Меню

Активная мощность расходуемая цехом



Производственная мощность предприятия. Формула. Расчет показателей

Для понимания сущности роли баланса активных и реактивных мощностей в энергосистеме при поддержании нормированного качества электрической энергии по частоте и напряжению необходимо прочесть в [2] раздел «Рабочие режимы» (с. 153–188). Усвоить, что балансу активных мощностей сопутствует параметр частоты, а балансу реактивных мощностей – параметр напряжения.

Баланс мощности составляется для перспективных (заданных) нагрузок с учетом новых промышленных объектов (п/ст 6 и 7) и электростанции ЭС-2.

Баланс активных мощностей

В каждый момент времени в систему должно поступать от генераторов электростанций столько электроэнергии, сколько в этот момент необходимо всем потребителям с учетом потерь при передаче, то есть баланс по активным мощностям при неизменной частоте записывается как

где – суммарная генерируемая активная мощность электростанций;

– суммарное потребление мощности.

Заметим, что баланс активных мощностей в проектируемом сетевом районе, согласно исходным данным, обеспечивается за счет обменной мощности соседней энергосистемы (п/ст I). Этот узел генерирует необходимое количество активной мощности при ее дефиците в сетевом районе либо потребляет ее при избытке.

Баланс активной мощности рассматривается для режима максимальных нагрузок ( ).

Потребление активной мощности в системе слагается из нагрузок потребителей , собственных нужд (с.н.) электрических станций , потерь мощности в линиях и трансформаторах :

Суммарные потери активной мощности в линиях можно принять 2-3 %, в трансформаторах – 1,2-1,5 % от мощности всех нагрузок, расход активной мощности на с.н. приводится в [6], приближенно оценивается в 4…8 % от установленной мощности генераторов электростанции.

Потери в трансформаторах учитываются только для тех подстанций, где нагрузки заданы со стороны шин НН.

Итогом расчета баланса активной мощности является определение необходимой обменной мощности, генерируемой ( ) либо потребляемой ( ) балансирующим узлом,

Баланс реактивных мощностей

Балансу реактивной мощности в системе соответствует равенство

где – суммарная реактивная мощность, вырабатываемая генератора­ми электростанции при коэффициенте мощности не ниже номинального; – мощность, генерируемая линиями (зарядная); – реактивная мощ­ность компенсирующих устройств; – величина обменной реактивной мощ­ности, определяется заданным договорным коэффициентом мощности соседней энергосистемы .

Баланс по реактивной мощности проверяется для режима максимальных нагрузок ( ). Потребление реактивной мощности в системе складывается из нагрузок потребителей , собственных нужд электрических стан­ций , потерь мощности в линиях , и трансформаторах :

Потери реактивной мощности для воздушных линий ориентировочно мож­но брать 1-2 % при 35 кВ, 4-6 % при 110 кВ, 10-15 % при 220 кВ от модуля полной передаваемой по линии мощности. Потери реактивной мощности в трансформаторах составляют, примерно, 5-9 % от полной мощности, проходящей через трансформатор. Расход реактивной мощности на с.н. оценивается ко­эффициентом мощности механизмов с.н. .

Величину реактивной мощности , поступающую от электростанции, определяют по коэффициенту мощности генераторов, который принимается не ниже номинального [6]. Реактивную мощность, генерируемую воздушными линиями , приблизительно можно брать: для одноцепных линий 110 кВ – 30 кВАр/км, для 150 кВ – 50 кВАр/км, для 220 кВ – 120 кВАр/км.

Сопоставляя суммарную реактивную потребляемую мощность с поступаю­щей от источников, можно определить по условию баланса необходимую мощ­ность дополнительных компенсирующих устройств для сетевого района, а за­тем разнести ее по узлам потребления.

Заметим, что некоторый резерв реактивной мощности для выполнения условий баланса в проектируемом сетевом районе может быть обеспечен за счет обменной реактивной мощности соседней энергосистемы (п/ст I). Величина этой мощности определяется заданным коэффициентом мощности системы , который равен .

Если реактивной мощности, выдаваемой генераторами электрических стан­ций и балансирующим узлом, недостаточно для покрытия потребности в ней нагрузок, необходимо устанавливать дополнительные источники реактивной мощности: компенсирующие устройства (синхронные компенсаторы, батареи статических конденсаторов, статические компенсаторы реактивной мощности).

Мощность компенсирующих устройств определяется из равенства

При избытке реактивной мощности в сетевом районе следует проанализировать ситуацию. Во-первых, рассмотреть возможность баланса за счет об­менной мощности балансирующего узла при заданном коэффициенте мощно­сти системы, во-вторых, оценить пределы изменения реактивной мощности ге­нераторов электростанций. Иначе для обеспечения баланса необходимо определить мощность компенсирующих устройств, работающих в режиме потребления реактивной мощности, исходя из равенства

Читайте также:  Коэффициент мощности синхронного генератора увеличивается при

Справочные данные о мощности генераторов соответствуют их номинальному режиму работы. В часы максимума реактивной нагрузки иногда требуется работа генератора с пониженным . У генераторов с непосредственным охлаждением, как правило, . При повышении до 1,0 длительно могут работать только генераторы с косвенным охлаждением. Максимальная реактивная нагрузка генератора при работе в режиме синхронного генератора с недовозбуждением определяется на основании тепловых испытаний и может быть оценена (пример: для агрегатов 200 и 300 МВт) по рис.6.

Рис. 6. Диаграмма мощности генератора:

1– зона, определяемая нагревом обмотки ротора; 2 – зона, определяемая нагревом обмотки статора; 3 – зона, определяемая наибольшей мощностью турбины; 4 – зона, определяемая нагревом элементов в концевых частях статора; 5 – зона, определяемая устойчивостью

Рассмотрим некоторые специальные компенсирующие устройствами (КУ), которые размещаются вблизи электроприемников и на подстанциях, где имеется дефицит реактивной мощности.

Батареи конденсаторов (БК), предназначенные для генерации реактивной мощности, подключаются параллельно на шины подстанции или потребителя, т.е. являются устройствами поперечной компенсации (рис.7). БК набираются из отдельных конденсаторов путем параллельного и последовательного соединения.

Рис. 7. Схемы соединения фаз БК: в треугольник – а, в звезду – б

Количество последовательно включенных конденсаторов определяется величиной напряжения в сети, а число параллельных – током, т.е. необходимой для регулирования напряжения мощностью. Установленная мощность БК складывается из мощностей отдельных конденсаторов. При соединении фаз БК в звезду, мощность БК рассчитывается: , при соединении в треугольник: , т.е. увеличивается в три раза. Здесь – линейное напряжение, – емкость конденсатора.

К недостаткам БК следует отнести:

— ступенчатое регулирование мощности путем отключения и включения части конденсаторов;

— снижение располагаемой мощности БК при уменьшении напряжения в сети;

— отрицательный регулирующий эффект, мощность БК при снижении напряжения в сети уменьшается, что приводит к еще большему снижению напряжения.

К достоинствам БК следует отнести их малую стоимость, несложность в эксплуатации, низкие удельные потери активной мощности, и наконец, большую свободу при выборе мест установки.

Синхронные компенсаторы (СК) – это синхронные двигатели с облегченным ротором, не имеющие нагрузки на валу. В режиме перевозбуждения СК работает с опережающим по отношению к напряжению током возбуждения – как генератор реактивной мощности и выдает мощность в сеть. Располагаемая реактивная мощность при номинальном токе возбуждения равна номинальной мощности синхронной машины, при этом активная мощность равна потерям в СК и очень мала.

В режиме недовозбуждения СК потребляет реактивную мощность из сети. Величина располагаемой реактивной мощности СК в режиме недовозбуждения ограничивается минимальным током возбуждения и составляет 50 %, а для некоторых СК и 30 % от номинальной мощности СК.

СК устанавливаются обычно на крупных системных подстанциях напряжением 220 кВ и выше и присоединяются к обмотке низшего напряжения автотрансформатора.

К недостаткам СК следует отнести их высокую стоимость, сложность в эксплуатации и значительные в сравнении с остальными КУ потери мощности.

Достоинствами СК являются:

— плавное регулирование реактивной мощности;

— возможность работы в режиме генерации и потребления;

— широкий диапазон регулирования;

— положительный регулирующий эффект – при снижении напряжения увеличивается мощность СК.

Шунтирующие реакторы (ШР) рассматриваются как КУ, так как они предназначены для компенсации зарядной мощности в линиях высокого и сверхвысокого напряжения. ШР – представляют собой катушку индуктивности, мощность которой зависит от напряжения:

где – индуктивность фазы реактора.

ШР включаются на шины подстанций или в линию электропередачи.

Статические тиристорные компенсаторы (СТК) представляют собой конструкцию, состоящую из батареи конденсаторов, реактора, выпрямительного блока и системы управления. Схемы СТК разнообразны. Одна из них представлена рис. 8. Схема состоит из нерегулируемой емкости БК и регулируемой тиристорно-реакторной группы. Мощность, поступающая в сеть, изменяется в зависимости от соотношения мощностей БК и реактора.

Рис. 8. Схема СТК для сети высокого напряжения

Производственные мощности

Производственная мощность предприятия (цеха или производственного участка) характеризуется максимальным количеством продукции соответствующего качества и ассортимента, которое может быть произведено им в единицу времени при полном использовании основных производственных фондов в оптимальных условиях их эксплуатации.
Читайте также:  Расчеты производственной мощности проводятся для

Производственные мощности можно рассматривать с различных позиций, исходя из этого определяют теоретическую, максимальную, экономическую и практическую мощности.

Теоретическая (проектная) мощность характеризует максимально возможный выпуск продукции при идеальных условиях функционирования производства. Она определяется как предельная часовая совокупность мощностей средств труда при полном годовом календарном фонде времени работы в течение всего срока их физической службы. Этот показатель используется при обосновании новых проектов, расширения производства, других инновационных мероприятий.

Максимальная мощность – теоретически возможный выпуск продукции в течение отчетного периода при обычном составе освоенной продукции, без ограничений со стороны факторов труда и материалов, при возможности увеличения смен и рабочих дней, а также использовании только установленного оборудования, готового к работе. Данный показатель важен при определении резервов производства, объемов выпускаемой продукции и возможностей их увеличения, наращивания.

Под экономической мощностью понимают предел производства, который предприятию невыгодно превышать из-за большого роста издержек производства или каких-либо иных причин.

Практическая мощность – наивысший объем выпуска продукции, который может быть достигнут на предприятии в реальных условиях работы. В большинстве случаев практическая производственная мощность совпадает с экономической.

В отличие от проектной плановая производственная мощность действующих предприятий рассчитывается исходя из применяемых технологических процессов, наличного парка оборудования, имеющихся производственных площадей как величин уже заданных, а объем выпуска продукции по планируемой номенклатуре является искомой величиной, устанавливаемой в условиях полного использования ресурсов, имеющихся в распоряжении предприятия.

Производственная мощность – величина динамичная, изменяющаяся под влиянием различных факторов. Поэтому она рассчитывается применительно к определенному периоду времени и даже календарной дате. Мощность определяется на начало планового периода – входная мощность и на конец планового периода – выходная мощность. Последняя рассчитывается до формуле:

Мк = Мн + Мс + Мр + Мо + Мнз – Мв,.

где Мк – мощность на конец планового периода: Мн – производственная мощность на начало планового периода; Мс – ввод мощностей в результате строительства новых, расширения действующих мощностей; Мр – прирост мощности вследствие реконструкции; Мо – увеличение мощности в результате технического переоснащения и проведения других организационно-технических мероприятий; Мнз – увеличение (уменьшение) мощностей вследствие изменения номенклатуры продукции; Мв – уменьшение мощности вследствие ее выбытия.

Кроме входной и выходной мощностей определяется также величина среднегодовой мощности (Мср) по формуле:

где Тс, Тр, То, Тнз, Тв – сроки действия соответствующих мощностей с момента их введения и до конца планового года. Отношение планового, или фактического выпуска продукции к величине производственной мощности называется коэффициентом использования производственной мощности (Кнз,):

где –Впл(ф) – плановый, или фактический объем производства в натуральных единицах.

Величина производственной мощности находится под влиянием различных факторов. Наибольшее влияние оказывает группа технических факторов. К ним относятся:

• количественный состав основных фондов, их структура, удельный вес активной части основных фондов;

• качественный состав основных фондов, уровень прогрессивности используемого оборудования на всех стадиях производственного процесса, насыщенность парка оборудования автоматическими станками и автоматизированными поточными линиями;

• возрастной состав оборудования с учетом морального износа, темпы обновления основных фондов;

• степень прогрессивности, механизации и автоматизации действующих технологических процессов;

• степень прогрессивности применяемых видов технологической оснастки, инструментов, приспособлений;

• степень пропорциональности по мощности (пропускной способности) между агрегатами, группами взаимозаменяемого оборудования, участками, цехами, устранение узких мест.

В состав организационных факторов входит степень специализации, концентрации, кооперирования, комбинирования производства, уровень организации производства, труда и управления. К группе экономических факторов относятся: формы оплаты труда рабочих, наличие материального стимулирования и т.д. Социальные факторы включают профессиональный, квалификационный и образовательный уровень коллектива работников предприятия и т.п.

Указанные группы факторов влияют как на величину производственной мощности, так и на уровень ее использования.

Читайте также:  Полная выходная мощность музыкального центра

Производственная мощность предприятия определяется по мощности ведущих производственных единиц, цехов, участков, агрегатов. Расчет мощности предприятия осуществляется по всем его производственным подразделениям – от группы технически однотипного оборудования к производственным участкам, от участков к цехам и т.д.

Мощность ведущего подразделения данной ступени определяет мощность подразделения следующей ступени; по мощности ведущего участка устанавливают мощность цеха и т.д. Ведущим подразделением считается такое, в котором выполняются основные технологические операции по изготовлению продукции, где затрачивается наибольшая доля живого труда и где сосредоточена значительная часть основных производственных фондов данного подразделения.

При наличии на предприятии нескольких ведущих производств, цехов, участков, агрегатов или групп оборудования его производственная мощность определяется по тем из них, которые выполняют наибольший по трудоемкости объем работ.

Производственная мощность рассчитывается по всему производственному оборудованию, закрепленному за основными цехами. В расчет принимается все наличное производственное оборудование, в том числе бездействующее в связи с неисправностью, ремонтом, модернизацией, закрепленное за цехом, участком. Не учитывается при расчете мощности резервное (находящееся на консервации) оборудование.

Режим работы предприятия как важнейшее условие расчета производственной мощности определяется исходя из числа смен работы, продолжительности рабочего дня и рабочей недели. При этом различают календарный, режимный и действительный (рабочий) фонды времени использования основных производственных фондов. Календарный фонд времени равен количеству календарных дней в плановом периоде, умноженному на 24 час. Режимный фонд времени определяется режимом производства. Он равен произведению числа рабочих дней в плановом периоде на число часов в рабочих сменах. Действительный (рабочий) фонд времени работы оборудования равен режимному за вычетом времени планово-предупредительного ремонта, рассчитанного по установленным нормам.

Расчеты использования производственных мощностей позволяют обнаружить их резервы. Критерием, определяющим необходимость развития и создания резервов производственных мощностей, является выявленная потребность в продукции и перспективное ее удовлетворение.

Источник

Определение расчетных электрических нагрузок цехов и завода в целом

Страницы работы

Содержание работы

8 Определение расчетных электрических нагрузок

цехов и завода в целом

Расчетные электрические нагрузки цехов и завода в целом определяются методом коэффициента спроса по установленным мощностям электроприемников цехов.

Исходные данные для расчета электрических нагрузок цехов и завода в целом приведены в таблице 8.1.

Расчетная мощность от силовых электроприемников определяется по формулам

где Кс – коэффициент спроса силовой нагрузки;

Руст – установленная мощность цеха, кВт.

Расчетная мощность осветительных электроприемников определяется по формуле

где Кс ос – коэффициент спроса осветительной нагрузки принимаемый по [6], стр. 336;

F – площадь цеха, м 2 ;

Руд ос – удельная мощность осветительной нагрузки цеха, Вт/м 2 принимаемая по [7], таблице 5-40.

Полная расчетная мощность цеха определяется по формуле

Рассмотрим пример расчета электрических нагрузок для авторемонтного цеха.

Руст = 2600 кВт, Кс = 0,4, tgj = 0,75 по таблице 8.1.

Расчетная мощность от силовых электроприемников механосборочного цеха равна

Расчетная мощность осветительных электроприемников механосборочного цеха равна

Полная расчетная мощность механосборочного цеха равна

Для остальных цехов завода расчет электрических нагрузок аналогичен. Результаты расчетов электрических нагрузок цехов завода приведены в таблице 8.1.

Расчетная мощность завода определяется по формулам

где КS — коэффициент совмещения максимума нагрузок, КS = 0,9;

pн i – суммарная активная мощность электроприемников до 1000 В, кВт;

SQpн i – суммарная реактивная мощность электроприемников до 1000 В, квар;

pв i – суммарная активная мощность электроприемников выше 1000 В, кВт;

SQpв i – суммарная реактивная мощность электроприемников выше 1000 В, квар;

т – потери активной мощности в трансформаторах завода, кВт;

DQт – потери реактивной мощности в трансформаторах завода, квар;

л – потери активной мощности в линиях, кВт;

DQл – потери реактивной мощности в линиях, квар;

Потери мощности в трансформаторах и линиях определяются по формулам

Определим потери в трансформаторах и линиях

Определим расчетную мощность завода

Таблица 8.1. Расчет электрических нагрузок цехов.

Источник