекомендациями.
Последовательность расчета мощности, потребляемой котельной (расчет удобно выполнять в табличной форме):
1. По исходным данным заполним таблицу 13, в результате чего определяется расход топлива и воды по группам котлов котельной.
Таблица 13. - Предварительные данные для расчета P_уст. электрооборудования котельной

Водогрейные котлы						Паровые котлы
Расход воды одного котла GВ, т/ч	Расход топлива одного котла BT.B. , т/ч	Кол-во Nв	Общий pасход воды, т/ч	Общий расход топлива, т/ч	Расход пара одного котла Dn, т/ч		Расход топлива одного котла BT.B. , т/ч	Кол-во Nn	Общий pасход воды, т/ч	Общий расход топлива, т/ч
80.4	0.774	4	321,6	3,1	2,5		0,312	2	5,0	0,624

2. По исходным данным, результатам расчета по п.3 и рекомендациям таблицы заполняются столбцы 2,3,4 и 6 табл.14. Значения tgφ определяется по заданным cosφ.

Расходы воды, пара и топлива измеряются в т/ч.
3. Рассчитываются и записываются в табл. 14 потребляемые активные мощности P_потр.i отдельных приемников электроэнергии (или групп приемников)

Таблица 14. К расчету суммарной электрической мощности котельной

группы ЭП	Руст.i кВт	cosφi	ηi	Рпотр.i, кВт	Кс	Рр.i , кВт	tgφi	Qрi, кВар	Sрi, кВА	∑S, кВА
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1. Основное электрооборудование водогрейного котла -дымосос - вентилятор дутьевой - механизм электроавтоматики	11,0 11,0 4,17	0,87 0,87 0,78	0,875 0,875 0,75	12,57 12,57 5,56	1,0 1,0 0,15	12,57 12,57 0,834	0,57 0,57 0,8	7,165 7,165 0,667	14,47 14,47 1,07	- - -
Итого по первой группе	-	-	-	-	-	25,97	-	14,997	30,93	-
Всего по водогрейным котлам	-	-	-	-	-	103,88	0,647	59,988	-	123,72
2. Основное электрооборудование парового котла – дымосос – вентилятор дутьевой –механизм электроавтоматики	11,0 11,0 4,17	0,87 0,87 0,78	0,875 0,875 0,75	12,57 12,57 5,56	1,0 1,0 0,15	12,57 12,57 0,834	0,57 0,57 0,8	7,165 7,165 0,667	14,47 14,47 1,07	- - -
Итого по второй группе	-	-	-	-	-	25,97	-	14,997	30,93	-
Всего по паровым котлам	-	-	-	-	-	51,94	0,647	29,994	-	61,86
3. Основные насосы водогрейных котлов -сетевой -подпиточный -рециркуляционный	121,6 2,43 48,64	0.90 0.86 0.90	0,93 0,875 0,925	130,75 2,78 52,58	1,0 1,0 1,0	130,75 2,78 52,58	0,48 0,59 0,48	62,76 1,64 25,24	145,03 3,23 58,32	- - -
Итого по третьей группе	-	-	-	-	-	186,11	-	89,64	206,58	-
4. Основные насосы паровых котлов –питательный –конденсатный	4,35 0,38	0.86 0.86	0,875 0,875	4,97 0,43	1,0 1,0	4,97 0,43	0,59 0,59	2,93 0,254	5,77 0,5	- -
Итого по четвертой группе	-	-	-	-	-	5,4	-	3,184	6,27	-
5. Насос исходной воды	1,26	0,86	0,875	1,44	1,0	1,44	0,59	0,85	1,67	-
6. Водоподготовительный участок	26,13	0,8	0,78	33,5	0,8	26,8	0,75	20,1	33,5
7. Участок топливоподачи мазут каменный уголь	32,55 8,736	0,88 0,91	0,88 0,9	37,0 9,71	1,0 1,0	37,0 9,71	0,54 0,456	19,98 4,43	42,05 10,67	- -
Итого по седьмой группе	-	-	-	-	-	46,71	-	24,41	52,72	-
8. Участок золоудаления	9,98	0,91	0,9	11,09	1,0	11,09	0,456	5,06	12,2	-
9. Ремонтный участок	80,0	0,7	0,88	90,91	0,35	31,82	1,02	32,46	45,45	-
10. Рабочее электроосвещение	32,66	1,0	1,0	32,66	0,8	26,13	0	0	26,13	-
11. Санитарно-техническое оборудование	16,0	0,76	0,7	22,86	0,7	16,0	0,855	13,68	21,05	-
Итого по котельной	-	-	-	-	-	507,32 ∙0,93= 471,8	-	279,37 ∙0,93= 259,81	-	538,6

4. По таблице находятся и заносятся в таблицу 14 значения Кс для отдельных электроустановок (или для групп приемников), а затем для них определяются величины расчетных потребляемых активной и реактивной мощностей:

5. Отдельно для каждой группы электрооборудования рассчитаем и запишем в табл. 14 расчетные полные мощности:

6. Определим и занесем в таблицу расчетные активные ∑Pp , реактивные ∑Qp и полные ∑Sp мощности основного электрооборудования всех водогрейных и всех паровых котлов.
7. Суммированием найдем отдельно расчетные активную Pp , реактивные Qp , мощности всего электрооборудования котельной. Результаты записываются в табл. 14.
8. Находятся окончательные значения активной P’p и реактивной Q’p расчетных мощностей котельной:
кВт
кВАр
где k_M = 0,9...0,95 - коэффициент одновременности, учитывающий несовпадение во времени максимумов нагрузки отдельных электроприемников котельной.
9. Определяется полная расчетная мощность (электрическая) котельной и средневзвешенный коэффициент мощности на шинах КТП:




5. Расчет мощности и выбор компенсирующих устройств
Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) средневзвешенный коэффициент мощности промышленных предприятий, присоединяема к электрическим сетям энергосистем, должен быть не ниже 0,92,..0,95.
Повышение коэффициента мощности до требуемого значения осуществляется путем включения так называемых компенсирующих устройств, генерирующих реактивную мощность. Величина расчетной реактивной мощности компенсирующих устройств котельной определяется по формуле:

где φ_cp и φ_уст – углы сдвига по фазе между током и напряжением на шинах подстанции котельной до и после компенсации соответственно, значение cosφ_уст устанавливается энергосистемой, а в данной работе выберем в интервале 0,92...0,95cosφ_уст=0,93;
α = 0,9 - учитывает возможность повышения коэффициента мощности при помощи других организационно-технических мероприятий: выбор трансформаторов без излишнего резерва мощности, выбор двигателей к насосам и механизмам в соответствии с потребной мощностью, качественное техническое обслуживание оборудования и др.

В качестве компенсирующих устройств применяются конденсаторные установки типа КУ с косинусными конденсаторами марки КС.
При наличии двух раздельно работающих и поровну загруженных систем шин 0,38 кВ установим две КУ, расчетная реактивная мощность каждой из которых равна:
Qк = 0,5Qх=0,5∙61,57=30,78кВАр
Необходимые КУ выбираются из таблицы по величине Qк и линейному рабочему напряжению электросети котельной. При этом паспортная мощность Q_к.пасп выбранной КУ должна быть не меньше, чем Qк .
Выберем тип компенсирующего устройства. Выберем устройство типа УКН 0.38-75УЗ Q_к.пасп =75 кВАр.
Так как Q_к.пасп > Qк, то в эксплуатации следует использовать лишь часть емкости компенсирующего устройства (производится симметричное отключение в трех фазах КУ необходимого числа конденсаторов). Подлежащая в этом случае ёмкость конденсаторов в каждой фазе равна:

где f = 50 Гц, U_раб = 0,38 кВт.

Каждая КУ подключается к одной секции шин 0,38 кВ трансформаторной подстанции.