Добрый день уважаемые читатели. Хочу обсудить и разобрать тему, на мой взгляд одну из самых Важных при проектировании внутреннего электроснабжения того, или иного объекта строительства.
Разберем основные вопросы темы:
1. Что такое расчет электрических нагрузок и для чего он необходим?
2. Наименование и расшифровка, формулы расчета всех показателей таблицы расчета нагрузок.
3. Работа с полученными значениями.
4. Последствия неправильного расчета электрических нагрузок.
1. Что такое расчет электрических нагрузок и для чего он необходим
Итак, давайте начнем с того как выглядит расчет электрических нагрузок
Выше мы с Вами видим таблицу расчета электрических нагрузок распределительного щита мебельного магазина. Данная таблица, как не сложно догадаться, разработана в программе Excel и полностью автоматизирована для просчета того, или иного значения при меняющихся исходных данных. Основные формулы, по которым ведется расчет любого значения, должны быть отображены в пояснительной записке раздела “Расчеты”, таблица же служит удобным документом, в который сводятся все значения.
Получив все расчетные данные, мы можем верно подобрать номиналы коммутационных аппаратов, а соответственно и сечение кабелей, выстроить селективность системы электроснабжения, равномерно распределить мощностную нагрузку по каждой фазе, понимать – соответствуют ли расчетные показатели выделенной на объект мощности.
Все расчетные показатели в таблице должны быть отображены на однолинейной схеме распределительного электрощита.
2. Наименование и расшифровка всех показателей таблицы расчета нагрузок.
Давайте теперь постараемся разобраться в данной таблице и в каждом ее значении. На первом этапе проектирования создается и подготавливается основа проекта (таблички, архитектурные планы), далее наносятся места расположение розеток, силового оборудования, светильников, выключателей, и т.д – это мы разберем в следующих статьях. После уже происходит расчет. Начинаем мы с того что группируем наши потребители (объединяем один, несколько и более потребителей в группу которая будет подключаться от определенного автоматического выключателя, УЗО или диф. автомата в щите. Теперь когда мы полностью сгруппировали все потребители переходим к подсчету мощностей по каждой группе и разбираем все последующие значения верхней строки таблицы.
Руст – Установленная мощность, (кВт) – это суммарная мощность всех объединенных в одной группе потребителей.
Например: Гр.1 – розетки коридора. В коридоре предусмотрено 5 бытовых розеток каждую бытовую розетку согласно СП31.110-2003 принято брать с расчетом 0,1кВт или 100Вт (при количестве розеток свыше 100 мощность розетки берется 0,06кВт), таким образом установленная мощность пяти розеток составит 0,5кВт или 500Вт.
Кс – Коэффициент спроса – это отношение совмещенного получасового максимума нагрузки электроприемников к их суммарной установленной мощности.
Другими словами – это отношение установленной мощности к расчетной Руст/Рр
Например: для розеточных групп данный коэффициент подбирается по таблице 7.6 СП31.110-2003. Соответственно Кс = 1
Данный коэффициент следует подбирать в зависимости от вида оборудования (для каждого вида и типа он имеет разное значение) и подбирается в соответствии с разделом 7 “Расчетные электрические нагрузки” СП31.110-2003
сosφ – это расчетный коэффициент мощности потребителя, характеризующий наличие в нагрузке реактивной составляющей
Для каждого вида и типа оборудования коэффициент мощности принимается разным. Например для кондиционеров и насосов сosφ= 0,75
tg φ – расчетный коэффициент характеризующий расход реактивной энергии на расход активной энергии
tg φ = (√(1-cos²φ))/cosφ, а также tg φ= Qр/Рр
Рр – расчетная (активная) мощность, кВт – характеризует наличие в нагрузке только активной составляющей и рассчитывается как
Рр = Руст*К с.
Qр – расчетная (реактивная) мощность, квар – мощностная составляющая, которая не была передана в нагрузку, а привела к потерям на нагрев и излучение
Qр = Рр*tg φ.
Sпол. = полная мощность, кВА – это физическая величина, равная произведению действующих элементов периодического электрического тока I в цепи и напряжения U на ее зажимах.
Рассчитывается как Sпол = √(Рр² + Qр²)
И последнее самое важное значение для полного расчета группы – это расчетный ток, Iр. Здесь необходимо также понимать, что существуют потребители номиналом 220В и потребители номиналом 380В т.е однофазные и трехфазные, соответственно и формула расчета тока будет для каждого номинала напряжения своя
Формула расчета однофазного тока: Iр = Рр*1000/(220*cosφ)
Формула расчета трёхфазного тока: Iр = Рр*1000/(1,731*380*cosφ)
Когда произведен расчет по каждой группе потребителей, мы с Вами переходим на самую последнюю итоговую строку, чтобы узнать расчетные показатели в нашей системе электроснабжения.
Руст.общ – Установленная мощность общая, (кВт) – это сумма мощностей всех групп электроснабжения. Например:
Руст.суммарная = Руст.гр1+Руст.гр2+Руст.гр3+Руст.гр4+Руст.гр5
Кс.общ – Коэффициент спроса общий- среднее значение суммы всех Кс групп электроснабжения.
Например: Кс.общ = (Кс.гр1+Кс.гр2+Кс.гр3+Кс.гр4+Кс.гр5)/5
сosφ.общ – Коэффициент мощности общий – среднее значение суммы всех cosφ групп электроснабжения
Например: сosφ.общ = сosφ.общ= ΣPрасч/ ΣS
tg φ.общ – Расчетный коэффициент общий- среднее значение суммы всех tg φ групп электроснабжения
Например: tg φ = (tg φ.гр1+tg φ.гр2+tg φ.гр3+tg φ.гр4+tg φ.гр5)/5
Рр.общ – расчетная (активная) мощность общая, кВт – рассчитывается как:
Рр.общ = Руст.общ*Cosφ.общ
Qр.общ – расчетная (реактивная) мощность общая, квар – рассчитывается как: Qр.общ = Рр.общ*tg φ.общ
Sпол.общ = полная мощность общая, кВА – рассчитывается как:
Sпол.общ = √(Рр.общ² + Qр.общ²)
Для определения полного расчетного тока нам необходимо значение номинального напряжения в сети и как в предыдущем случае рассчитывается как:
Формула расчета однофазного тока:
Iр.пол = Рр.пол*1000/(220*cosφ.пол)
Формула расчета трёхфазного тока:
Iр.пол = Рр.пол*1000/(1,731*380*cosφ.пол)
3. Работа с полученными значениями.
Осуществив полный расчет всех нагрузок и тока сети мы делаем следующие действия:
– Распределяем отходящие группы по фазам, таким образом, чтобы неравномерность по расчетной нагрузке или расчетному току не превышала между самой перегруженной и самой менее загруженной фазой 15% в соответствии с требованиями СП31.110-2003. В случае если изначальное распределение не дало необходимых показателей, мы перераспределяем нагрузку по фазам до необходимых нам параметров.
– В соответствии с полученными значениями тока, по каждой группе осуществляем выбор номинала коммутационного оборудования. Главное правило – расчетный ток группы не должен превышать номинальный ток коммутационного аппарата. Чаще данное значение необходимо даже брать с запасом. Например при расчетном токе 15,6А лучше выбрать автоматический выключатель на номинал 20А, при расчетном токе 10-14А можно выбирать номинал 16А.
– Когда мы закончили подбор номинальных значений коммутационных аппаратов мы приступаем к выбору сечения кабеля для нашей группы. Например для 1-фазного автоматического выключателя на 10А достаточно медного кабеля сечением 3х1,5мм2
Главное в подборе сечения придеживаться правила, что пропускная токовая способность кабеля должна быть выше, чем пропускная токовая способность автоматического выключателя умноженная на значение 1,25
т.е Iк>Iавт.выкл*1,25
Например: мы выбрали однофазный автоматический выключатель на 16А, для него подойдет медный кабель сечением 3х2,5 пропускная способность которого 27А.
Теперь проверим это выражение: 27>16*1,25 = 27>20 – Равенство верное. Расчет кабеля выполнен верно.
– Завершаем наши расчеты подбором вводного выключателя. Значение его номинала должно быть в соответствии с значением мощности выделенной на данный объект. Например: для 15кВт выделенной мощности на квартиру/дом и напряжении 380В – равен трехфазный автоматический выключатель номиналом 25А. Из этого следует, что отходящие однофазные выключатели на группы не должны превышать значения 20А, также как и трехфазные автоматические выключатели. При таких условиях полностью выполняется селективность управления нагрузкой.
Все расчетные показатели, такие как: Руст, Рр, сosφ, Кс, Sр, Iр. – необходимо в обязательном порядке отобразить в однолинейной схеме распределительного щита. Также распределение нагрузок по фазам в процентном отношении тоже необходимо отобразить в однолинейной схеме.
4. Последствия неправильного расчета электрических нагрузок.
Теперь давайте обсудим заключительный вопрос нашей темы – какие следуют последствия при неверных расчетах?
-При неравномерной нагрузке по фазам некоторое оборудование может работать с отклонением от заданных номинальных параметрах, что приводит к их значительному снижению ресурса и ранней поломке. Например этому более подвержены трехфазные электродвигатели.
-При неправленом подборе номинала автоматического выключателя, потребитель может работать с постоянными перерывами, или вовсе не осуществлять запуск. Также мы не разобрали вопрос подбора характеристик автоматического выключателя, об этом мы поговорим в следующих статьях, это отдельная тема требующая внимания.
-При неправильном подборе сечения кабеля (например токовая пропускная способность сечения меньше чем токовая пропускная способность коммутационного аппарата) есть риски его выхода из строя, а также поломке коммутационно аппарата, т.к такой кабель будет подвержен постоянному нагреву, которое проявляется больше всего в месте соединения с коммутационным аппаратом. При этом не исключается возможность дальнейшего возгорания с переходом в пожар.
– При неправильной селективности коммутационных аппаратов возможна некорректная работа электроснабжения. Например при перегрузке или коротком замыкании будет выключаться не групповой автоматический выключатель, а вводной, тем самым обесточивая все отходящие группы.
Уважаемые читатели возможно какие-то моменты по ходу разбора я упустил, какие-то требуют отдельного внимания и разбора, прошу не судить строго. К вопросам проектирования и монтажа систем электроснабжения необходимо относиться с огромной ответственностью.
В следующей статье мы постараемся разобрать не менее важные вопросы расчетов, монтажа и проектирования электроснабжения.
1.1. Основныеметоды
Первым этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование системы электроснабжения, определяют потери мощности и электроэнергии. От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты на систему электроснабжения, эксплуатационные расходы, надежность работы электрооборудования.
К основным методам расчета электрических нагрузок относятся следующие:
1) по установленной мощности и коэффициенту спроса:
2) по средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузок:
3) по средней мощности и коэффициенту максимума (метод упорядоченных диаграмм показателей графиков нагрузок):
4) по средней мощности и отклонению расчетной нагрузки от средней (статистический метод):
где β – принятая кратность меры рассеяния; σ– среднеквадратичное отклонение.
В настоящем учебном пособии рассмотрены первый и третий методы расчета электрических нагрузок.
Первый метод расчета, выполняемый по формуле ( 1.1), дает приближенные результаты и в основном используется для предварительных расчетов. Однако следует учитывать, что шаг стандартных сечений мощностей силовых трансформаторов и т. д. значительно больше, чем ошибка в расчетах. По этой причине вполне возможно применение метода определения нагрузки и по коэффициенту спроса [5].
Третий метод, выполняемый по формуле (1.3), наиболее точен и применяется для расчета нагрузок на всех ступенях системы электроснабжения, но при условии наличия данных о каждом приемнике узла.
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-9- |
1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.2. Определениерасчетныхнагрузокцехов поустановленноймощностиикоэффициентуспроса
Расчетная нагрузка (активная и реактивная) силовых приемников цеха определяется из соотношений:
|
Рр = Кс Рн ; QрР= p tgϕ, |
(1.5) |
где Рн – суммарная установленная мощность всех приемников цеха принимается по исходным данным; Кс – средний коэффициент спроса, принимае-
мый по справочным данным [3, 4]. или по табл. 1.1 в зависимости от коэффициента использования Ки ; tgϕ – соответствующий характерному для прием-
ников данного цеха средневзвешенному значению коэффициента мощности.
Расчетная нагрузка осветительных приемников цеха обычно определяется по установленной мощности и коэффициенту спроса:
где Ксо – коэффициент спроса, для освещения, принимаемый по табл. 1.2. или по справочным данным [3, 4]; Рно – установленная мощность приемни-
ков электрического освещения.
Величина Рно может находиться по формуле:
где Рудо – удельная нагрузка, Вт/м2 площади пола цеха (табл. 1.3); F – площадь пола цеха, определяемая по генплану.
Для осветительной установки с газоразрядными лампами расчетная реактивная нагрузка определяется по формуле
где tgϕ − коэффициент мощности источников света (табл. 1.4).
Полная расчетная мощность силовых и осветительных приемников цеха (табл. 1.5) определяется из соотношения
|
S |
= |
(P + P )2 |
+Q2 |
+Q . |
(1.9) |
|
|
p ро |
p p ро |
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-10- |
1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.2. Определение расчетных нагрузок цеховпо установленной мощности икоэффициенту спроса
Приемники напряжением выше 1000 В цеха учитываются отдельно (табл. 1.5). Расчетные активная и реактивная мощности групп приемников выше 1000 В определяются из соотношений:
Рр = Кс Рн ;
Qр = Pр tgϕ,
а полная − из выражения
Sp = 
Pp2 +Qp2 .
Суммарные расчетные активные и реактивные нагрузки потребители: 0,38/0,22 кВ и 6−10 кВ в целом по заводу определяются суммированием с о- ответствующих нагрузок цехов (табл. 1.5).
Пример 1.1. Рассчитать нагрузку цехов завода по установленной мощности и коэффициенту спроса. Исходные данные для расчета приведены в табл. 1.6. Для освещения цехов используются лампы накаливания.
Решение. Расчет производим на примере инструментального цеха предприятия.
Рассчитываем активную, реактивную и осветительную нагрузки по формулам (1.5), (1.6), (1.7), (1.9):
Рр = Кс Рн = 0,7 700 = 490 кВт; Qр = Pр tgϕ= 490 0,75 =367,5 кВт;
Рно = Pуд.о F = 0,015 12000 =180 кВт; Рро = Рно Ксо =180 0,95 =171кВт;
|
S |
= |
(P + P )2 |
+Q2 |
= (490 +171)2 +367,52 = 756,29 кВ∙А. |
||
|
p ро |
p p |
Результаты расчета заносим в табл. 1.5. Нагрузка остальных цехов предприятия рассчитывается аналогично, записывается в табл. 1.5, после чего находится итоговая нагрузка потребителей энергии 0,4 и 6−10 кВ.
Расчет нагрузок этим методом можно производить с помощью ПЭВМ.
Расчет примера 1.1 с помощью Microsoft Excel.
Создание электронного бланка. Вместо результатов расчетов в соответствующих ячейках высвечиваются введенные формулы. Для этого необходимо воспользоваться возможностями Microsoft Excel и установить режим просмотра формул, отметив флажком окошко Формулы в окне диалога Сер-
вис/Параметры/Вид (рис. 1.1).
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-11- |
1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.2. Определение расчетных нагрузок цеховпо установленной мощности икоэффициенту спроса
Рис. 1.1. Диалоговое окно параметры (меню Сервис)
В результате на экране будет создан электронный бланк расчетов.
Результаты расчетов. Представлены результаты расчетов в виде чисел (убрать режим просмотра формул). Лист должен выглядеть следующим образом.
Задание 1.1. Рассчитать нагрузку цехов предприятия по установленной мощности и коэффициенту спроса. Исходные данные для различных вариантов приведены в табл. 1.10, табл. 1.11, табл. 1.12.
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-12- |
1.РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.3.Определениерасчетнойнагрузкипосреднеймощности
икоэффициентумаксимума(методупорядоченныхдиаграмм)
По этому методу расчетная активная нагрузка группы приемников с переменным графиком нагрузки может быть определена по средней мощности и коэффициенту максимума
|
Рр = Км Ки Рн = Км Рсм , |
(1.10) |
|
где Ки − определяется по по справочникам [3, 4]; Км |
− находятся по |
табл. 1.6 или по кривым [3, 6] в зависимости от Ки и эффективного числа электроприемников пЭ; Рн − суммарная номинальная мощность однотипных приемников; Рсм − средняя активная мощность за наиболее загруженную
смену.
Под эффективным числом группы электроприемников с различной установленной мощностью и разными режимами работы понимают такое число приемников, одинаковых по мощности и однородных по режиму работу, которое обеспечивает ту же величину расчетной нагрузки, что и рассматриваемая группа различных по мощности и режиму работы электроприемников. Это число находят из выражения
|
п |
|||||||
|
( ∑Рнi |
)2 |
||||||
|
п |
э |
= |
п |
, |
(1.11) |
||
|
n |
|||||||
|
∑Pн2i |
|||||||
|
1 |
где в числителе стоит квадрат суммы номинальных мощностей всех приемников группы, а в знаменателе − сумма квадратов этих мощностей.
Эффективное количество электроприемников может быть принято равным фактическому их количеству (пЭ = п) в следующих случаях:
а) когда мощность всех приемников одинакова; б) при коэффициенте использования Ки > 0,8;
в) когда выполняются соотношения (табл. 1.7) между коэффициентом использования и величиной отношения
|
т = |
Рн |
max |
, |
(1.12) |
|
Р |
||||
|
min |
||||
|
н |
где Рн max, Рн min − соответственно номинальные активные мощности (кВт) наибольшего и наименьшего электроприемников в группе.
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-13- |
1.РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.3.Определение расчетной нагрузки по средней мощности и коэффициенту максимума
При определении Рн min должны быть исключены наиболее мелкие электроприемники, суммарная мощность которых не превышает 5 % мощности всей группы приемников.
Если указанные условия не выполняются, что наблюдается при т > 3, а Ки < 0,2, эффективное количество электроприемников определяют в зависимости от относительных величин Р0, п0, вычисляемых по формулам:
|
п |
|||||||||
|
Р = |
∑1 Рн1 |
; |
п |
= |
п1 |
, |
(1.13) |
||
|
1 |
о |
||||||||
|
п |
|||||||||
|
о |
п |
||||||||
|
∑Рн |
|||||||||
|
1 |
п
где п − общее количество электроприемников группы; ∑Рн − суммарная
1
номинальная мощность всей группы, кВт; п1 − количество приемников в группе, номинальная мощность каждого из которых больше или равна поло-
п1
вине номинальной мощности наиболее мощного приемника в группе; ∑Рн1
1
− сумма номинальных мощностей этих приемников, кВт.
При т > 3 и Ки ≥ 0,2 эффективное количество приемников
п
2∑Рнi
|
п = |
1 |
. |
(1.14) |
|
|
Р |
||||
|
Э |
max |
|||
|
н |
Если найденное по формуле (1.12) пЭ окажется большим, чем фактическое, следует принять пЭ = п.
В зависимости от коэффициента использования Ки и эффективного количества приемников по табл. 1.6 определяют коэффициент максимума.
Для электроприемников повторно-кратковременного режима работы (ПКР) паспортную мощность приводят к номинальной длительной мощности с относительной продолжительностью включения, равной 100 % (ПВ = 100 %):
где Рн пасп − паспортная номинальная мощность электроприемника; ПВ −
паспортные данные об относительной продолжительности включения. Средняя реактивная нагрузка группы электроприемников
|
Qр = Pр tgϕсв , |
(1.16) |
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-14- |
1.РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.3.Определение расчетной нагрузки по средней мощности и коэффициенту максимума
здесь tgϕсв − средневзвешенное значение тангенса угла сдвига фаз между то-
ком и напряжением, определяемое по средневзвешенному значению коэффициента мощности (cosϕсв ). В свою очередь, средневзвешенное значение
|
п |
|||||
|
∑1 |
Рнi |
cosϕнi |
|||
|
cosϕсв = |
1 |
, |
(1.17) |
||
|
п |
|||||
|
∑Рнi |
|||||
|
1 |
где cosϕнi − номинальное значение коэффициента мощности i-го электро-
приемника.
Расчетную реактивную мощность находят из следующих условий:
|
п |
||
|
при пЭ ≤ 10 |
QP =1,1∑Qci ; |
(1.18) |
|
1 |
||
|
п |
||
|
при пЭ > 10 |
QP = ∑Qci , |
(1.19) |
|
1 |
где Qсi − средние реактивные мощности электроприемников.
Пример 1.2. Определить нагрузку методом упорядоченных диаграмм расчетную ремонтно-механического цеха с площадью 1800 м2. Ведомость электрических нагрузок цеха приведена в табл. 1.8.
Решение. Все рабочие приемники цеха разбиваем по характерным группам с одинаковыми коэффициентами использованияКи и коэффициентами мощности cosϕ с выделением групп приемников с переменным (группа А К−и < 0,6)
и мало меняющимся (группа Б −Ки ≥ 0,6) графиками нагрузки. (табл. 1.9). Расчетные нагрузки (активная и реактивная) приемников группы А
в целом по цеху определяем из выражений
РР = Км ΣРсм ; QРК= мрQΣ см ,
где ΣРсм (ΣQсм ) − суммарная средняя активная (реактивная) мощность приемников группы А за наиболее загруженную смену; Км − коэффициент мак-
симума активной мощности.
Величину Км находим по кривым Км = f (nn ) или по табл. 1.6 при Ки = 0,1−0,9 в зависимости от величины средневзвешенного значения коэффициента использования Ки и приведенного числа приемников nn .
Величину Ки определяем из выражения
|
К |
и |
= |
ΣРсм , |
(1.20) |
|
ΣР |
||||
|
н |
||||
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-15- |
1.РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.3.Определение расчетной нагрузки по средней мощности и коэффициенту максимума
где ΣРн − суммарная установленная мощность приемников группы А с приведением к ПВ = 100 %.
Величину nЭ определяем из выражения
|
п |
= |
2ΣРн |
, |
(1.21) |
|
|
Р |
|||||
|
Э |
|||||
|
н max |
где Рн макс − номинальная активная мощность наибольшего приемника
группы А, так как отношение т = Рн max / Рн mix >3 и Ки > 0,2.
Расчетные нагрузки (активная и реактивная) приемников группы Б в целом по цеху определяем из выражений:
Рр = ΣРсм ; Qр = ΣQсм ,
где ΣРсм (ΣQсм ) − суммарная средняя активная (реактивная) мощность приемников группы Б за наиболее загруженную смену.
Величины ΣРсм (ΣQсм ) по группам А и Б в целом определяем суммиро-
ванием средних активных (реактивных) мощностей характерных групп приемников, входящих в группы А и Б, определяемых из выражений:
|
Р = К |
и |
Р ; |
QР = |
см |
tgϕ, |
|
см |
н |
см |
где Рн − суммарная установленная мощность характерной группы приемников, приведенная к ПВ = 100 %; Ки − групповой коэффициент использования активной мощности за наиболее загруженную смену; tgϕ − соответствует
характерному для данной группы приемников средневзвешенному значению коэффициента мощности (cosϕ принимается по справочным данным для ка-
ждой характерной группы приемников).
Для приемников повторно-кратковременного режима работы (кранбалки, сварочные аппараты) паспортную мощность приводим к номинальной длительной мощности при ПВ = 100 % по формуле
Рн = Рпасп 
ПВпасп ,
где Рпасп , кВт, ПВпасп − паспортные данные о мощности и относительной продолжительности включения приемника, отн. ед.
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-16- |
1.РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.3.Определение расчетной нагрузки по средней мощности и коэффициенту максимума
Расчетные активные и реактивные нагрузки силовых приемников по цеху в целом определяем суммированием соответствующих нагрузок группы А и Б согласно выражениям:
|
Рр = (Км ΣРсм)А+(ΣРсм)Б; |
||
|
QК= ( Q ΣА ) Q+(ΣБ ) . |
||
|
р |
м см |
см |
Расчетную нагрузку осветительных приемников цеха определяем аналогично приведенному в параграфе 1.2 расчету.
Приведем пример расчета по группе металлорежущих станков. Определим величину отношения между номинальной максимальной и
номинальной минимальной мощностями:
|
т = |
Рн |
max |
= |
33,28 |
=55,47 . |
|
|
Р |
min |
0,6 |
||||
|
н |
Зная коэффициент использования и номинальную нагрузку всех потребителей, определим среднюю нагрузку за максимально загруженную смену:
Рсм = Ки Рн = 0,14 416,346 =58,3 кВт;
QР = tgϕ=58,3 1,73 =101 квар.
см см
Определим приведенное число приемников в группе:
|
п = |
2ΣРн |
= |
2 685 |
=31. |
|
|
Р |
45 |
||||
|
э |
|||||
|
н max |
По табл. 1.3 [3] по пп и Ки определяем Км = 1,34.
Рр = Кv ΣРсм =1,34 125,7+ =168 кВт;
QР = ΣQсм , так как пп >10 и m > 4.
Аналогично рассчитываем нагрузку по другим группам электроприемников. Результаты расчета заносим в табл. 1.9.
После расчета группы приемников А и Б необходимо определить полную нагрузку цеха. Для этого нужно знать нагрузку от освещения. По табл. 1.3 находим удельную осветительную нагрузку на площадь цеха:
|
Р |
= 14,3 Вт/м2; |
F =1800 м2; |
Р =14,3 1800 = 25,7 кВт. |
|
удо |
цеха |
но |
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-17- |
1.РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
1.3.Определение расчетной нагрузки по средней мощности и коэффициенту максимума
Для ремонтно-механического цеха (табл. 1.2) Кс о = 0,85.
Рро = 25,7 0,85 = 22 кВт.
Зная расчетные нагрузки по цеху (табл. 1.9), определим полную расчетную нагрузку
Sp = 
413,22 + 288,952 =504,21 кВ∙А.
Средневзвешенный коэффициент спроса Кс силовых приемников цеха определяется из соотношения:
|
К |
с |
= |
Рр |
= |
391,2 |
= 0,4 . |
|
|
ΣР |
984,1 |
||||||
|
н |
Все расчеты сведены в табл. 1.9.
Задание № 1.2. Определить расчетную нагрузку цеха методом упорядоченных диаграмм. Исходные данные для различных вариантов приведены в табл. 1.13.
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-18- |
1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
|
Значения коэффициента спроса Кс в зависимости от коэффициента использования Ки |
Таблица 1.1 |
||||||||||
|
Ки |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
|||||
|
Кс |
0,5 |
0,6 |
0,65−0,7 |
0,75−0,8 |
0,85−0,9 |
0,92−0,95 |
|||||
|
Коэффициент Ксо осветительных нагрузок |
Таблица 1.2 |
||||||||||
|
Мелкие производственные здания и торговые помещения |
1 |
||||||||||
|
Производственные здания, состоящие из отдельных крупных пролетов |
0,95 |
||||||||||
|
Производственные здания, состоящие из отдельных помещений |
0,85 |
||||||||||
|
Библиотеки, административные здания, предприятия общественного питания |
0,9 |
||||||||||
|
Лечебные, детские и учебные учреждения, конторско-бытовые и лабораторные здания |
0,8 |
||||||||||
|
Складские здания непроизводственного назначения |
0,6 |
||||||||||
|
Аварийное освещение |
1 |
||||||||||
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-19- |
1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Таблица 1.3 Ориентировочные удельные плотности нагрузок на 1м2 полезной площади производственных зданий
|
Цех, корпус, завод |
Плотность нагрузки, Вт/м2 |
|
|
силовой |
осветительной − при |
|
|
лампах накаливания |
||
|
Цехи: |
||
|
литейные и плавильные |
230−370 |
12−19 |
|
термообрубные и скрапоразделочные |
260−280 |
12−19 |
|
механические и сборочные |
300−580 |
11−16 |
|
механосборочные |
280−390 |
12−19 |
|
электросварочные и термические |
300−600 |
13−15 |
|
металлоконструкций |
350−390 |
11−13 |
|
инструментальные |
330−560 |
15−16 |
|
деревообрабатывающие и модельные |
75−140 |
14−17 |
|
блоки вспомогательных цехов |
260−300 |
17−18 |
|
Инженерные корпуса |
270−330 |
16−20 |
|
Центральные заводские лаборатории |
130−290 |
20−27 |
|
Заводы: |
||
|
горно-шахтного оборудования |
400−420 |
10−13 |
|
бурового оборудования и гидрооборудования |
260−330 |
14−15 |
|
краностроения |
330−350 |
10−11 |
|
нефтеаппаратуры |
220−270 |
17−18 |
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-20- |
1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Таблица 1.4 Коэффициент мощности осветительной нагрузки и потери в пускорегулирующих аппаратах (ПРА)
|
Источники света и характеристика ПРА |
Коэффициент |
Потери в ПРА*, % |
|
|
мощности |
|||
|
Люминесцентные лампы с дросселями без конденсаторов для по- |
0,5 |
20/30** |
|
|
вышения коэффициента мощности |
|||
|
Лампы типа ДРЛ с ПРА без конденсаторов |
0,57 |
10 |
|
|
Люминесцентные лампы с ПРА по двухламповой схеме с конденса- |
0,9 |
20/30** |
|
|
торами для повышения коэффициента мощности |
|||
* Потери мощности в ПРА (в процентах к установленной мощности ламп). Учитываются при определении
расчетной нагрузки.
** В числителе − потери мощности в ПРА для люминесцентных ламп со стартерной схемой, в знаменателе − для ламп, включенных по бесстартерной схеме.
Таблица 1.5
Определение расчетных нагрузок завода по установленной мощности и коэффициенту спроса
|
№ по |
Силовая нагрузка |
Осветительная нагрузка |
Силовая и осветительная |
|||||||||||
|
Наименование по- |
нагрузка |
|||||||||||||
|
ген. |
||||||||||||||
|
Рн, |
cos ϕ |
Рр, |
Qр, |
F, |
Рудо, |
Рн о, |
Рр о, |
Рр + Рр о, |
Qр, |
Sр, |
||||
|
плану |
требителя |
Кс |
Кс 0 |
|||||||||||
|
кВт |
tgϕ |
кВт |
квар |
м2 |
кВт/м2 |
кВт |
кВт |
кВт |
квар |
кВ∙А |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
Потребители энергии 0,38 кВ |
||||||||||||||
|
1 |
Инструментальный |
700 |
0,7 |
0,8/ |
490 |
367,5 |
12000 |
0,015 |
180 |
0,95 |
171 |
661 |
367,5 |
756,29 |
|
цех |
0,75 |
|||||||||||||
|
2 |
Термический цех |
900 |
0,6 |
0,8/ |
540 |
404 |
12000 |
0,013 |
156 |
0,95 |
148 |
688 |
404 |
795 |
|
0,75 |
||||||||||||||
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-21- |
1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Окончание табл. 1.5
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
||||||||
|
3 |
Литейный цех |
2800 |
0,6 |
0,8/ |
1680 |
1260 |
7000 |
0,012 |
84 |
0,95 |
80 |
1760 |
1260 |
2140 |
||||||||
|
0,75 |
||||||||||||||||||||||
|
4 |
Насосная |
400 |
0,7 |
0,8/ |
280 |
210 |
900 |
0,012 |
10,8 |
0,85 |
9,2 |
289,2 |
210 |
357 |
||||||||
|
0,75 |
||||||||||||||||||||||
|
5 |
Компрессорная |
300 |
0,5 |
0,7/ |
150 |
156 |
2700 |
0,012 |
32,4 |
0,85 |
27,5 |
177,5 |
156 |
238 |
||||||||
|
1,02 |
||||||||||||||||||||||
|
6 |
Электроцех |
500 |
0,5 |
0,8/ |
250 |
187 |
2000 |
0,012 |
24 |
0,85 |
20,4 |
270,4 |
187 |
328 |
||||||||
|
0,75 |
||||||||||||||||||||||
|
7 |
Склад готовой про- |
135 |
0,3 |
061/ |
40,5 |
58,5 |
12000 |
0,005 |
60 |
0,6 |
36 |
76,5 |
58,5 |
96,2 |
||||||||
|
дукции |
1,3 |
|||||||||||||||||||||
|
8 |
Сборочный цех |
1700 |
0,7 |
0,8/ |
1190 |
890 |
32000 |
0,012 |
384 |
0,95 |
364,8 |
1554,8 |
890 |
1780 |
||||||||
|
0,75 |
||||||||||||||||||||||
|
9 |
Заводоуправление |
90 |
0,8 |
0,8/ |
72 |
54 |
4500 |
0,019 |
85,5 |
0,8 |
68,4 |
140,4 |
54 |
151 |
||||||||
|
0,75 |
||||||||||||||||||||||
|
Итого по 0,38 кВ |
7525 |
4692,5 |
3586,5 |
1016,7 |
925,3 |
5617,8 |
3586,5 |
6665 |
||||||||||||||
|
Потребители энергии 10 кВ |
||||||||||||||||||||||
|
4 |
Насосная (СД) |
1460 |
0,7 |
0,8/ |
1020 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
1020 |
– |
1020 |
||||||||
|
0,75 |
||||||||||||||||||||||
|
5 |
Компрессорная |
1480 |
0,5 |
0,7/ |
740 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
740 |
– |
740 |
||||||||
|
(СД) |
1,02 |
|||||||||||||||||||||
|
Итого по 10 кВ |
1940 |
1760 |
1760 |
1760 |
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-22- |
1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Таблица 1.6
Коэффициенты максимума Км в зависимости от коэффициента использования Ки и эффективного числа электроприемников пЭ
|
пЭ |
Коэффициент использования Ки |
|||||||||
|
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
4 |
3,43 |
3,11 |
2,64 |
2,14 |
1,87 |
1,65 |
1,46 |
1,29 |
1,14 |
1,05 |
|
5 |
3,23 |
2,87 |
2,42 |
2,0 |
1,76 |
1,57 |
1,41 |
1,26 |
1,12 |
1,04 |
|
6 |
3,04 |
2,64 |
2,24 |
1,88 |
1,66 |
1,51 |
1,37 |
1,23 |
1,10 |
1,04 |
|
7 |
2,88 |
2,48 |
2,10 |
1,80 |
1,58 |
1,45 |
1,33 |
1,21 |
1,09 |
1,04 |
|
8 |
2,72 |
1,31 |
1,99 |
1,72 |
1,52 |
1,40 |
1,30 |
1,20 |
1,08 |
1,04 |
|
9 |
2,56 |
2,20 |
1,90 |
1,65 |
1,47 |
1,37 |
1,28 |
1,18 |
1,08 |
1,03 |
|
10 |
2,42 |
2,10 |
1,84 |
1,60 |
1,43 |
1,34 |
1,26 |
1,16 |
1,07 |
1,03 |
|
12 |
2,24 |
1,96 |
1,75 |
1,52 |
1,36 |
1,28 |
1,23 |
1,15 |
1,07 |
1,03 |
|
14 |
2,10 |
1,85 |
1,67 |
1,45 |
1,32 |
1,25 |
1,20 |
1,13 |
1,07 |
1,03 |
|
16 |
1,99 |
1,77 |
1,61 |
1,41 |
1,28 |
1,23 |
1,18 |
1,12 |
1,07 |
1,03 |
|
18 |
1,91 |
1,70 |
1,55 |
1,37 |
1,26 |
1,21 |
1,16 |
1,11 |
1,06 |
1,03 |
|
20 |
1,84 |
1,65 |
1,50 |
1,34 |
1,24 |
1,20 |
1,15 |
1,11 |
1,06 |
1,03 |
|
25 |
1,71 |
1,55 |
1,40 |
1,28 |
1,21 |
1,17 |
1,14 |
1,10 |
1,06 |
1,03 |
|
30 |
1,62 |
1,46 |
1,34 |
1,24 |
1,19 |
1,16 |
1,13 |
1,10 |
1,05 |
1,03 |
|
35 |
1,56 |
1,41 |
1,30 |
1,21 |
1,17 |
1,15 |
1,12 |
1,09 |
1,05 |
1,02 |
|
40 |
1,50 |
1,37 |
1,27 |
1,19 |
1,15 |
1,13 |
1,12 |
1,09 |
1,05 |
1,02 |
|
45 |
1,45 |
1,33 |
1,25 |
1,17 |
1,14 |
1,12 |
1,11 |
1,08 |
1,04 |
1,02 |
|
50 |
1,40 |
1,30 |
1,23 |
1,16 |
1,14 |
1,11 |
1,10 |
1,08 |
1,04 |
1,02 |
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-23- |
1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Окончание табл. 1.6
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
60 |
1,32 |
1,21 |
1,19 |
1,14 |
1,12 |
1,11 |
1,09 |
1,07 |
1,03 |
1,02 |
|
70 |
1,27 |
1,22 |
1,17 |
1,12 |
1,10 |
1,10 |
1,09 |
1,06 |
1,03 |
1,02 |
|
80 |
1,25 |
1,20 |
1,15 |
1,11 |
1,10 |
1,10 |
1,08 |
1,06 |
1,03 |
1,02 |
|
90 |
1,23 |
1,18 |
1,13 |
1,10 |
1,09 |
1,09 |
1,08 |
1,05 |
1,02 |
1,02 |
|
100 |
1,21 |
1,17 |
1,12 |
1,10 |
1,08 |
1,08 |
1,07 |
1,05 |
1,02 |
1,02 |
|
120 |
1,19 |
1,16 |
1,12 |
1,09 |
1,07 |
1,07 |
1,07 |
1,05 |
1,05 |
1,02 |
|
140 |
1,17 |
1,15 |
1,11 |
1,08 |
1,06 |
1,06 |
1,06 |
1,05 |
1,02 |
1,02 |
|
160 |
1,16 |
1,13 |
1,10 |
1,08 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,04 |
1,02 |
1,02 |
|
180 |
1,16 |
1,12 |
1,10 |
1,08 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,04 |
1,01 |
1,01 |
|
200 |
1,15 |
1,12 |
1,09 |
1,07 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,04 |
1,01 |
1,01 |
|
220 |
1,14 |
1,12 |
1,08 |
1,07 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,04 |
1,01 |
1,01 |
|
240 |
1,14 |
1,11 |
1,08 |
1,07 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,03 |
1,01 |
1,01 |
|
260 |
1,13 |
1,11 |
1,08 |
1,06 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,03 |
1,01 |
1,01 |
|
280 |
1,13 |
1,10 |
1,08 |
1,06 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,03 |
1,01 |
1,01 |
|
300 |
1,12 |
1,10 |
1,07 |
1,06 |
1,04 |
1,04 |
1,04 |
1,03 |
1,01 |
1,01 |
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-24- |
1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Таблица 1.7
Соотношения между коэффициентом использования Ки и величиной отношения т, при которых допускается принимать пЭ = п
|
КИ |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
|
т |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
5,0 |
6,5 |
8,0 |
10,0 |
Таблица 1.8
Ведомость электрических нагрузок ремонтно-механического цеха (РМЦ)
|
№ по |
Наименование отделения цеха и производственного |
Кол-во, |
Установленная |
Ки |
cos φ |
|
плану |
|||||
|
цеха |
механизма |
шт. |
мощность, кВт |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Механическое отделение |
|||||
|
1 |
Токарно-винторезный станок 1К62 |
5 |
11,25 |
0,14 |
0,5 |
|
2 |
Токарно-винторезный станок 1Б61 |
4 |
4,625 |
0,14 |
0,5 |
|
3 |
Токарно-винторезный станок 1А61617 |
1 |
4,6 |
0,14 |
0,5 |
|
4 |
Токарно-револьверный станок 1П326 |
3 |
5,475 |
0,14 |
0,5 |
|
5 |
Долбежный станок 1А420 |
3 |
3,8 |
0,14 |
0,5 |
|
6 |
Токарно-строгальный станок 7М37 |
3 |
11 |
0,14 |
0,5 |
|
7 |
Универсальный фрезерный станок 6В75 |
3 |
1,7 |
0,14 |
0,5 |
|
8 |
Горизонтально-фрезерный станок 6М80Г |
1 |
3,525 |
0,14 |
0,5 |
|
9 |
Вертикально-фрезерный станок 6 М12П |
2 |
12,925 |
0,14 |
0,5 |
|
10 |
Зубофрезерный станок 53301 |
4 |
0,725 |
0,14 |
0,5 |
|
11 |
Круглошлифовальный станок 3А164 |
1 |
19,45 |
0,14 |
0,5 |
|
12 |
Плоскошлифовальный станок 3740 |
2 |
12,65 |
0,14 |
0,5 |
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-25- |
1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Продолжение табл. 1.8
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
13 |
Вертикально-сверлильный станок |
4 |
2,925 |
0,14 |
0,5 |
|
14 |
Радиально-сверлильный станок 2А55 |
2 |
6,925 |
0,14 |
0,5 |
|
15 |
Настольно-сверлильный станок 2А106 |
7 |
0,6 |
0,14 |
0,5 |
|
16 |
Координатно-расточный станок |
2 |
6,52 |
0,14 |
0,5 |
|
17 |
Карусельный станок 1531М |
1 |
33,28 |
0,14 |
0,5 |
|
18 |
Универсально-заточный станок 3641 |
4 |
1,25 |
0,14 |
0,5 |
|
19 |
Кран-балка 2 т |
2 |
4,85 |
0,2 |
0,6 |
|
20 |
Вентилятор |
5 |
147,0 |
0,65 |
0,8 |
|
Заготовительно-сварочное отделение |
|||||
|
21 |
Отрезной станок 872А |
1 |
1,95 |
0,14 |
0.5 |
|
22 |
Ножницы Н474 |
2 |
7,0 |
0.14 |
0.5 |
|
23 |
Пресс правильный ПА415 |
2 |
14,0 |
0.14 |
0.5 |
|
24 |
Пресс кривошипный К217 |
1 |
10 |
0.14 |
0.5 |
|
25 |
Пресс листогибочный 4135 |
1 |
15,7 |
0,14 |
0.5 |
|
26 |
Настольно-сверлильный станок НС-12Н |
5 |
0,6 |
0.14 |
0.5 |
|
27 |
Обдирочно-шлифовальный станок 3М634 |
3 |
2,8 |
0,14 |
0.5 |
|
28 |
Радиально-сверлильный станок 2А55 |
2 |
6,925 |
0.14 |
0.5 |
|
29 |
Труборазрезный станок С246А |
1 |
2,8 |
0,14 |
0.5 |
|
30 |
Преобразователь сварочный ПСО-500 |
2 |
22 |
0,1 |
0,6 |
|
31 |
Машина электросварочная МТМ-75 М |
1 |
75 кВ·А |
0,3 |
0,6 |
|
32 |
Машина электросварочная точечная МШМ-25М |
1 |
25 кВ∙А |
0,3 |
0,6 |
|
33 |
Трансформатор сварочный СТН-350 |
4 |
25 кВ∙А |
0,3 |
0,6 |
|
34 |
Кран мостовой 5 т |
1 |
24,2 |
0,2 |
0,6 |
|
35 |
Вентилятор |
3 |
10 |
0,65 |
0,8 |
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-26- |
1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Окончание табл. 1.8
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Кузнечное отделение |
|||||
|
36 |
Молот пневматический МБ412 |
1 |
10 |
0.14 |
0.5 |
|
37 |
Обдирочно-точильный станок 3М614 |
2 |
2,8 |
0.14 |
0.5 |
|
38 |
Горно двухогневое коксовое |
1 |
0,8 |
0.8 |
0.95 |
|
39 |
Электропечь сопротивления И-45 |
1 |
45 |
0,8 |
0,95 |
|
40 |
Печь нагревательная |
1 |
45 |
0,8 |
0,95 |
|
41 |
Кран-балка 2 т |
1 |
4,85 |
0,2 |
0,6 |
|
42 |
Вентилятор дутьевой |
1 |
1,2 |
0,65 |
0,8 |
|
43 |
Вентилятор |
1 |
4,5 |
0,65 |
0,8 |
|
Термическое отделение |
|||||
|
44 |
Электропечь сопротивления ПИ-31 |
2 |
24 |
0,8 |
0,95 |
|
45 |
Шкаф сушильный Ш-0,5 |
1 |
1,1 |
0,8 |
0,95 |
|
46 |
Электропечь сопротивления Н-15 |
1 |
15 |
0,8 |
0,95 |
|
47 |
Электропечь сопротивления ОКБ-194А |
2 |
19 |
0,8 |
0,95 |
|
48 |
Электропечь ванна ОП-60/15 |
1 |
22 |
0,8 |
0,95 |
|
49 |
Муфельная печь П-6 |
2 |
2,2 |
0,8 |
0,95 |
|
50 |
Вентилятор |
2 |
2,28 |
0,65 |
0,8 |
|
51 |
Вентилятор |
2 |
7,0 |
0,65 |
0,8 |
|
Гальваническое отделение |
|||||
|
52 |
Сушильный шкаф |
2 |
10 |
0,8 |
0,95 |
|
53 |
Селеновый выпрямитель ВСМР |
2 |
22 |
0,7 |
0,95 |
|
54 |
Полировочный станок С42-А |
1 |
3,2 |
0.1 |
0.5 |
|
55 |
Вентилятор |
3 |
4,5 |
0,65 |
0,8 |
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-27- |
1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Таблица 1.9
Определение расчетных нагрузок 380/220 В ремонтно-механического цеха
|
приемников |
Установленная |
Средняя на- |
|||||||||||||||||
|
и групп |
т = Рн |
min |
Ки |
tgϕ |
смену |
пЭ |
Км |
||||||||||||
|
ПВ = 100 %, кВт |
|||||||||||||||||||
|
Наименование |
мощность, |
грузка за |
Расчетная |
||||||||||||||||
|
узлов питания |
приведенная к |
Рн |
максимально |
нагрузка |
|||||||||||||||
|
max |
cos ϕ |
загруженную |
|||||||||||||||||
|
приемников |
во |
||||||||||||||||||
|
электроэнергии |
Рсм, |
Qсм, |
Рр, |
Qр, |
Sр, |
||||||||||||||
|
Кол- |
одного |
общая |
|||||||||||||||||
|
кВт |
квар |
кВт |
кВт |
кВ∙А |
|||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
10 |
12 |
13 |
14 |
||||||
|
Приемники группы |
|||||||||||||||||||
|
А |
|||||||||||||||||||
|
1. Металлообраба- |
74 |
0,6−33,28 |
416,346 |
85,47 |
0,14 |
0,5 |
58,3 |
101 |
|||||||||||
|
1,73 |
|||||||||||||||||||
|
тывающие станки |
|||||||||||||||||||
|
2. Кран-балки, кра- |
4 |
4,85−24,2 |
38,75 |
5 |
0,2 |
0,8 |
7,75 |
10,3 |
|||||||||||
|
1,33 |
|||||||||||||||||||
|
ны |
|||||||||||||||||||
|
3. Преобразова- |
2 |
22 |
44 |
1 |
0,1 |
0,95 |
4,4 |
1,45 |
|||||||||||
|
тельные агрегаты |
0,33 |
||||||||||||||||||
|
4. Сварочные |
8 |
10−45 |
186 |
4,5 |
0,3 |
0,6 |
55,8 |
74,2 |
|||||||||||
|
аппараты |
1,33 |
||||||||||||||||||
|
Итого: |
88 |
0,6−45 |
685,095 |
75 |
0,19 |
126,3 |
186,95 |
45 |
1,34 |
169,2 |
186,95 |
||||||||
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-28- |
1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Окончание табл. 1.9
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
10 |
12 |
13 |
14 |
||
|
Приемники груп- |
|||||||||||||||
|
пы Б |
|||||||||||||||
|
1. Вентиляторы |
17 |
1,2−10 |
103,7 |
0,65 |
0,8 |
67 |
51 |
||||||||
|
0,75 |
|||||||||||||||
|
2. Нагреватель- |
13 |
0,8−45 |
194,3 |
0,8 |
0,95 |
155 |
51 |
||||||||
|
ные элементы |
0,33 |
||||||||||||||
|
Итого: |
30 |
0,8−45 |
298 |
0,745 |
222 |
102 |
222 |
102 |
|||||||
|
Итого силовой |
|||||||||||||||
|
нагрузки групп А |
118 |
0,6−45 |
984,1 |
348,3 |
288,95 |
391,2 |
288,95 |
||||||||
|
и Б |
|||||||||||||||
|
Электрическое |
25,7 |
0,85 |
22 |
22 |
|||||||||||
|
освещение |
|||||||||||||||
|
Итого по цеху |
1009,8 |
370,3 |
288,95 |
413,2 |
288,95 |
504,21 |
|||||||||
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-29- |
1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Таблица 1.10
Сведения об электрических нагрузках текстильного комбината
|
№ |
Наименование |
Площадь |
Установленная мощность, кВт |
|||||||||
|
Номер варианта задания |
||||||||||||
|
п/п |
цеха |
цеха |
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|||
|
1 |
Прядильный |
8000 |
640 |
500 |
710 |
900 |
400 |
550 |
730 |
650 |
490 |
520 |
|
2 |
Ткацкий |
12000 |
530 |
400 |
690 |
520 |
450 |
610 |
570 |
520 |
480 |
600 |
|
3 |
Красильный |
6000 |
800 |
700 |
600 |
590 |
750 |
630 |
680 |
820 |
850 |
750 |
|
4 |
Швейная фабрика |
1000 |
630 |
700 |
1200 |
1000 |
1100 |
800 |
750 |
600 |
1200 |
700 |
|
5 |
Механический |
300 |
350 |
720 |
680 |
660 |
420 |
570 |
480 |
650 |
500 |
700 |
|
6 |
Инструментальный |
350 |
950 |
350 |
850 |
930 |
710 |
600 |
690 |
580 |
830 |
450 |
|
7 |
Столярный |
200 |
400 |
300 |
320 |
200 |
500 |
550 |
530 |
430 |
380 |
280 |
|
8 |
Заводоуправление |
290 |
100 |
95 |
80 |
150 |
110 |
87 |
93 |
120 |
117 |
85 |
|
9 |
Склад готовых изделий |
300 |
50 |
20 |
60 |
70 |
55 |
47 |
45 |
30 |
43 |
62 |
|
10 |
Насосная 10 кВ (СД) |
100 |
1000 |
1050 |
1100 |
950 |
920 |
1000 |
1020 |
980 |
940 |
1070 |
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-30- |
1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Таблица 1.11
Сведения об электрических нагрузках механического завода
|
№ |
Наименование |
Площадь |
Установленная мощность, кВт |
|||||||||
|
Номер варианта задания |
||||||||||||
|
п/п |
цеха |
цеха |
||||||||||
|
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|||
|
1 |
Механический |
10000 |
900 |
450 |
490 |
740 |
560 |
600 |
590 |
880 |
700 |
490 |
|
2 |
Термический |
6000 |
200 |
800 |
600 |
500 |
820 |
360 |
190 |
280 |
560 |
700 |
|
3 |
Заготовочный |
4000 |
250 |
400 |
350 |
280 |
300 |
200 |
210 |
330 |
220 |
280 |
|
4 |
Инструментальный |
2500 |
490 |
700 |
600 |
900 |
500 |
580 |
750 |
700 |
900 |
520 |
|
5 |
Кузнечный |
1000 |
480 |
620 |
800 |
750 |
630 |
920 |
900 |
850 |
780 |
950 |
|
6 |
Электроцех |
500 |
360 |
400 |
250 |
280 |
200 |
390 |
300 |
200 |
270 |
370 |
|
7 |
Экспериментальный |
400 |
370 |
270 |
200 |
300 |
390 |
200 |
280 |
250 |
400 |
360 |
|
8 |
Насосная 10 кВ (АД) |
150 |
600 |
900 |
290 |
800 |
380 |
700 |
590 |
290 |
660 |
900 |
|
9 |
Лаборатория |
90 |
150 |
200 |
230 |
250 |
180 |
160 |
170 |
210 |
280 |
320 |
|
10 |
Ремонтно-механический |
120 |
500 |
400 |
840 |
600 |
820 |
790 |
790 |
970 |
590 |
580 |
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-31- |
1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Таблица 1.12
Сведения об электрических нагрузках автозавода
|
Площадь |
Установленная мощность, кВт |
||||||||||||
|
№ |
Номер варианта задания |
||||||||||||
|
Наименование цеха |
цеха |
||||||||||||
|
п/п |
|||||||||||||
|
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
||||
|
1 |
Гл. конвейер |
12000 |
900 |
890 |
800 |
390 |
700 |
650 |
690 |
700 |
950 |
850 |
|
|
2 |
Моторный |
8000 |
400 |
500 |
700 |
590 |
390 |
420 |
720 |
690 |
990 |
350 |
|
|
3 |
Кузовный |
7500 |
700 |
900 |
600 |
390 |
490 |
250 |
280 |
680 |
590 |
800 |
|
|
4 |
Инструментальный |
1000 |
700 |
600 |
480 |
500 |
400 |
800 |
300 |
200 |
450 |
520 |
|
|
5 |
Ремонтно-механический |
500 |
400 |
300 |
250 |
300 |
500 |
450 |
370 |
430 |
290 |
350 |
|
|
6 |
Литейный |
1500 |
800 |
850 |
790 |
580 |
620 |
680 |
480 |
900 |
700 |
820 |
|
|
7 |
Кузнечный |
2000 |
950 |
700 |
800 |
1300 |
1250 |
1100 |
1050 |
870 |
900 |
830 |
|
|
8 |
Заводоуправление |
200 |
120 |
110 |
120 |
140 |
130 |
125 |
137 |
145 |
135 |
115 |
|
|
9 |
Компрессорная 10 кВ (СД) |
250 |
100 |
97 |
112 |
125 |
85 |
118 |
90 |
80 |
80 |
85 |
|
|
10 |
Столовая |
150 |
500 |
530 |
470 |
450 |
510 |
400 |
480 |
510 |
520 |
500 |
|
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-32- |
1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Таблица 1.13
Варианты исходных данных для расчета электрических нагрузок цеха методом упорядоченных диаграмм (задание 1.2)
|
Площадь |
Номера электроприемников |
Вариант |
Площадь |
Номера электроприемников |
|||
|
Вариант |
цеха F, |
||||||
|
2 |
|||||||
|
м2 |
по табл. 1.9 |
цеха F, м |
по табл. 1.9 |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
|
1 |
500 |
1, 2, 3 , 4, 30,31,32,42, 44,49 |
16 |
475 |
10, 11, 12, 13, 41, 42, 43, 44, 45, 53 |
||
|
2 |
675 |
5, 6, 7, 8, 21, 42, 43, 44, 54, 55 |
17 |
540 |
9, 17, 18, 20, 30, 31, 34, 42, 43, 44 |
||
|
3 |
600 |
8, 9, 10, 11, 19, 20, 40, 41, 51, 54 |
18 |
530 |
10, 20, 22, 25, 27, 32, 33, 34, 41, 53 |
||
|
4 |
550 |
12, 13, 14, 15, 30, 31, 34, 35, 49, 50 |
19 |
630 |
13, 14, 16, 19, 32, 36, 39, 42, 44, 53 |
||
|
5 |
490 |
13, 14, 15, 16, 17, 32, 33, 39, 40, 41 |
20 |
530 |
1, 2, 6, 8,10, 42, 44,46, 50, 53 |
||
|
6 |
520 |
21, 22, 23, 24, 38, 39, 41, 42, 43, 44 |
21 |
545 |
3, 6, 18, 20, 29, 30, 41, 43, 45, 53 |
||
|
7 |
480 |
3, 5, 6, 9, 22, 30, 31, 34, 42, |
45 |
22 |
585 |
11, 16, 21, 25, 32, 38, 39, 44, 51, 88 |
|
|
8 |
470 |
25, 26, 28, 29, 30, 31, 36, 42, 44, 50 |
23 |
515 |
17, 19, 22, 23, 27, 30, 33, 39, 43, 53 |
||
|
9 |
450 |
3, 18, 19, 20, 25, 31, 34, 42, 43, 44 |
24 |
615 |
5, 9, 10, 20, 29, 30, 41, 42, 44, 53 |
||
|
10 |
550 |
4, 5, 7, 9, 34, 36, 38, 40, 44, 45 |
25 |
575 |
22, 23, 24, 27, 31, 39, 40, 43, 49, 53 |
||
|
11 |
610 |
10, 11, 12, 13, 30, 31, 32, 39, 41, 55 |
26 |
495 |
9, 10, 21, 24, 29, 35, 37, 38, 40, 43 |
||
|
12 |
525 |
23, 24, 25, 27, 36, 38, 39, 52, 53, 54 |
27 |
485 |
48, 20, 21, 24, 30, 33, 36, 40, 42, 53 |
||
|
13 |
490 |
1, 3, 9, 21, 30, 34, 36, 40, 42, 44 |
28 |
655 |
5, 6, 9, 21, 29, 31, 38, 42, 44, 53, 55 |
||
|
14 |
620 |
14, 15, 16, 17, 18, 32,33,34,44, 45, |
29 |
455 |
9, 12, 19, 20, 30, 32, 39, 40, 43, 44 |
||
|
15 |
510 |
16, 17, 18, 20, 33, 36, 47, 48, 50, 55 |
30 |
555 |
10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 55, 55 |
|
Электроснабжение. Учеб. пособие к практ. занятиям |
-33- |
Соседние файлы в папке по Iкз
- #
- #
В данной статье приведен порядок расчета нагрузки бытовой электрической сети по установленной мощности и коэффициенту спроса (так называемый метод коэффициента спроса).
Рассчитанная по данной методике электрическая бытовая мощность может применяться для выбора аппаратов защиты и сечения кабелей электропроводки.
-
Методика расчета бытовой мощности
Расчет мощности бытовой электросети по методу коэффициента спроса производится в следующем порядке:
Справочно: Так как в соответствии с действующими правилами силовые и осветительные сети принято разделять, расчет необходимо производить раздельно для силовой сети (розеточных групп) и сети освещения.
1) Определяется установленная (суммарная) электрическая мощность (Pуст) отдельно для силовой сети (розеточной группы) — Pуст-с и сети освещения Pуст-о:
Pуст-с=P1+P2+…+Pn
где: P1,P2,Pn — мощности отдельно взятых электроприемников (электрических приборов) в доме. При отсутствии фактических значений мощностей их можно принять нашей таблице мощностей бытовых электроприборов.
Pуст-о=P1*n1+P2*n2+…+Pn*nn
где: P1,P2,Pn — мощность одной отдельно взятой лампы каждого типа в доме;
n1, n2, nn, — количество ламп каждого типа.
Примечание: при отсутствии данных о мощности и количестве ламп для расчета установленной мощности сети освещения можно воспользоваться нашим онлайн-калькулятором расчета освещения помещения по площади помещения.
2) Исходя из установленной определяем расчетную мощность:
При определении мощности бытовой электросети необходимо учитывать, что все имеющиеся в доме электроприборы, как правило, одновременно в сеть не включаются поэтому для определения расчетной мощности применяется специальный поправочный коэффициент называемый коэффициентом спроса, значение которого принимается исходя из установленной мощности (суммарной мощности бытовых электроприборов):
Примечание: При значении установленной мощности силовой сети до 5 кВт включительно коэффициент спроса рекомендуется принимать равным 1.
Расчетную мощность так же определяем раздельно:
- Для силовой сети:
Pрс=Pуст-с*Ксс
где: Pуст-с — установленная мощность силовой сети;
Ксс — коэффициент спроса для силовой сети.
- Для сети освещения:
Pро=Pуст-о*Ксо
где: Pуст-о — установленная мощность сети освещения;
Ксо — коэффициент спроса для сети освещения.
- Общую расчетную мощность бытовой сети можно получить получить сложив расчетные мощности силовой сети и сети освещения:
Pобщ.=Pрс+Pро
Полученные значения расчетных мощностей можно применять для определения расчетного тока сети и выбора аппаратов защиты (автоматических выключателей, УЗО и т.д.), а так же расчета сечения электропроводки. Подробнее об этом читайте в статье: Расчет электрической сети и выбор аппаратов защиты.
Так же для данных расчетов можно воспользоваться следующими нашими онлайн калькуляторами:
- Онлайн расчет тока сети
- Онлайн расчет автомата по мощности
- Онлайн расчет дифавтомата по мощности
- Онлайн расчет УЗО по мощности
- Онлайн расчет сечения кабеля по мощности
ВАЖНО! В случае применения для расчета аппаратов защиты (автомата, дифавтомата, УЗО) вышеуказанных онлайн калькуляторов с использованием значения расчетной мощности определенного по методике приведенной в данной статье в калькуляторах при выборе типа указанной мощности следует поставить галочку в пункте: «Мной указана максамальная разрешенная к использованию мощность (проектная/расчетная мощность, либо мощность указанная в договоре электроснабжения)», т.к. в противном случае калькулятор использует при расчете коэффициент спроса который вами уже учтен, что приведет к некорректному расчету.
-
Пример расчета мощности бытовой сети
Для примера расчета бытовой мощности возьмем частный дом в котором имеются следующие электроприемники:
В силовой сети:
- стиральная машина — 2000 Вт
- микроволновая печь — 1800 Вт
- мультиварка — 1200 Вт
- кухонная вытяжка — 120 Вт
- пылесос — 550 Вт
- телевизор — 130 Вт
- персональный компьютер — 350 Вт
- принтер — 60 Вт
В сети освещения:
- Лампочки накаливания — 6 шт по 75 Вт
- Энергосберегающие лампочки — 8 шт по 22 Вт
Производим расчет мощности силовой сети:
- Установленная мощность (сумма мощностей всех электроприборов):
Pуст-с=2000+1800+1200+120+550+130+350+60=6210 Вт
теперь переведем данную мощность в киловатты для чего необходимо разделить полученное значение на 1000:
Pуст-с=6210/1000=6,21 кВт
- Определяем расчетную мощность силовой сети, для чего умножаем полученную установленную мощность на коэффициент спроса значение которого определяем по таблице выше (Ксс принимаем равным 0,8):
Pрс=Pуст-с*Ксс=6,21*0,8=4,968 кВт
По аналогии определяем мощность сети освещения:
- Установленная мощность сети освещения:
Pуст-о=6*75+8*22=450+176=626 Вт (или 0,626 кВт)
- Определяем расчетную мощность силовой сети (учитывая малую мощность сети освещения и тот факт, что в такой небольшой сети все лампочки могут одновременно работать длительный период времени коэффициент спроса для сети освещения (Ксо)принимаем равным 1):
Pро=Pуст-с*Ксо=0,626*1=0,626кВт
- Общая мощность бытовой сети составит:
Pобщ.=Pрс+Pро=4,968+0,626=5,594 кВт
Применим рассчитанные значения для определения номинального тока автоматического выключателя и сечения кабеля с помощью соответствующих онлайн калькуляторов (на примере силовой сети):
Автоматический выключатель для силовой сети определяем с помощью Онлайн-калькулятора расчета автомата по мощности:
Сечение кабеля для силовой сети определяем с помощью Онлайн-калькулятора расчета сечения кабеля по мощности:
Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!
Не нашли на сайте ответа на интересующий Вас вопрос? Задайте его на форуме! Наши специалисты обязательно Вам ответят.
↑ Наверх
Для электрических сетей расчетными нагрузками являются наибольшие возможные нагрузки длительностью не менее 30 мин.
Величина расчетной нагрузки зависит от числа и установленной мощности электроприемников, характера производства и степени автоматизации — производственного процесса.
1. Номинальная (установленная) мощность электроприемников
Номинальная активная мощность для одного электроприемника определяется по формулам:
для приемников освещения и электродвигателей при длительном режиме работы
для электродвигателей повторно-кратковременного режима работы
для трансформаторов электропечей
для трансформаторов сварочных машин и аппаратов и сварочных трансформаторов ручной сварки
где Рн — номинальная мощность приемника освещения или номинальная (паспортная) мощность электродвигателя для длительного режима работы, кВт;
ПВн — номинальная (паспортная) продолжительность включения, отн. ед.;
Рн.п — паспортная мощность электродвигателя при номинальной относительной продолжительности включения, кВт;
Sн — паспортная мощность трансформатора, кВА;
cosφн— коэффициент мощности электропечи, сварочного аппарата или сварочного трансформатора при номинальных условиях.
Номинальная мощность группы электроприемников определяется как сумма номинальных мощностей всех электроприемников:
где ру — номинальная мощность электроприемника, кВт;
n — общее число электроприемников в группе.
2. Расчетные нагрузки
Для одного электроприемника расчетная активная мощность принимается равной:
при длительном режиме работы
при повторно-кратковременном режиме работы
где ру — номинальная мощность электроприемника, кВт.
При повторно-кратковременном режиме работы электроприемника установленная мощность должна быть приведена к длительному режиму работы по одной из формул (3-2) или (3-4).
Расчетная реактивная мощность одного электроприемника определяется из выражения
где φ — фазовый угол тока электроприемника при режиме расчетной нагрузки.
Для группы электроприемников числом до 3 включительно активная и реактивная расчетные мощности определяются как суммы соответственно активных и реактивных нагрузок электроприемников группы.
При ориентировочных расчетах допускается определять расчетную активную мощность одной или нескольких групп электроприемников по формуле
где Кс и Ру — соответственно средняя величина коэффициента спроса и установленная мощность группы однотипных электроприемников;
n — общее число групп электроприемников. Реактивная расчетная мощность может быть определена из выражения
где φ — фазовый угол суммарного тока всей группы электроприемников для режима расчетной нагрузки.
Средние значения коэффициента спроса силовой нагрузки для некоторых производств приведены в табл. 3-1 и 3-2.
Коэффициент спроса осветительной нагрузки промышленных предприятий и относящихся к ним вспомогательных и бытовых сооружений принимается по табл. 3-3.
В общем случае коэффициент спроса группы электроприемников промышленного предприятия определяется как произведение коэффициентов использования (Ки) и максимума (Км):
Кс=КиКм (3-11)
Коэффициенты использования и максимума группы электроприемников соответственно равны:
где Рсм — средняя активная нагрузка рассматриваемой группы электроприемников за наиболее нагруженную смену предприятия, квт;
Р и Ру — соответственно расчетная и номинальная активная мощности той же группы электроприемников, квт.
Значения коэффициентов использования в зависимости от типа приводимых механизмов и характера производства приведены в табл. 3-1.
Значения коэффициента использования для нескольких групп электроприемников с разными значениями коэффициента использования определяются по формуле (3-12), в которой под Рсм следует понимать сумму средних нагрузок за наиболее нагруженную смену для всех групп электроприемников:
Коэффициент спроса группы электроприемников для ориентировочных расчетов может быть принят в зависимости от коэффициента использования по табл. 3-4.
3. Определение коэффициента максимума
При расчетах на стадии технического проекта или рабочих чертежей расчетные нагрузки определяются с учетом коэффициента максимума, величина которого зависит от коэффициента использования и эффективного числа электроприемников.
Под эффективным числом группы электроприемников с различной установленной мощностью и разными режимами работы понимается такое число приемников, одинаковых по мощности и однородных по режиму работы, которое обеспечивают ту же величину расчетной нагрузки, что и рассматриваемая группа различных по мощности и режиму работы электроприемников.
В общем случае эффективное число электроприемников может быть найдено из выражения
Эффективное число электроприемников может быть принято равным фактическому их числу в следующих случаях:
а) когда мощность всех приемников одинакова;
б) при коэффициенте использования Ки>0,8;
в) когда выполняются указанные в табл. 3-5 соотношения между коэффициентом использования и величиной отношения, равного:
где Ру.макс и Ру.мин — соответственно номинальные активные мощности наибольшего и наименьшего электроприемников в группе, квт.
При определении Ру.мин должны быть исключены наиболее мелкие электроприемники, суммарная мощность которых не превосходит 5% мощности всей группы приемников.
Когда указанные условия не выполняются, эффективное число электроприемников определяется в зависимости от величин Р*и n*, вычисляемых пo формулам (*—звездочки, поставленные под буквенными обозначениями, указывают на относительные величины).
где n — общее число электроприемников группы;
— сумма номинальных мощностей всей группы, квт;
— число приемников в группе, номинальная мощность каждого из которых больше или равна половине номинальной мощности наиболее мощного приемника в группе;
— сумма номинальных мощностей этих приемников, квт.
Мелкие электроприемники, суммарная мощность которых не превосходит 5% номинальной мощности всех электроприемников, при определении 
не учитываются.
В зависимости от величин р* и n* по табл. 3-6 находят величину относительного значения эффективного числа электроприемников:
и определяют эффективное число приемников умножением полученного значения на общее число электроприемников группы:
В зависимости от коэффициента использования Ки и эффективного числа приемников nэ по табл. 3-7 определяется коэффициент максимума Км.
Величины расчетных активной и реактивной мощностей группы электроприемников определяется по формулам:
где Рсм — средняя активная мощность для группы электроприемников за наиболее нагруженную смену, кВт;
tgφ — соответствует характерному для данной группы электроприемников значению фазового угла в режиме максимальной активной мощности.
Полная расчетная мощность определяется из выражения
расчетный ток — по формуле
где U1 — номинальное напряжение сети, кв.
Коэффициент мощности при режиме расчетной нагрузки равен:
При определении эффективного числа электроприемников для большого числа питающих линий, нескольких трансформаторных пунктов, распределительных подстанций и т. п. допускается применять упрощенную методику расчета, которая заключается в следующем.
Для отдельных линий или подстанций, для которых ранее были определены величины номинальной мощности и эффективного числа электроприемников вычисляются мощности условных электроприемников по формуле
где Ру и nэ — соответственно номинальная мощность и эффективное число электроприемников рассматриваемой линии или подстанции.
При этом не учитывается нагрузка резервных электроприемников, ремонтных сварочных трансформаторов и других ремонтных электроприемников, пожарных насосов, а также электроприемников, работающих кратковременно (дренажные насосы, задвижки, вентили, щитовые затворы и т. п.). Нагрузка таких электроприемников учитывается только при расчете питающих эти приемники линий и линий, питающих силовые распределительные пункты, к которым они подключены.
Определение эффективного числа электроприемников, коэффициентов максимума и спроса для условных электроприемников, вычисленных по формуле (3-26), производится методом, изложенным выше для индивидуальных приемников.
При окончательном подсчете нагрузок должны быть учтены реактивные мощности присоединенных к сети батарей конденсаторов (мощности батарей статических конденсаторов учитываются со знаком «минус»), а также потери активной и реактивной мощности в понижающих трансформаторах.
Для электроприемников с малоизменяющейся во времени нагрузкой (насосы водоснабжения, вентиляторы, отопительные и нагревательные приборы, печи сопротивления и т. п.) коэффициент спроса может быть принят равным коэффициенту использования:
Кс=Ки (3-27)
Изложенный метод определения расчетных нагрузок рекомендуется применять на всех ступенях и для всех элементов системы электроснабжения промышленных предприятий без введения в расчеты понижающих коэффициентов. Допускается применение коэффициента участия в максимуме в пределах 0,9—0,95 в случаях, когда при определении нагрузок на высших ступенях системы электроснабжения можно ожидать несовпадения во времени максимально загруженных смен, а также при ориентировочных расчетах.
В табл. 3-8 дано число часов использования максимальной мощности для осветительной нагрузки промышленных предприятий.
Пример 3-1.
В отделении цеха промышленного предприятия установлена группа электродвигателей на номинальное напряжение 380 в с длительным режимом работы. По величине коэффициента использования электроприемники разбиваются на три подгруппы, для каждой из которых в табл. 3-9 указаны число и мощность двигателей, суммарная номинальная мощность, величины коэффициентов использования и мощности.
Требуется определить расчетные нагрузки для всей группы электродвигателей отделения.
| Таблица 3-9 Расчетные данные для примера 3-1 | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| № подгрупп электро-приемников | Количество и номинальная мощность электроприемников | Суммарная мощность, квт | Коэф-фициент исполь-зования | Коэф-фициент мощности |  |
Средняя мощность за наиболее нагруженную смену | ||||||
| кол-во | мощность, квт | кол-во | мощность, квт | кол-во | мощность, квт | Активная, квт | Реактивная, квар |
|||||
| 1 | 2 | 100 | 3 | 22 | – | – | 266 | 0,6 | 0,85 | 0,62 | 160 | 99 |
| 2 | б | 30 | – | – | – | – | 180 | 0,7 | 0,75 | 0,88 | 126 | 111 |
| 3 | 4 | 17 | 6 | 4 | 10 | 2,2 | 114 | 0,3 | 0,6 | 1,33 | 34 | 45 |
| Для всей группы электроприемников | 560 | 0,573 | 0,78 | 0,80 | 320 | 255 |
Примечание. В первых семи столбцах указаны заданные величины. Остальные величины определены были при решении примера.
Решение.
Определяются значения tgφ в зависимости от величин cosφ (полученные значения указаны в табл. 3-9).
Для каждой из подгрупп двигателей определяются средние мощности за наиболее загруженную смену.
Для первой подгруппы средняя активная мощность по (3-12) равна:
средняя реактивная мощность по (3-8)
Аналогично определяются средние мощности для второй и третьей подгрупп электродвигателей.
Суммарные средние активная и реактивная мощности отделения цеха за наиболее загруженную смену равны соответственно:
Среднее значение
Общее число электродвигателей
n=2+3+6+4+6+10=31
Групповой коэффициент использования для всех электродвигателей определяется по (3-12):
Для определения коэффициента максимума следует найти значение эффективного числа электроприемников.
Мощность наибольшего двигателя группы (табл. 3-9)
мощность наименьшего двигателя
Электродвигатели мощностью по 2,2 квт при этом не учитываются, так как их суммарная мощность составляет меньше 5% общей мощности группы двигателей:
По (3-16) значение отношения
Согласно данным табл. 3-5 эффективное число электроприемников не может быть приравнено действительному их числу и должно быть определено по табл. 3-6 в зависимости от величин р* и n*
Как видно из табл. 3-9, число электроприемников в группе, установленная мощность каждого из которых равна или больше половины мощности наиболее крупного приемника, n1=2, так как половина мощности наиболее крупного электродвигателя составляет 100/2 = 50 кВт и указанное число ограничивается числом двигателей мощностью по 100 кВт. Мощность этих двигателей равна:
Находим значения р* и n* соответственно по (3-17) и (3-18):
По табл. 3-6 для полученных значений р* и n* определяем относительное значение эффективного числа электроприемников:
(согласно примечанию к табл. 3-6 для промежуточного значения величины n* принята ближайшая меньшая величина n*э).
Эффективное число электроприемников определяется по (3-20):
В зависимости от значения группового коэффициента использования Ки=0,573 и эффективного числа электроприемников nэ=11,8 по табл. 3-7 путем интерполяции определяем величину коэффициента максимума:
Км=1,24
Величины расчетных активной и реактивной мощности отделения цеха предприятия определяются по (3-21) и (3-22):
Величина полной расчетной мощности по (3-23) равна
а коэффициента мощности по (3-25)
Пример 3-2.
Определить расчетные нагрузки для линии на номинальное напряжение 6 кв, питающей четыре цеховых ТП, для которых предварительным расчетом были определены мощность и эффективное число электроприемников, а также средние активная и реактивная мощности за наиболее нагруженную смену (см. табл. 3-10).
Общая мощность присоединенных к сети батарей конденсаторов составляет 650 квар.
| Таблица 3-10 Расчетные данные для примера 3-2 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| № ТП | Номинальная мощность Ру, квт | Средняя мощность за наиболее нагруженную смену | Эффективное число электроприемников nэ | Мощность условного электроприемника Р’у, квт | |
| активная Рсм, квт | реактивная Qсм, квар | ||||
| 1 2 3 4 |
460 1200 410 300 |
280 450 145 245 |
240 340 170 240 |
26 45 46 22 |
17,7 26,7 8,92 13,6 |
| Всего | 2370 | 1120 | 990 | 139 | – |
Решение.
Определяем коэффициент использования всех присоединенных к линии электроприемников по (3-12):
Определяем мощности условных электроприемников из (3-26): для ТП1
для ТП2
Результаты расчета указаны в табл. 3-10.
Вычисляем отношение мощностей наибольшего условного электроприемника и наименьшего по (3-16):
Полученные значения коэффициента использования и величины m удовлетворяют указанным в табл. 3-5 условиям, следовательно эффективное число электроприемников для линии, питающей ТП1-4, может быть принято равным суммарному фактическому числу условных приемников nэ=139.
Величину коэффициента максимума определяем по табл. 3-7 в зависимости от значений Ки =0,473 и nэ=139:
Км = 1,06
Значения расчетных нагрузок (мощностей) определяем по формулам (3-21) — (3-25).
1. При отключенных батареях конденсаторов
Активная мощность
Реактивная мощность
Полная мощность
Ток линии
Коэффициент мощности
2. При полностью включенных батареях конденсаторов
Активная мощность (пренебрегая потерями мощности в конденсаторах)
Р= 1190 квт
Реактивная мощность
Q = 1050-650 = 400 кВАР
Полная мощность
Ток линии
Коэффициент мощности
Демьян Бондарь
Эксперт по предмету «Электроника, электротехника, радиотехника»
преподавательский стаж — 5 лет
Задать вопрос автору статьи
Основные расчеты при проектировании системы электроснабжения
Определение 1
Система электроснабжения – это совокупность систем распределения, преобразования, передачи электрической энергии, а также ее источников.
К основным видам электрических расчетов относятся:
- Расчет электрических нагрузок.
- Расчет мощности компенсирующих устройств.
- Выбор числа трансформаторов и расчет их мощности.
- Расчет токов короткого замыкания.
Методы расчета электрических нагрузок
Определение 2
Электрическая нагрузка – это нагрузка, которая создается в электрической сети включенными в нее приемниками электрической энергии
Электрическими нагрузками определяется выбор всех элементов, которые входят в состав системы электроснабжения, таких как:
- Распределительные сети.
- Сети питания.
- Электрических подстанций.
- Линии электропередач.
Расчет электрических нагрузок на разных уровнях может производиться разными методами, в зависимости от поставленных задач, необходимой точности и имеющихся исходных данных. Как правило расчет производится от низших уровней к высшим. В случае проектирования системы электроснабжения крупного предприятия иногда расчеты делают от высших уровней к низшим. Лучше всего для этого подходит комплексный метод, в основе которого информационная база аналогичного предприятия (номенклатура продукции, объем и технология производства). В этом случае сначала решаются вопросы электроснабжения объекта в целом, а после этого отдельного производства, района объекта. Комплексный подразумевает одновременное использование нескольких способов расчета максимальной нагрузки. Один из таких способов расчет по электрической емкости продукции:
«Расчет системы электроснабжения» 👇
$Р = Эi * Mi / Tm, $
Где: Эi – электроемкость продукции; Mi – объем выпускаемой продукции; Тm – количество часов максимального использования максимума нагрузки.
Основная формула для расчета максимальной нагрузки по электропотреблению за год выглядит следующим образом:
$Р = Кm * A / Tг$
Где: Km – среднегодовой коэффициент максимума; А – объем электропотребления за год; Tг – количество ччасов за год.
Расчет максимальной нагрузки по удельным мощностям осуществляется следующим образом:
$Р = y * F$
Где, у – удельная плотность нагрузки; F – площадь рассматриваемого объекта.
Рассчитать максимальную нагрузку по среднегодовому коэффициенту спроса можно следующим образом:
$Р = Кс * Руст$
Где: Кс – коэффициент спроса; Руст – сумма установленных мощностей
Метод упорядоченных диаграмм:
$Р = Кm * Ku * Pуст$
Где: Руст – сумма установленных мощностей; Кm – коэффициент максимума; Кu – коэффициент использования.
Методика расчета мощности компенсирующего устройства
Суммарная реактивная нагрузка, которая принимается для определения мощности компенсирующего устройства, рассчитывается по следующей формуле:
$Qp1 = К * Qp$
Где: К – коэффициент, который учитывает не совпадение самой большой активной нагрузки энергетической системы и реактивной мощности объекта по времени; Qp – расчетная нагрузка.
Значение коэффициента несовпадения по времени принимается в зависимости от отрасли, в которой задействован объект. Например, для нефтеперерабатывающего завода этот коэффициент будет равняться 0,95.
Значения самых больших реактивной и расчетной нагрузок передается в энергосистему с целью определения оптимальной реактивной мощности, которая должна быть передана объекту в режимах наименьшей и наибольшей активной нагрузки системы.
При наибольшей входной нагрузке определяется суммарная мощность компенсирующих устройств объекта, а активная наименьшая нагрузка системы является регулируемой частью компенсирующих устройств.
В электрических сетях общего назначения в качестве компенсирующих устройств могут использоваться синхронные двигатели и батареи конденсаторов. Каждый синхронный двигатель представляет собой источник реактивной мощности, значение которой определяется по формуле:
$Qсд = Рсдн * Всд * tgф$
Где: Рсдн – номинальная активная мощность синхронного двигателя; Всд – коэффициент загрузки по активной мощности; tgф – номинальный коэффициент активной мощности.
В случае расчета мощности батареи конденсатора (в электрических сетях мощностью до 1000 В) определяется некомпенсированная реактивная нагрузка для каждой электрической подстанции объекта:
$Qт = Qрт – Qнкф + ΔQт$
Где: Qрт – максимальная расчетная реактивная мощность; Qнкф – принятая мощность компенсирующих устройств на стороне низкого напряжения; ΔQт – общие потери трансформаторе при его коэффициенте загрузки и с учетом компенсации.
Мощности батареи конденсаторов на напряжение до 1000 В определяется на основе результатов экономических расчетов, ее суммарная расчетная мощность определяется двумя этапами расчетов по минимуму приведенных затрат. Первый этап заключается в выборе оптимального количества трансформаторов и определении дополнительной мощности батареи конденсаторов на напряжение с целью уменьшения потерь в трансформаторах. Он состоит из расчета минимального количества трансформаторов, наибольшей активной мощность, формула которой выглядит следующим образом:
Рисунок 1. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Где: Nтэ – экономически оптимальное количество трансформаторов; Kзт – коэффициент загрузки трансформатора; Sm – суммарная мощность трансформаторов; Рр – максимальная суммарная нагрузка.
Затем рассчитываются суммарная мощность батарей конденсаторов на напряжения:
$Q1 = Qрт – Qт$
Где: Qрт – максимальная расчетная реактивная нагрузка.
А дополнительная мощность определяется по формуле:
$Q2 = Qрт – Q1 – y * Nтэ * Sнт$
Где: у – расчетный коэффициент; Sнт – принятая номинальная мощность одного трансформатора.
Находи статьи и создавай свой список литературы по ГОСТу
Поиск по теме
