Определение расчетных электрических нагрузок

1.  ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

НАГРУЗОК

1.1.  Определение расчетной нагрузки цеха

Правильное определение ожидаемых электрических нагрузок при проектировании электрических систем (ЭС) цеха является очень важным этапом. Завышение расчетных нагрузок приводит к перерасходу материала проводов сети, увеличению мощности трансформаторов и, следовательно, к увеличению систем ЭС. Занижение расчетных нагрузок ведет  к уменьшению пропускной способности электрических сетей и может вызвать нарушение нормальной работы силовых и осветительных электроприемников (ЭП).

Определение электрических нагрузок производится с целью выбора количества и мощности трансформаторов, проверки токоведущих элементов по нагреву и потере напряжения, правильного выбора защищенных устройств и компенсирующих устройств (КУ).

Для расчета электрических нагрузок по отделениям используем метод коэффициент максимума:

Р_Р=К_МР_СМ,                                                                                              (1.1.)

Q_Р=К’_МQ_СМ,                                                                                           (1.2.)

Установленное оборудование данного цеха имеет различные режимы работы, а в расчете нагрузок используется номинальная мощность ЭП, поэтому для приемников с кратковременным режимом работы мощность приводим к ПВ=1.

Рассчитав общее число ЭП  и суммарную номинальную мощность, определим:

m==12,9;

Коэффициент использования К_И и cosφ для всех ЭП определяется по табл. 1.2. [1]. Рассмотрим среднюю активную и реактивную нагрузки за наиболее загруженную смену для каждого ЭП по формулам:

Р_СМ=К_И·Р_Н,                                                                                                       (1.3.)

Q_СМ=Р_СМ·tgφ.                                                                                                   (1.4.)

Находим суммарные активную и реактивную нагрузки по отделению за наиболее загруженную смену и определяем среднее значение коэффициента использования.

К_И==0,13.

Определяем эффективное число ЭП, так как m>3, К_И<2; n_1*==0,059

Р_1*==0,208

n_Э*==0,679

n_Э=n_Э*·n=0.679·17=11,5

по таблице 5.1. [2] К_М=2,2.

Расчетную нагрузку находим по формулам:

Р_Р=К_М·Р_СМΣ=2,2·16,02=35,2 кВт,

Q_Р=К’_М·Q_СМΣ=1,1·36,85=40,5 квар,

S_Р==53,7 кВА,

I_P==81,6 А,

где К’_М=1,1 при К_И>0,2; n_Э<10.

Аналогичный расчет проведем для остальных отделений цеха и результаты сведем в таблицу 1.1.

Однофазные ЭП, включенные на фазное и линейное напряжение сети 380/220 В.

Распределим ЭП следующим образом:

На напряжении 380 В присоединены

-  между фазами АВ – два ЭП1,

-  между фазами ВС ЭП7 и ЭП8,

-  между фазами СА ЭП10.

На напряжение 220 В

-  на фазу А ЭП4,

-  на фазу В ЭП3,

-  на фазу С ЭП9.

-  Используя формулы:

Р_СМ(А)=ΣК_Иi·Р_Н(АВ)i·К_I(AB)A+ΣK_Иi·P_H(CA)i·K_i(CA)F+ΣK_Иi·P_H(A0)i                              (1.5.)

Q_СМ(А)=ΣК_Иi·Р_Н(АВ)i·q_i(AB)A+ΣK_Иi·P_H(CA)i·q_i(CA)A +ΣK_Иi·Q_H(A0)i                             (1.6.)

где К_Иi – коэффициенты использования однофазных нагрузок; Р_Н(АВ)i – нагрузки присоединенные на линейное напряжение между фазами А и В, аналогично Р_Н(СА)i; Р_Н(А0)i, Q_Н(А0)i – нагрузки, присоединенные на напряжение фазы А (между фазовыми и нулевыми проводами); К_i(AB)A, К_i(CA)A, q_i(AB)A, q_i(CA)A – коэффициенты приведения нагрузок, включенных на линейное напряжение.

К_(АВ)А=К_(ВС)В=К_(СА)С=

К_(АВ)В=К_(ВС)С=К_(СА)А=                                           (1.7.)

q_(АВ)А=q_(ВС)В=q_(СА)С=

q_(АВ)В=q_(ВС)С=q_(СА)А=

Определим фазные нагрузки по отдельным фазам для чего заполняем таблицу 1.2.

Суммируя средние нагрузки по фазам определим наиболее загруженную фазу (фаза С): Р_СМ(С)=82,6 кВт; Q_СМ(С)=124,8 квар

К_И==0,71

Определим n_Э

n_Э==3

К_М=1,3

К’_М=1,1

Максимальная нагрузка трехфазного тока от однофазных ЭП

Р_Р=1,3·3·82,6=322,14 кВт,

Q_Р=3·1,1·124,8=411,84 квар.

1.2.  Определение расчетной нагрузки завода

Для расчета электрических нагрузок завода используем метод коэффициента спроса.

Метод прост, так как связывает установленную мощность с расчетной и точность его определяется точностью определения К_С.

Ввиду своей простоты, он рекомендован для определения расчетных нагрузок на стадии проектного задания и при отсутствии данных о количестве ЭП. Что имеет место в нашем случае.

Для определения расчетных нагрузок по этому методу необходимо знать установленную мощность Р_НОМ группы приемников и коэффициенты мощности cosφ и спроса К_С данной группы. Установленная мощность нам задана.

Коэффициенты для отдельных цехов и предприятий в целом для различных отраслей промышленности принимаются по справочным материалам [2] по табл. П III – 8.

Коэффициент спроса показывает, какую долю от номинальной мощности составляет расчетная нагрузка, следовательно

Р_Р=К_С·Р_Н,                                                                                                         (1.8.)

Q_Р=Р_Р·tgφ                                                                                                         (1.9.)