14. Расчетная электрическая нагрузка.

Используется для проектирования систем электроснабжения. По ней определяются сечения токоведущих частей, применяемые электрические аппараты, мощности трансформаторов и т.д.

При определении расчётной нагрузки следует избегать как завышенных её значений, так и заниженных. При завышенной расчётной нагрузке СЭС получится излишне мощной, т.к. в этом случае оборудование будет взято с запасом мощности, несоответствующим реальной нагрузке предприятия. В результате этого СЭС окажется дорогостоящей, сл-но, себестоимость продукции предприятия будет выше, чем у аналогичных предприятий.

Если расчётная нагрузка окажется ниже реально существующей, то в этом случае СЭС окажется с недостатком мощности, т.е. будет работать в перегруженном режиме. Это приведёт к увеличению tтоковедущих частей выше допустимых значений. В результате этого превышенияtсоздастся перегрев изоляции, резко снижающий срок её службы, т.е. несмотря на низкие капитальные затраты для её строительства, СЭС окажется дорогостоящей из-за больших расходов на её эксплуатацию и ремонт.

Под расчётной нагрузкой принимается такое значение нагрузки, неизменной во времени, которое будет равно по тепловому воздействию на рассматриваемый элемент СЭС, что и реально изменяющаяся во времени нагрузка за некоторый временной интервал 3Т₀. Т₀– постоянная времени нагрева для рассматриваемого элемента СЭС. Наименьшее значение времени приходится на провода. Т₀=10мин. У остальных элементов это время больше.

Наиболее просто расчётная нагрузка определяется для одиночного электроприёмника, т.к. для него она принимается равной номинальной мощности. Для группы электроприёмников. Составляющих участок цеха, цех предприятия, расчётная нагрузка определяется более сложным образом, т.к. мощность, потребляемая группой электроприёмников из сети в подавляющем большинстве случаев будет меньше суммы номинальных мощностей. (Рр<ΣРн).

15. Определение расчетной электрической нагрузки вспомогательными методами.

Вспомогательные методы дают довольно большую погрешность, поэтому они используются в основном при приближённых расчётах или в случае недостатка исходной информации для применения точных методов.

Расчет с использованием коэффициента спроса.

Коэффициент спроса k_с– отношение расчетной нагрузки к номинальной.

Расчётная нагрузка определяется методом k_спо формуле: Рр =k_с*Р_н, кВт

1. Метод удельных показателей. Имеет 2 модификации.

1. Метод удельного расхода.

2. Метод удельных нагрузок.

1. Для расчёта нагрузки методом удельного расхода необходимо использовать следующую исходную информацию.

Wуд -удельный расход электрической энергии, кВт*ч /ед.прод,N– объём выпуска продукции.Т – время выпуска продукции.

2. Для использования метода удельных нагрузок используется следующая информация: Pуд, кВт/м²– удельное значение расчётной нагрузки, которое принимается по данным аналогичных предприятий.F, м²– площадь цеха проектируемого предприятия. Рр = Руд·F.

2. Метод коэффициента спроса. Коэффициент спросаk_с– отношение расчетной нагрузки к номинальной. Кс = Рр/Рн; Рр = Кс·Рн.

studfiles.net

Пособие к «Указаниям по расчету электрических нагрузок»

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ,
ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ
ТЯЖПРОМЭЛЕКТРОПРОЕКТ

ПОСОБИЕ
К «УКАЗАНИЯМ ПО РАСЧЕТУ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК»

(вторая редакция)

Главный инженер института

А. Г. Смирнов

Начальник технического

отдела

А. А. Шалыгин

Зав. лабораторией

Б. Д. Жохов

Главный инженер проекта

Л. Б. Годгельф

Москва 1993 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Расчет электрических нагрузок — наиболее ответственный расчет, выполняемый при проектировании системы электроснабжения каждого предприятия любой отрасли народного хозяйства. Результаты расчета в значительной степени определяют размеры капитальных вложений в энергетическое строительство. Расчеты электрических нагрузок выполняются практически всеми проектными организациями страны.

В целях упорядочивания методов расчета электрических нагрузок в 1968 г. были введены в действие «Указания по определению электрических нагрузок в промышленных установках», разработанные специальной комиссией по электрическим нагрузкам при ЦЕНТОЭП совместно с институтом Тяжпромэлектропроект и утвержденные Союзглавэнерго при Госплане СССР. В этих Указаниях были впервые в мире реализованы научные исследования в области вероятностных методов формирования электрических нагрузок и предложены инженерные методы их расчета. В последующие годы в стране проводились работы по совершенствованию расчетов электрических нагрузок. При этом практически во всех работах производились попытки уточнения расчетного значения коэффициента максимума К

М. В институте Тяжпромэлектропроект был проведен ряд научно-технических советов по вопросу расчета электрических нагрузок с привлечением ведущих научно-исследовательских и проектных институтов, высших учебных заведений.

В результате комплекса научно-исследовательских работ, проведенных институтом Тяжпромэлектропроект, установлено, что, основной причиной завышения расчетных электрических нагрузок является завышение средней расчетной нагрузки.

Были выполнены обследования электропотребления заводов черной металлургии в 1986 г. и введен в действие технический циркуляр ВНИПИ Тяжпромэлектропроект № 354-86 от 17 апреля 1986 г., позволивший в значительной степени сблизить расчетные и фактические электрические нагрузки на шинах цеховых и главных понижающих подстанций на предприятиях черной металлургии. Этой же цели была посвящена научно-исследовательская работа, выполненная в институте Тяжпромэлектропроект в 1988 г. Разработка была положена в основу «Указаний по расчету электрических нагрузок» (шифр М788-1068), введенных техническим циркуляром ВНИПИ Тяжпромэлектропроект № 358-90 в опытно-промышленное внедрение сроком на 3 года. За прошедшее время были получены замечания к Указаниям от подразделений ВНИПИ Тяжпромэлектропроект и от ряда электротехнических отделов технологических ГИПРО. Анализ полученных замечаний, а также разработка программы автоматизированного расчета электрических нагрузок на ПЭВМ вызвали необходимость внесения ряда корректив в Указания 1990 г. Откорректированная редакция Указаний (РТМ 36.18.32.4-92) вводится в действие с 1 января 1993 г. Она была опубликована в издаваемых институтом Тяжпромэлектропроект «Инструктивных и информационных материалах по проектированию электроустановок» № 7-8 за 1992 г. В Указания были внесены следующие основные изменения.

1. Эффективное число электроприемников n_э рекомендуется определять по выражению

.

При значительном числе электроприемников (магистральные шинопроводы, шины цеховых трансформаторных подстанций, в целом по цеху, корпусу, предприятию) эффективное число электроприемников можно определять по упрощенному выражению

.

2. Внесены соответствующие изменения в расчетный формуляр (форма Ф636-92), который принят единым независимо от способа определения n_э. В формуляре произведение К_иР_н представлено не как средняя нагрузка, каковой оно не является, а как промежуточная расчетная величина.

3. Пункт 3.9 Указаний дополнен требованием, что расчетная мощность любой группы ЭП не может быть меньше номинальной мощности наиболее мощного ЭП группы. Требование введено с целью исключить случаи, когда сечение кабеля к индивидуальному ЭП, выбираемое по номинальной мощности, оказывается больше сечения кабеля питающей сети.

4. Откорректированы значения коэффициентов одновременности К_о (табл. 3) приближением их к значениям, полученным при статистической обработке результатов обследований. Основанием для корректировки послужил анализ расчетного и фактического электропотребления на шинах 6-10 кВ распределительных и главных понижающих подстанций промышленных предприятий.

5. Скорректировано выражение для определения годового расхода электроэнергии, так как при определении расхода электроэнергии следует использовать не верхнюю границу возможных значений, а наиболее вероятное значение максимальной нагрузки.

6. Выполнена увязка с «Указаниями по расчету средств КРМ в сетях общего назначения промышленных предприятий». Техническим циркуляром ВНИПИ Тяжпромэлектропроект № 359-92 было рекомендовано внести соответствующие коррективы и в выпущенное в 1990 г. Пособие, и в целях ускорения внедрения усовершенствованного метода расчета нагрузок институт Тяжпромэлектропроект разработал вторую редакцию Пособия, в котором даны примеры расчетов электрических нагрузок, обозначена их взаимосвязь с проектированием систем электроснабжения на различных стадиях выполнения проектных работ, приведены справочные материалы по расчетным коэффициентам. Согласно произведенным оценочным расчетам применение усовершенствованного метода расчета электрических нагрузок по сравнению с ранее действовавшими «Указаниями по определению электрических нагрузок в промышленных установках» снижает расчетные значения электрических нагрузок в пределах от 15 до 30 % и в значительной мере устраняет расхождение между расчетным и фактическим электропотреблением.

В настоящем Пособии не рассматриваются методы расчета специфических электрических нагрузок (см. п. 1.3 Указаний). В табл. 1.1 приведен перечень ряда разработок по расчету электрических нагрузок для подобных электроприемников, которыми рекомендуется пользоваться при проектировании электроустановок.

Таблица 1.1

Наименование электроприемников	Наименование разработки, шифр, место публикации
Электроосвещение промышленных предприятий	СН 357-77 — Инструкция Госстроя СССР по проектированию силового и осветительного электрооборудования промышленных предприятий. М.: Стройиздат, 1977 г.
Электроосвещение и силовое электрооборудование жилых и общественных зданий	ВСН 59-88 — Инструкция Госкомархитектуры при Госстрое СССР «Электрооборудование жилых и общественных зданий» // Светотехника. 1989. № 6 и 7
Машины контактной сварки	Рекомендации по расчету электрических нагрузок и выбору сетей, питающих установки для контактной сварки / ВНИПИ ТПЭП (Москва) и Горьковское отделение ГПИ Электропроект. Шифр М788-917.1983 г.
Мощные электроприемники прокатных станов и дуговых электросталеплавильных печей	Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. В. И. Круповича, Ю. Г. Барыбина, М. Л. Самовера. М.: Энергия, 1980
Дуговые сталеплавильные печи ДСП-100И7	Инструктивные указания по проектированию электротехнических промышленных установок. 1989. № 3 (ВНИПИ Тяжпромэлектропроект)
Однофазные электроприемники	Нормаль Тяжпромэлектропроекта М145-67 или Инструктивные указания по проектированию электротехнических промышленных установок. 1969. № 9
Потребители предприятий автомобильной промышленности	Руководящий технический материал РТМ 37.047.041-84 и РТМ 37.047.023-82. Арх. № 19479 и 19104 / Гипроавтопром. Москва
Угольные шахты, разрезы, обогатительные и брикетные фабрики	Инструкция по проектированию электроустановок угольных шахт, разрезов, обогатительных и брикетных фабрик / Центрогипрошахт. Москва, 1991 г.

Целью разработки новых материалов по расчету нагрузок промышленных электрических сетей является повышение точности расчета при сохранении, в основном, традиционной последовательности операций, производимых расчетчиком, и расчетных форм, а также обеспечении возможности использования существующих информационно-справочных материалов по расчетным коэффициентам электроприемников (К_и, cosj/tgj).

Основная погрешность при использовании «Указаний по определению электрических нагрузок в промышленных установках» 1968 г. [1], основанных на методе упорядоченных диаграмм, заключается в том, что в аналитических выражениях для получения значений расчетной нагрузки групп электроприемников в качестве исходных данных предполагалось использование числовых характеристик функции случайных величин k_и (математического ожидания  характерных групп и средне-квадратичного отклонения sk_и в этих группах [2]). Однако, в связи с необходимостью проведения исключительно большого объема работ для получения этих характеристик, авторами [1] при формировании расчетной таблицы и номограммы использовалось заведомо завышенное значение sk_и = 0,316, единое для всех групп электроприемников [3], а в качестве исходных данных рекомендовались справочные материалы, в которых приведены не математические ожидания , а наибольшие значения k_и, которые для данной характерной группы могут быть превышены с вероятностью не более 0,05. Указанные допущения, принятые в [1], привели к значительному завышению средней компоненты Р_с расчетной активной мощности. Средняя компонента мощности Р_с = р_н k_и возможна лишь у 5 % одиночных электроприемников рассматриваемой характерной категории, а уже в группе из трех электроприемников вероятность того, что фактическое значение  равна 0,05³» 0,00012, т.е. фактическое значение Р_с группы электроприемников ниже расчетного.

В соответствии с изложенным  следует рассматривать как верхнюю границу возможных значений средней расчетной нагрузки, которая для групп электроприемников заведомо превышает фактическую среднюю компоненту расчетной нагрузки, а при достаточно большом числе электроприемников в группе превышает максимальную по условию допустимого нагрева (расчетную) нагрузку, т.е. фактическое значение .

На основании статистического анализа фактических значений средней мощности групп электроприемников, подключенных к шинам цеховых ТП, получены уравнения регрессии, характеризующие корреляционную связь между математическим ожиданием  на шинах ТП в зависимости от расчетного значения  и уравнения, характеризующего верхнюю границу возможных значений Р_с на шинах ТП в зависимости от  [4].

Модификацией статистического метода расчета электрических нагрузок [2] в аспекте перехода от детерминированного представления средней компоненты расчетной нагрузки к вероятностному, когда при определении средней компоненты расчетной нагрузки учитывается ее зависимость от числа электроприемников в группе и упомянутых выше уравнений регрессии, получены аналитические выражения, позволяющие определять значение расчетной нагрузки с учетом фактической постоянной времени нагрева соответствующего элемента системы электроснабжения. Принципиально возможно, применяя двухстадийный расчет с использованием таблиц настоящего пособия, определять для каждого элемента системы электроснабжения расчетную нагрузку с учетом постоянной времени этого элемента. Однако, в целях сохранения одностадийности расчетов, в Указаниях было решено использовать наименьшие возможные значения постоянных времени нагрева:

для сетей напряжением ниже 1000 В Т = 10 мин;

для сетей напряжением выше 1000 В Т = 30 мин;

для трансформаторов (независимо от мощности) и магистральных шинопроводов Т = 2,5 ´ 60 = 150 мин.

Как было показано выше, при достаточно большом числе электроприемников в группе Р_рс = , т.e. P_р/P_с К_р = P_р/P_с.

Для малых групп электроприемников напряжением ниже 1000 В К_р > 1 является аналогом коэффициента максимума, применяющегося в методе упорядоченных диаграмм и [1], а при достаточно больших n_э К_р5].

По аналитическим выражениям для К_р = f (К_и, n_э; T = 10 мин) были получены таблицы и номограммы, позволяющие определять К_р для сетей напряжением ниже 1000 В аналогично тому, как определялся коэффициент максимума в [1]. Учитывая фактическое значение постоянных времени нагрева сетей напряжением выше 1000 В, для них, независимо от числа электроприемников в группе, всегда соблюдается условие К_р£ 1, вследствие чего в расчетах принимается К_р = 1, Р_р = .

Для трансформаторов значение К_р принимается в соответствии с табл. 2 Указаний, учитывающей значение К_р и эффективное число электроприемников.

Как и в работе [2], аналитические выражения и соответствующие им расчетные таблицы и номограммы получены с учетом того, что случайные значения электрической нагрузки соответствуют нормальному (Гауссову) закону распределения. Однако при малых выборках закон распределения может отличаться от нормального, и в [1 и 2] для получения расчетной нагрузки использовалась сумма их номинальных значений. В настоящей работе учтено, что при малых выборках из нормальной генеральной совокупности оценка расчетной нагрузки может производиться с использованием t коэффициентов распределения Стьюдента при ограничении области значений К_с (К_с£ 0,8), Такой подход позволил осуществить единообразную методику определения К_р во всем диапазоне возможных значений n_э.

При увеличении числа N_Т цеховых трансформаторов, подключенных к узлу нагрузки (секция РП, ГПП), граница наибольших возможных значений нагрузки ТП смещается к линии регрессии, характеризующей корреляционную зависимость математического ожидания Р_с от  и при N_Т® ¥ совпадает с ней. С учетом этого фактора получены аналитические выражения зависимости коэффициента одновременности от N_Т и К_и в рассматриваемом узле нагрузки.

В соответствии с ПУЭ для выбора сечения проводников потребителей, работающих в повторно-кратковременном режиме этот режим должен быть приведен к продолжительности включения ПВ 100 % умножением номинальной мощности на  (Р_р = Р_пасп).

Это правило необходимо соблюдать при определении расчетной нагрузки отдельных электроприемников, работающих в повторно-кратковременном режиме. Однако при определении расчетной нагрузки группы, в которую входят электроприемники, работающие в повторно-кратковременном режиме, в качестве установленной мощности следует принимать паспортное значение, так как фактор кратковременности работы этих потребителей учитывается коэффициентом k_и = k_в k_з = Р_с/Р_пасп.

Более подробно теоретические аспекты модифицированного статистического метода приведены в работе [4].

Расчеты электрических нагрузок должны производиться при разработке ТЭО (ТЭР), на стадиях проект, рабочий проект, рабочая документация. Также должны оцениваться электрические нагрузки и при выполнении схем развития. Однако цели расчета электрических нагрузок при различных стадиях проектирования разные.

3.1. При предпроектной проработке (схема развития, ТЭО, ТЭР) должна определяться результирующая электрическая нагрузка предприятия, позволяющая решить вопросы его присоединения к сетям энергосистемы и наметить схему электроснабжения промышленного предприятия на напряжении сети энергосистемы в точке балансового разграничения. На этих стадиях расчет электрических нагрузок на форме Ф636-92 не производится. Ожидаемая электрическая нагрузка определяется либо по фактическому электропотреблению предприятия-аналога, либо по достоверному значению коэффициента спроса при наличии данных об установленной мощности всех электроприемников, либо по удельным показателям электропотребления (п. 2.14 Указаний). Точность определения ожидаемой электрической нагрузки зависит в значительной степени от полноты имеющейся статистической информации по электропотреблению действующих промышленных предприятий отрасли. К сожалению, эта информация в большинстве случаев недостаточна или вообще отсутствует, что весьма затрудняет определение достоверного значения ожидаемой электрической нагрузки. Поэтому важнейшей задачей головных проектных организаций является создание полноценного банка данных по электропотреблению предприятий отрасли.

При определении ожидаемой электрической нагрузки предприятия по удельным показателям электропотребления (например, удельному расходу электроэнергии на единицу продукции) следует иметь ввиду, что показатели удельных расходов должны включать в себя не только электропотребление основных технологических механизмов, но и электропотребление вспомогательных механизмов, обеспечивающих технологический процесс (водоснабжение, газоснабжение, сантехнические устройства, очистные установки и т.п.). Доля последних в электропотреблении значительна и имеет тенденцию к росту особенно в связи с необходимостью выполнения требований по экологии.

3.2. На стадии проект производится расчет электрических нагрузок в целях выполнения схемы электроснабжения предприятия на напряжение 10 (6) кВ и выше, выбора и заказа электрооборудования цеховых трансформаторных, распределительных и главных понижающих подстанций, элементов электрических сетей на напряжение 10 (6) кВ и выше.

Расчет электрических нагрузок производится параллельно с построением системы электроснабжения в следующей последовательности.

3.2.1. Выполняется расчет электрических нагрузок ЭП напряжением до 1 кВ в целом по корпусу (предприятию) в целях предварительного выявления общего количества и мощности цеховых трансформаторных подстанций, устанавливаемых в корпусе (на предприятии).

3.2.2. Выполняется расчет электрических нагрузок на напряжении 10 (6) кВ и выше на сборных шинах распределительных и главных понижающих подстанций.

3.2.3. Определяется расчетная электрическая нагрузка предприятия в точке балансового разграничения с энергосистемой.

3.2.4. Производится окончательный выбор числа и мощности трансформаторных подстанций с учетом выбранных согласно РТМ 36.18.32.6-92 средств КРМ.

3.3. На стадии рабочий проект расчеты электрических нагрузок рекомендуется выполнять в следующей последовательности.

3.3.1. Выполняется расчет электрических нагрузок ЭП напряжением до 1 кВ в целом по корпусу (предприятию) и предварительно определяются количество и мощность цеховых трансформаторных подстанций и их месторасположение.

3.3.2. Производится расчет электрических нагрузок питающих сетей напряжением до 1 кВ и на шинах каждой цеховой трансформаторной подстанции. Расчет ведется одновременно с построением питающей сети напряжением до 1 кВ. Целью расчетов является определение расчетных токов для выбора сечений проводников питающих сетей напряжением до 1 кВ и выбора защитных аппаратов.

3.3.3. Выполняется расчет электрических нагрузок на напряжении 10 (6) кВ и выше на сборных шинах распределительных и главных понижающих подстанций.

3.3.4. Определяется расчетная электрическая нагрузка предприятия в точке балансового разграничения с энергосистемой.

3.3.5. Производится окончательный выбор числа и мощности трансформаторных подстанций с учетом устанавливаемых согласно РТМ 36.18.32.6-92 средств КРМ.

3.4. На стадии рабочая документация при двустадийном проектировании, когда количество и мощности подстанций определены на предыдущей стадии проектирования, выполняется только расчет электрических нагрузок питающих сетей напряжением до 1 кВ и на шинах каждой цеховой трансформаторной подстанции. В тех случаях, когда количество и мощности подстанций не определены на предыдущей стадии проектирования или меняются исходные данные по сравнению с ранее выданными заданиями на проектирование, последовательность расчетов электрических нагрузок должна быть аналогичной последовательности расчетов их на стадии рабочего проекта.

3.5. Последовательность расчетов электрических нагрузок в зависимости от стадии проектирования представлена в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Последовательность расчетов электрических нагрузок	Стадии проектирования
	ТЭО (ТЭР), предпроектная работа	проект	рабочий проект	рабочая документация при двустадийном проектировании
				примечание 1	примечание 2
1	2	3	4	5	6
1. Расчет электрических нагрузок ЭП до 1 кВ в целом по корпусу (предприятию)		+	+	—	+
II. Расчет электрических нагрузок питающих сетей до 1 кВ и на шинах цеховых ТП		—	+	+	+
III. Расчет электрических нагрузок на напряжении 10 (6) кВ и выше	См. примечание 3	+	+	—	+
IV. Расчет электрической нагрузки в точке балансового разграничения с энергосистемой		+	+	—	+

Примечания:

1. Мощности и месторасположение подстанций определены на предыдущей стадии проектирования.

2. Мощности и месторасположение подстанций не определены или меняется задание на проектирование, выданное на предыдущей стадии.

3. При предпроектной проработке (схема развития, ТЭО, ТЭР) расчетная электрическая нагрузка определяется по электропотреблению предприятия-аналога или по удельным показателям электропотребления.

4.1. Расчет выполняется на форме Ф636-92.

4.2. Исходными для расчета данными являются таблицы — задания от технологов, сантехников и др. смежных подразделений, в которых указываются данные электроприемников, устанавливаемых в каждом корпусе, здании, сооружении предприятия.

4.3. Количество выполняемых расчетов определяется генеральным планом и энергоемкостью предприятия, что проиллюстрировано ниже для ряда наиболее характерных планировочных решений промышленных предприятий.

4.3.1. Предприятие состоит из главного корпуса, где размещено основное производство, и ряда вспомогательных цехов и сооружений с незначительным электропотреблением, питание которых предполагается осуществить от отдельно стоящих или сблокированных со зданиями вспомогательных цехов трансформаторных подстанций. Расчет электрических нагрузок производится отдельно для ЭП до 1 кВ главного корпуса и для ЭП до 1 кВ всех вспомогательных цехов и сооружений. При питании вспомогательных цехов и сооружений от цеховых трансформаторных подстанций главного корпуса расчет электрических нагрузок ЭП до 1 кВ выполняется для предприятия в целом.

4.3.2. Предприятие состоит из нескольких энергоемких корпусов. Расчет электрических нагрузок производится для каждого корпуса отдельно.

4.3.3. Предприятие состоит из нескольких небольших цехов, размещаемых в отдельных зданиях. Для питания предприятия достаточна установка нескольких трансформаторных подстанций. Расчет электрической нагрузки производится для предприятия в целом.

4.3.4. Предприятие размещено на нескольких промплощадках. Расчет электрических нагрузок ЭП до 1 кВ следует выполнить отдельно для каждой промплощадки.

4.4. Эффективное число электроприемников рекомендуется определять по приближенной формуле n_э = 2SР_н/р_н.макс. Все ЭП группируются по характерным категориям с одинаковыми К_и и tgj независимо от мощности ЭП. Для каждой характерной группы определяются расчетные величины К_иР_н и К_иР_нtgj.

4.5. По средневзвешенному коэффициенту использования и эффективному числу электроприемников определяются по табл. 2 Указаний расчетный коэффициент нагрузки и расчетная мощность ЭП напряжением до 1 кВ в целом по корпусу, предприятию.

4.6. Пример расчета электрических нагрузок ЭП напряжением до 1 кВ промпредприятия, отвечающего признакам п. 4.3.1, приведен в табл. 4.1.

4.7. В случае наличия данных по предприятию-аналогу или достоверных данных по коэффициентам спроса или удельному электропотреблению аналогичных производств расчет электрических нагрузок электроприемников до 1 кВ в целом по корпусу (предприятию), выполняемый согласно п. 4.1, может не производиться.

4.8. Количество и мощность цеховых трансформаторных подстанций, общая мощность конденсаторных батарей, устанавливаемых в сети до 1 кВ, окончательно определяются согласно указаниям по компенсации реактивной мощности и сетях общего назначения.

5.1. Расчет выполняется на форме Ф636-92.

5.2. Расчет проводится одновременно с формированием питающих сетей. Цель расчета — определение расчетных токов элементов питающей сети, выбор сечений проводников по нагреву и типов распределительных устройств напряжением до 1 кВ.

5.3. Расчет электрических нагрузок производится в последовательности, обратной направлению питания, т.е. от низших ступеней распределения электроэнергии к высшим.

5.4. Узлы питания группируются исходя из территориального расположения ЭП (по участкам, отделениям, цехам).

Для каждого узла питания (распределительный пункт, шкаф, сборка, распределительный и магистральный шинопроводы, щит станций управления и т.п.) ЭП группируются по характерным категориям с одинаковыми К_и, tgj и номинальной мощностью. Для каждой характерной группы определяются расчетные величины К_иР_н, К_иР_нtgj, .

Для синхронных двигателей до 1 кВ в графе 8 указывается номинальная реактивная мощность Р_нtgj со знаком минус.

При многоступенчатой схеме распределения электроэнергии при определении нагрузки вышестоящей ступени суммируются расчетные величины К_иР_н, К_иР_нtgj, n всех узлов питания, подключенных к данной ступени.

5.5. Эффективное число ЭП определяется по формуле n_э =  /.

5.6. Для каждого из перечисленных в п. 5.4 узлов питания в зависимости от средневзвешенного коэффициента использования и эффективного числа электроприемников по табл. 1 или номограмме (см. Указания) определяется коэффициент расчетной мощности К_р.

5.7. Расчетная активная мощность узла питания определяется по расчетной величине К_иР_н и соответствующему значению К_р:

Р_р = К_рК_иР_н.

5.8. Расчетная реактивная мощность узла питания определяется в зависимости от n_э:

при n_э £ 10                                         Q_p = 1,1К_иР_нtgj;

при n_э > 10                                         Q_p = К_иР_нtgj.

5.9. При расчете электрической нагрузки магистральных шинопроводов суммируются итоговые расчетные величины К_иР_н, К_иР_нtgj, n всех узлов питания, подключенных к магистральному шинопроводу. Определяются средневзвешенный коэффициент использования и эффективное число электроприемников, затем по табл. 2 Указаний определяется коэффициент расчетной нагрузки К_р.

Результирующая расчетная нагрузка магистрального шинопровода определяется по выражениям:

Р_р = К_рК_иР_н;

Q_p = К_рК_иР_нtgj;

S_р = .

5.10. При формировании питающей сети напряжением до 1 кВ рекомендуется руководствоваться следующими соображениями.

5.10.1. Каждый участок или отделение цеха следует питать от одного или нескольких распределительных устройств до 1 кВ, от которых не должны, как правило, питаться другие участки или отделения цеха. Также желательна привязка цеховых трансформаторных подстанций к определенным цехам, если этому не препятствует незначительность электрической нагрузки.

5.10.2. При построении питающей сети следует учитывать указания о раздельном учете электроэнергии для различных цехов за исключением случаев, когда это приводит к значительному удорожанию питающих сетей.

5.10.3. Для крупных цехов следует выделять отдельные цеховые подстанции, сооружаемые в первую очередь и предназначенные для питания электроприемников (отопление, вентиляция, краны, освещение и др.), работа которых необходима для ведения монтажных работ и закрытия корпуса, здания в зимнее время.

5.10.4. Цеховая трансформаторная подстанция должна, по возможности, располагаться у центра нагрузок. Это требование также должно выполняться при размещении распределительных устройств напряжением до 1 кВ.

5.10.5. Питающие сети напряжением до 1 кВ должны формироваться таким образом, чтобы длина распределительной сети напряжением до 1 кВ была, по возможности, минимальной.

5.10.6. Магистральные сети являются по сравнению с радиальными сетями в большинстве случаев более экономичными.

5.10.7. При более или менее равномерно распределенной загрузке шаг прокладки магистралей зависит от плотности нагрузки. Например, при прокладке магистральных шинопроводов на ток 1600 А могут быть рекомендованы указанные соотношения.

Плотность нагрузки, кВ×А/м2	0,05	0,1	0,2	0,35	0,5	1
Шаг прокладки магистралей, м	48	36	24	18	18, 12	12

5.10.8. Питающие сети должны прокладываться преимущественно открыто. Применение трубных электропроводок должно обосновываться.

5.11. Пример расчета электрических нагрузок для силовых сетей общего назначения напряжением до 1 кВ представлен в табл. 5.1. Расчет был произведен для следующей принципиальной схемы.

aquagroup.ru

Расчет электрических нагрузок

Расчет электрических нагрузок

Расчет электрчиеских нагрузок является одной из самых сложных и ответственных опрераций при проектировании, поскльку напрямую связан с затратами заказчика на технологическое присоединение. Основываясь на расчет нагрузок потребитель подает заявку в электросетевую компанию с величиной мощности, определенной в проекте. При этом многолетний опыт показывает, что установленное оборудование нагружено на половину, что дает основание говорить о неверном расчете нагрузок при проектировании.

Расчет нагрузок застройки позволияет получить экономию, в разы превышающую стоимость расчета.

В настоящее время расчет электрических нагрузок жилых и общественных зданий должен выполняться согласно Своду Правил по проектированию и строительству СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий», который одобрен и рекомендован Госстроем России от 26.10. 2003г. № 194 и согласован: Госэнергонадзором России от 26.03.2003г.№ 32-01-07/41 и ГУГПС МЧС России от 26.10.2003г. №18/4/2834.

В соответствии с п.6.2 СП 31-100-2003 расчетная нагрузка питающих линий, вводов и на шинах РУ-0,4 кВ ТП от электроприемников квартир определяется по формуле:

где P_кв.уд — удельная нагрузка электроприемников квартир, принимаемая по таблице 6.1 в зависимости от числа квартир, присоединенных к линии.

В соответствии с п. 6.10 СП-31-110-2003 расчетная нагрузка жилого дома (квартир и силовых электроприемников) P_(ж.д) определяется по формуле:

P_ж.д.=P_кв.+0,9∙P_с (2)

где P_кв. — расчетная нагрузка электроприемников квартир, кВт;

P_с — расчетная нагрузка силовых электроприемников (лифтов и доп оборудования), кВт.

Расчетную нагрузку питающей линии (трансформаторной подстанции) при смешанном питании потребителей различного назначения (жилых домов и общественных зданий или помещений), кВт, определяют по формуле:

P_р=P_{(зд.макс)}+K₁∙P_зд1+K₂∙P_зд2…+K_n∙P_здn (3)

где P_{(зд.макс)} — наибольшая из нагрузок, питаемых линией (трансформаторной подстанцией), кВт;

На основании приведенных пунктов Свода Правил расчетная нагрузка на шинах РУ 0,4 кВ ТП по многосекционным жилым домам определяется не путем суммирования расчетных нагрузок на вводах ВРУ, что является грубым нарушением требований СП 31-110-2003, а определяется по таблице 6.1 для каждого элемента сети в зависимости от числа квартир, то есть для шин РУ 0,4 кВ ТП – от общего количества квартир, присоединенных к данной ТП.

Расчет нагрузок по всей застройке (на РП) производится аналогичным образом, учитывая потребителей различного назначения по формуле (3).

Пример:

Исходные данные:

Жилой дом №1 с количеством квартир 160 и нежилыми помещениями площадью 417 м2 (предприятия торговли) с электрическими плитами в квартирах, до 8,5 кВт.

Жилой дом №2 с количеством квартир 160 и нежилыми помещениями площадью 417 м2 (предприятия торговли) с электрическими плитами в квартирах, до 8,5 кВт.

Расчет нагрузок, приведенный к ВРУ дома:

При расчете нагрузки на ВРУ применяется формула (1) и (2)

P_кв=P_(кв.уд)∙n (1)

P_(ж.д.)=P_(кв.)+0,9∙P_с. (2)

Р_р=Р_{p кв} + 0,9 * (ΣР_{с эл.пр.} + К_с * ΣР_л)

N_кв = 160шт.; Р_уд = 1,416 кВт/кв

Ркв = 160 * 1,416 = 226,56кВт

ΣР_л = Р_г.л + Р_п.л = 9,5 + 6 = 15,5кВт

ΣР_{с эл.пр.} = ЩНСПД + ЩИТП= 6,0 + 5,0 = 11,0кВт

Рp = 226,56 + 0,9 х (11,0 + 0,9 х 15,5) = 249,015кВт

Рр = Р_уд х S_пом = 0,2 х 417,0 = 83,4кВт — нагрузка нежилых помещений.

Вывод №1: нагрузка одного жилого дома на ВРУ составляет 249,015 кВт для ВРУ, питающего жилые помещения и 83,4 кВт для ВРУ, питающего нежилые помещения.

Расчет нагрузок от двух домов №1 и №2, приведенный к ТП:

Определяем суммарное количество квартир в домах №2 и дома №3

N_кв = 160+160 = 320 шт.; Р_уд = 1,31 кВт/кв

Р_кв = 320 * 1,31 = 419.2 кВт

По формуле (3) определяем расчетную нагрузку на трансформаторной подстанции при смешанном питании потребителей:

P_р=P_{(зд.макс)}+K₁∙P_зд1+K₂∙P_зд2+…+K_n∙Pздn (3)

P_р=419,2+83,4∙0,5+83,4∙0,5=586 кВт

Где 0,5 – коэффициент, учитывающий долю электрических нагрузок предприятий торговли в наибольшей нагрузке от квартир, взятый по таблице 6.13.

Вывод №2: результирующая нагрузка на ТП от двух жилых домов в соответствии с правилами расчета, приведенными в СП 31-110-2003 равна 586 кВт.

Мощность, полученная при суммировании отдельных мощностей, приведенных к ВРУ является грубым нарушением СП 31-110-2003 не может быть использована как расчетная:

249,015+249,015+83,4+83,4 = 664,83 кВт – расчет неверный.

Аналогичным образом следует выполнять расчет нагрузки в точке присоединения (на РП) для всей застройки.

electro-faq.ru

Расчет электрической нагрузки.

ВВЕДЕНИЕ

 

Системы электроснабжения являются одним из важнейших компонентов систем жизнеобеспечения. Эти системы превратились в самостоятельную область электроэнергетики, и вопросы их эффективного функционирования имеют важное народнохозяйственное значение.

Системой электроснабжения называется совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электроэнергией. Она является составной частью электроэнергетической системы, осуществляющей единый процесс производства, передачи, преобразования и потребления электроэнергии. Общность и различие систем электроснабжения обусловлены характером производства, его технологическими процессами. В любой системе электроснабжения непосредственными потребителями электрической энергии являются электроприемники (аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии) или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещенных на определенной территории. Они разделяются на три категории.

Для электроприемников первой категории не допускается перерывов в электроснабжении; для электроприемников второй категории допускаются перерывы в электроснабжении на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной бригадой; для электроприемников третьей категории допускаются перерывы в электроснабжении, вызванные аварией или ремонтом, на время, не превышающее одних суток.

Распределительные сети систем электроснабжения по структуре построения могут быть радиальными, магистральными и смешанными. Магистральные схемы являются относительно дешевыми, но малонадежными, радиальные же надежнее, но стоят гораздо дороже. Поэтому системы электроснабжения обычно содержат элементы радиальных и магистральных схем, т. е. являются смешанными, причем сложность схемы определяется категорией электроприемников и суммарной электрической нагрузкой электрифицируемого объекта.

Особенностью систем электроснабжения промышленных предприятий является компактность расположения электроприемников, значительная мощность отдельных из них и, в связи с этим, глубокий ввод напряжением 110-220 кВ, большое количество электроприемников первой категории, применение мощных трансформаторов, кабельных линий большого сечения и различных токопроводов.

Характеристика приемников электроэнергии и определение категории электроснабжения.

 

Таблица 1- Перечень ЭО ремонтно-механического цеха

№ на плане	Наименование электрического приёмника	Рэп, кВт	Примечание
1, 31, 42	Краны мостовые		ПВ=25%
2, 3, 14	Станки продольно-строгальные
15…17	Станки плоско-шлифовальные	4,5	1-фазные
4…8, 32…35, 39…41	Станки токарно-револьверные	8,5
9…13	Станки токарные
18, 19	Станки вертикально-сверлильные		1-фазные
	Станок расточный	9,5
21, 22	Станки фрезерные	4,8
23, 24	Станки радиально-сверлильные	12,2
	Электрическая печь сопротивления
26, 27	Электрические печи индукционные
28…30	Печи электродуговые
36, 37, 38	Вентиляторы	4,5

 

Электроснабжение объекта может осуществляться от собственной электростанции, энергетической системы при наличии собственной электростанции.

Требования, представляемые к надёжности электроснабжения от источников питания, определяются потребляемой мощностью объекта и его видом.

Приёмники электрической энергии в отношении обеспечения надёжности электроснабжения разделяются на несколько категорий.

Первая категория – электроприёмники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный экономический ущерб, повреждение дорогостоящего оборудования, расстройство сложного технологического процесса, массовый брак продукции.

Из состава электроприёмников первой категории выделяется особая группа (нулевая категория) электроприёмников, бесперебойная работа которых не обходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы для жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего оборудования.

Вторая категория – электроприёмники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовым недоотпускам продукции, массовым простоям рабочих, механизмов. Допустимый интервал продолжительности нарушения электроснабжения для электроприёмников второй категории не более 30 минут.

Третья категория – все остальные электроприёмники, не подходящие под определение первой и второй категорий.

Электроприёмники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, при отключении одного из них переключение на резервный должно осуществляться автоматически. Согласно определению ПУЭ независимыми источниками питания являются такие, на которых сохраняется напряжение при исчезновении его на других источниках, питающих эти электроприёмники. Согласно ПУЭ к независимым источникам могут быть отнесены две секции или системы шин одной или двух электростанций или подстанций при соблюдении следующих условий:

— каждая эта секция или система шин питается от независимых источников.

— секции шин не связаны между собой или же имеют связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из секций шин.

Для электроснабжения электроприёмников особой группы должен предусматриваться дополнительный третий источник питания, мощность которого должна обеспечивать безаварийную остановку процесса.

Электроприёмники второй категории рекомендуется обеспечивать от двух независимых источников питания, переключение можно осуществлять не автоматически.

Электроснабжение электроприёмников третьей категории может выполняться от одного источника при условии, что перерывы электроснабжения. необходимые для ремонта и замены поврежденного оборудования, не превышают одних суток.

Электрооборудование ремонтно-механического цеха относится ко 2 и 3 категориям и могут питаться от одного источника, при условии, что перерывы электроснабжения не превышает одних суток.

 

Составление сводной ведомости электрооборудования.

Таблица 2 — Сводная ведомость электрооборудования

Наименование электрооборудования	Рн , кВт	n	Ки	cosφ	tgφ
3-фазный ДР
Электрическая печь сопротивления			0,75	0,95	0,33
Электрическая печь индукционная			0,75	0,95	0,33
Электродуговая печь			0,75	0,95	0,33
Продольно-строгальные станки			0,17	0,65	1,17
Токарно-револьверные станки	8,5		0,17	0,65	1,17
Токарный станок			0,16	0,6	1,33
Расточный станок	9,5		0,17	0,65	1,17
Фрезерные станки	4,8		0,16	0,6	1,33
Радиально-сверлильные станки	12,2		0,16	0,6	1,33
Вентиляторы	4,5		0,6	0,8	0,75
3-фазный ПКР
Краны мостовые	7,5		0,1	0,5	1,73
1-фазный ДР
Вертикально-сверлильные станки			0,16	0,6	1,33
Плоско-шлифовальные станки			0,17	0,65	1,77

Расчет электрической нагрузки.

 

Расчет однофазных нагрузок

Определим расчетную нагрузку силового щита СЩ-2 сварочного отделения, создаваемую однофазными электроприемниками, включенными на фазное напряжение сети 380/220В.

На фазное напряжение включены:

Электропечь сопротивления двухкамерная со щитом управления и печным трансформатором: К_и=0,55, cosj=0,85; tgj=0,62; n=2. Номинальная мощность печи: Р_н=19 кВт.

Муфельная печь: К_и=0,55, cosj=0,85; tgj=0,62; n=5. Номинальная мощность печи: Р_н=2,2 кВт.

Сушильный шкаф электрический: К_и=0,55, cosj=0,85; tgj=0,62; n=1. Номинальная мощность шкафа: Р_н=2,2 кВт.

Расчет ведется по форме Ф-636-92.

Находим расчетную активную нагрузку.

Электрические нагрузки ЭП однофазного тока должны быть распределены равномерно по фазам. Однофазные ЭП, включенные на фазное и линейное напряжения и распределенные по фазам с неравномерностью Рнф не выше 15 % по отношению к общей мощности трехфазных и однофазных ЭП в группе, учитываются как трехфазные ЭП той же суммарной мощности. Если неравномерность превышает 15 %, то расчетная нагрузка принимается равной утроенной величине наиболее загруженной фазы.

Произведем распределение нагрузок по фазам: одна электропечь сопротивления двухкамерная будет питаться от фазы А, другая – от фазы С, а пять сушильных шкафов и муфельная печь – от фазы В. Тогда фазы будут загружены следующим образом:

Фаза А Р_р.А=19 кВт;

Фаза В Р_р.В=2,2×5+2,2×1=13,2 кВт;

Фаза С Р_р.С=19 кВт.

Определяем расчетные реактивные нагрузки однофазных электроприемников:

 

Q_р.А= Р_р.А×tgj=19×0,62=11,78 кВАр;

Q_р.В= Р_р.В×tgj=13,2×0,62=8,184 кВАр;

Q_р.С= Р_р.С×tgj=19×0,62=11,78 кВАр.

 

Для дальнейшего расчета необходимо учесть утроенное значение наиболее загруженной фазы (А) в расчете трехфазных нагрузок как мощность одного трехфазного потребителя.

Следовательно:

 

Р_р=К_р×3×P_maxф=1,0×3×19=57 кВт. (3.1)

 

Находим расчетную реактивную нагрузку:

 

Q_р=1,1×3× Q_maxф =1,1×3×11,78=12,958 кВАр. (3.2)

 

Определяем полную расчетную мощность:

 

. (3.3)

 

Расчетный ток:

 

. (3.4)

 

 

Расчет трехфазных электрических нагрузок

Расчет ведется по методу коэффициента расчетной нагрузки.

Определяем нагрузку силового щита СЩ-3 кузнечного отделения, от которого питаются следующие электроприемники:

Молот пневматический: К_и=0,25, cosj=0,88; tgj=0,54; n=3. Номинальная мощность: Р_н = 10 кВт.

Обдирно-точильный станок: К_и=0,25, cos=0,84; tgj=0,646; n=2. Номинальная мощность станка: Р_н = 2,8 кВт.

Вентилятор: К_и=0,65, cosj=0,86; tgj=0,593; n=1. Номинальная мощность: Р_н = 4,5 кВт.

Кран-балка электрическая подвесная: К_и=0,06, cosj=0,86; tgj=0,593; ПВ=25%; n = 1. Номинальная мощность: Р_н = 4,5 кВт.

Последовательность вычислений сохраняется.

1. Расчет выполняется по форме Ф 636-92.

2. Узел питания – СЩ-3.

3. Определение суммарной мощности электроприемников:

 

, (3.5)

 

где ni – количество соответствующих электроприемников;

Pнi – номинальная мощность соответствующих электроприемников.

Приводим мощность кран-балки к ПВ=100%:

 

кВт.

.

 

4. Определяем нагрузки за наиболее загруженную смену:

 

Р_см=К_и×n·Р_н; (3.6)

Q_см=Р_см×tgj. (3.7)

 

1) Для молота пневматического:

 

Р_см=0,25×(10×3)=7,5 кВт;

Q_см=7,5×0,54=4,05 кВАр.

 

2) Для обдирно-точильного станка:

 

Р_см=0,25×2,8=0,7 кВт;

Q_см=0,7×0,646=0,4522 кВАр.

 

3) Для вентилятора:

 

Р_см=0,65×(1×4,5)=2,925 кВт;

Q_см=2,925×0,593=1,7345 кВАр.

 

4) Для кран-балки электрической подвесной:

 

Р_см=0,06×(1×2,4)=0,144 кВт;

Q_см=0,144×0,593=0,0854 кВАр.

 

5. Определяем групповой коэффициент использования:

, (3.8)

 

где кВт – суммарная сменная нагрузка.

 

.

 

6. Определяем:

 

(3.9)

 

7. Находим эффективное число электроприемников:

 

(3.10)

 

Принимаем целое меньшее число n_э=5.

8. Коэффициент расчетной нагрузки (К_р) в зависимости от К_и=0,282 и n_э=5 составляет К_р=1,417.

9. Находим расчетную активную нагрузку:

 

Р_р=К_р×Р_см=1,417×11,969=16,96 кВт. (3.11)

 

10. Находим расчетную реактивную нагрузку:

 

Q_р=1,1×К_и×Р_н×tgj=1,1×6,774=7,452 кВАр. (3.12)

11. Определяем полную расчетную мощность:

 

. (3.13)

 

12. Расчетный ток:

 

. (3.14)

 

 

Расчет электрических нагрузок по цеху

 

Расчет нагрузки по цеху ведется аналогично расчету трехфазной нагрузки. Электроприемники группируются по характеру нагрузки.

определяется по формуле:

 

. (3.15)

 

Расчет электрической нагрузки освещения

 

Рассчитаем по удельной мощности осветительную установку для кузнечного отделения. Размеры помещения следующие: A = 11 м; B =10 м; h = 10,8 м. Освещение выполняется газоразрядными лампами типа ДРЛ. Значения коэффициентов отражения: r_п = 0,5; r_с = 0,3; r_р = 0,1. Минимальная освещенность – E_min = 200 лк.

Намечаем к установке 4 светильника типа СЗ4ДРЛ. Принимаем значение удельной мощности W = 15 Вт/м². При S = АхВ = 110 м² и количестве светильников N = 4 мощность каждой лампы рассчитывается по формуле:

 

Вт. (3.16)

 

Принимаем ближайшую стандартную лампу 400 Вт.

Определим расчетную активную нагрузку осветительной установки:

 

(3.17)

 

где — коэффициент пускорегулирующей аппаратуры, для ламп типа ДРЛ = 1;

— коэффициент спроса;

 

, Вт — мощность осветительной установки.

Вт;

Вт.

 

Определим расчетную реактивную нагрузку:

 

(3.18)

 

где — коэффициент реактивной мощности для ламп типа ДРЛ.

ВАр.

 

 

Определим процентное соотношение площадей цеха, освещаемых различными типами ламп, а также суммарные нагрузки освещения по цеху.

Площадь цеха составляет:

 

м².

 

Площадь помещений, освещаемых лампами типа ДРЛ (ДРИ) составляет:

 

м².

 

Площадь помещений, освещаемых люминесцентными лампами составляет:

 

м².

 

Площадь помещений, освещаемых лампами накаливания составляет:

 

м².

 

Процентное соотношение площадей цеха, освещаемых различными типами ламп находим по формуле:

(3.19)

;

;

.

 

Определяем общую активную нагрузку освещения:

 

Вт.

 

Определяем общую реактивную нагрузку освещения:

 

ВАр.

 

Полная расчетная мощность осветительной установки:

 

ВА

 

 

stydopedia.ru

Расчёт электрической нагрузки.

 

При расчёте силовых электрических нагрузок важное значение имеет правильное определение электрической нагрузки во всех элементах силовой сети. Завышение нагрузки может привести к перерасходу проводникового материала, удорожанию строительства; занижение нагрузки – к уменьшению пропускной способности электрической сети и невозможности обеспечения нормальной работы силовых электроприёмников

Расчёт начинают с определения номинальной мощности каждого электроприёмника независимо от его технологического процесса средней мощности: мощности, затраченной в течение наиболее загруженной смены, и максимальной расчётной мощности участка, цеха, завода или объекта.

 

2.1. Расчет номинальной мощности.

 

Номинальная мощность – это полезная мощность электроприёмника, совершающая работу. Она указывается в паспортных данных электроустановок, электродвигателей, печей сопротивления, реактивных печей, силовых и печных трансформаторах и др.

 

 

— Определяем мощность осветительной установки:

 

Р_оу = К_з · Р_уд. · F [Вт]

 

К_з – коэффициент запаса (1,2 – 1,5).

Р_уд = 12 – 18 Вт/м.

F – площадь цеха м².

F = 1344 м².

 

Р_оу = 1,2 · 14 · 1344 = 22579,2 Вт. = 22,5 кВт.

 

Производственный цех занимается изготовлением различных деталей и металлоконструкций, необходимых для основного производства. В состав цеха входят различные металлообрабатывающие станки, сварочное и грузоподъёмное оборудование, вентиляторы. Мощность электроприёмников цеха составляет от 5 до 30 кВт. Электроприёмники работают в длительном (металлообрабатывающие станки, вентиляторы) и в повторно кратковременном режимах (грузоподъёмное оборудование ). Электроприёмники цеха работают на переменном 3-х фазном токе (металлообрабатывающие станки, вентиляторы, грузоподъёмное оборудование ) и однофазном токе (освещение). Электроприёмники цеха относятся к третьей категории по требуемой степени надёжности электроснабжения. Окружающая среда в цехе нормальная, поэтому всё оборудование в цехе выполнено в нормальном исполнении. Площадь цеха составляет 1344м².

 

Составляем сводную таблицу нагрузки участка:

 

Таблица 2.1.1

	Pн,квт	P∑ст, квт	Nст	Pоб
1. Спец. токарный станок	5,5+0,75+0,12	6,73		44,59
2. Расточной станок
3. Вертикально-врезерный	3+0,75	3,75
4. Наждак	2,2	2,2		4,4
5. Сверлильный станок	7,5	7,5
6. Заточной станок	1,5	1,5
7. Закалочная установка
8. Круглошлифовальный станок	5,5+2,2	7,7		23,1
9. Токарный полуавтомат	7,5+1,5
10. Балансирующий станок
11. Вертикально-сверлильный	2,2	2,2		6,6
12. Кран мостовой ПВ=25%
13. Агрегатный станок	18,5+3	21,5		64,5
14. Шлифовально-фрезарный стан.	4+0,75	4,75		14,25
15. Вентиляция	4×2,2	8,8		35,2
16. Эл. освещение	0,25	0,25		22,5

2.2. Расчёт сменной мощности.

 

Сменная мощность учитывает количество мощности, израсходованной в период наиболее загруженной смены.

 

Таблица 2.2.1

Наименование	Pн, кВт	Kн	cosφ	Pсм	Qсм	tgφ
Закалочные установки (печь)		0,55	0,95	41,25	13,61	0,33
Вентиляторы	35,2	0,65	0,8	22,88	17,16	0,75
Кран	18,9	0,06	0,45	1,13	2,23	1,98
Электрическое освещение	22,5	0,9	0,95	20,25	6,68	0,33
Станки	256,44	0,14	0,6	35,9	47,7	1,33
ИТОГО	408,04	0,29	0,8	121,41	87,38	0,71

 

 

— Определяем сменные мощности на примере станков:

 

Р_см1 = Р_ном.· К_и = 256,44 × 0,14 = 35,9 (кВт)

К_и – коэффициент использования.

 

Q_см1 = Р_см1·tgφ =35,9 × 1,33 =47,7 (кВар)

 

— Определяем сменные мощности на примере закалочных установок:

 

P_см1 = 75 × 0,55 = 41,25 (кВт)

 

Q_см1 = 41,25 × 0,33 = 13,61 (кВар)

 

— Определяем сменные мощности на примере вентиляторов:

 

P_см1 = 35,2 × 0,65 = 22,88 (кВт)

 

Q_см1 = 22,88 × 0,75 = 17,16 (кВар)

 

— Определяем сменные мощности на примере крана:

 

P_н = P_рас × = 30 × = 18,9

 

P_см1 = 18,9 × 0,06 =1,13 (кВт)

 

Q_см1 = 1,13 × 1,98 = 2,23 (кВар)

 

— Определяем среднее значение cosφ для данного участка цеха:

 

cosφ = ;

 

Р_смΣ – активная сменная суммарная мощность;

S_смΣ – полная сменная суммарная мощность.

 

cоsφ =

 

— Определяем среднее значение tgφ для данного участка цеха:

 

tgφ = ;

 

Q_смΣ – реактивная сменная суммарная мощность.

 

tgφ =

 

— Определяем полную суммарную мощность:

 

кВА.

 

 

— Определяем среднее значение К_и для участка цеха:

 

= 0,28

 

Р_номΣ – номинальная суммарная мощность.

 

Расчет электрической нагрузки производится для выбора питающей трансформаторной подстанции, которая выбирается общей для цеха, или для нескольких цехов, расположенных в непосредственной близости друг от друга. По этому для дальнейшего расчёта общей сменной мощности необходимо определить с учётом нагрузки соседних участков, которая определяется аналогично произведённого расчёта и результаты сводятся в таблицу 2.2.2.

 

Таблица 2.2.2

Наименование нагрузки	N, шт	Pн кВт	Kн	Cos φ	Pсм кВт	Qсм кВар
Нагрузка проектируемого участка		408,04	0,29	0,8	121,41	87,38
Нагрузка соседних участков		2194,5	0,37	0,73
Всего		2602,54	0,35	0,74	933,41	846,38

 

 

lektsia.com

Расчет электрической нагрузки

Для проектирования систем электроснабжения населенного пункта и района необходимо знание электрических нагрузок. Расчет электрических нагрузок проводят в соответствии с методикой, изложенной в руководящих материалах «Сельэнергопроекта» [10]. Прежде всего, следует определить нагрузку на вводе в отдельные объекты, в качестве которых в населенных пунктах могут быть жилые дома, общественные коммунально-бытовые помещения (школы, столовые, магазины и др.), производственные предприятия по производству и обработке с.-х. продукции (теплицы, животноводческие объекты, молокозаводы, птицефабрики и др.), а также мелкие производственные предприятия (мастерские, мельницы, пилорамы и др.). Электрическая нагрузка на вводе в жилой дом может быть определена различными способами в зависимости от наличия исходной информации об электропотреблении за предыдущие годы, возможности использования газа в населенном пункте, типа застройки (старой и новой) и т.д.

При наличии сведений о существующем уровне годового электропотребления нагрузку на вводе в сельский жилой дом (или квартиру) определяют по номограмме (приложение 1). При этом следует иметь в виду возможный временной разрыв между процессами проектирования и введения в эксплуатацию системы электроснабжения, что учитывается увеличением расчетного года (на номограмме), по которому определяют нагрузку дома.

Если в течение расчетного периода электрифицируемый объект намечено газифицировать с использованием природного газа, то полученную по номограмме электрическую нагрузку следует уменьшить на 20 %.

Для вновь электрифицируемых населенных пунктов, а также при отсутствии сведений об электропотреблении расчетные нагрузки на вводах в жилые дома (в киловаттах) принимают по данным таблицы (приложение 2).

При наличии бытовых кондиционеров расчетные нагрузки жилых домов увеличивают на 1 кВт (табл. 9.1).

Электрические нагрузки, как правило, рассчитывают отдельно для режимов дневного и вечернего максимумов. В случаях, когда известен только один какой-либо режим нагрузок, для расчета другого можно использовать коэффициенты дневного и вечернего максимумов K_д, и K_в, (приложение 1б).

Таблица 1

Электрическая нагрузка на вводе в дом

Типы населенных пунктов
Старая застройка	Новая застройка	Городской тип	С электроплитами и водонагревателями
Газа нет	Газ есть	Газа нет	Газ есть	Газа нет	Газ есть	Электроплита	Электроплита и водонагреватель
1,8	1,5	2,2	1,8				7,5

 

Полную дневную и вечернюю электрические нагрузки на вводе жилого дома определяют по формуле

S_д = P_д / cos j и S_в = Р_в / cos j. (1)

(Значения cos j приведены в приложении 3).

Максимальные дневные и вечерние электрические нагрузки на вводах в производственные и общественные коммунально-бытовые предприятия и помещения приведены в приложении 2.

Электрическая нагрузка наружного освещения улиц определяется типом светильника, шириной улиц и их покрытием. Значения электрической нагрузки уличного освещения в сельских населенных пунктах приведены в приложении 5. Освещение территорий хозяйственных дворов принимается из расчета 250 Вт на помещение и 3 Вт на погонный метр длины периметра хоздвора (площади и периметры хоздворов студенты выбирают сами).

Ориентировочную суммарную электрическую нагрузку населенного пункта определяют одним из методов:

методом суммирования электрических нагрузок с помощью коэффициента одновременности

(2)

где — дневная и вечерняя электрическая нагрузки на вводе i-го потребителя, кВ×А; S_ул — электрическая нагрузка уличного освещения, кВ×А; k_о — коэффициент одновременности (приложение 3), отн. ед; n — число потребителей в населенном пункте;

методом суммирования электрических нагрузок с помощью добавок

(3)

где — наибольшая дневная и вечерняя электрические нагрузки из всех потребителей населенного пункта; — добавки к значениям остальных дневной и вечерней электрических нагрузок (приложение 6).

При выборе способа суммирования электрических нагрузок необходимо учитывать, что если нагрузки потребителей отличаются по величине более чем в 4 раза, то применять коэффициент одновременности в этом случае не рекомендуется.

 

---

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

zdamsam.ru

Расчет электрической нагрузки предприятия

2. 1. Определение расчетных электрических нагрузок до 1 кВ в целом по предприятию (корпусу) методом коэффициентов расчетной активной нагрузки (в соответствии с ртм 36.18.32.4-92)

Расчет силовых низковольтных электрических нагрузок выполним методом расчетных коэффициентов в соответствии с РТМ 36.18.32.4-92. Основные положения данного расчета следующие.

Расчетная активная Р_р и реактивная Q_p мощность — это мощность, соответствующая такой неизменной токовой нагрузке i_р, которая эквивалентна фактической изменяющейся во времени нагрузке по наибольшему возможному тепловому воздействию на элемент системы электроснабжения. Вероятность превышения фактической нагрузки над расчетной не более 0,05 на интервале осреднения, длительность которого принята равной трем постоянным времени нагрева элемента системы электроснабжения 3Т_о, через который передается ток нагрузки (кабеля, провода, шинопровода, трансформатора и т. д.).

Для одиночных ЭП расчетная мощность принимается равной номинальной, для одиночных ЭП повторно-кратковременного режима — равной номинальной, приведенной к длительному режиму.

Коэффициент расчетной мощности К_р — отношение расчетной активной мощности Р_р к значению К_иР_н группы ЭП

К_р=Р_р/К_иР_н

Коэффициент расчетной мощности зависит от эффективного числа электроприемников, средневзвешенного коэффициента использования, а также от постоянной времени нагрева сети, для которой рассчитываются электрические нагрузки.

Приняты следующие постоянные времени нагрева [15]:

Т_о = 10 мин — для сетей напряжением до 1 кВ, питающих распределительные шинопроводы, пункты, сборки, щиты. Значения К_р для этих сетей принимаются по табл. 1 [16];

Т_о = 2,5 ч — для магистральных шинопроводов и цеховых трансформаторов. Значения К_р для этих сетей принимаются по табл. 2 [16];

Т_о  30 мин — для кабелей напряжением 6 кВ и выше, питающих цеховые трансформаторные подстанции и распределительные устройства. Расчетная мощность для этих элементов определяется при К_р = 1.

Коэффициент одновременности К_о— отношение расчетной мощности на шинах 6 — 10 кВ к сумме расчетных мощностей потребителей, подключенных к шинам 6 — 10 кВ РП, ГПП

К_о = Р_р / Р_р.

Расчет электрических нагрузок ЭП напряжением до 1 кВ производится для каждого узла питания (распределительного пункта, шкафа, сборки, распределительного шинопровода, щита станций управления, троллея, магистрального шинопровода, цеховой трансформаторной подстанции), а также по цеху, корпусу в целом.

Исходные данные для расчета (графы 1-6) заполняются на основании полученных от специалистов таблиц-заданий на проектирование электротехнической части и согласно справочным материалам (графы 7, 8), в которых приведены значения коэффициентов использования и реактивной мощности для индивидуальных ЭП.

В графах 9 и 10 соответственно записываются построчно величины k_uP_н и k_uP_нtg. В итоговой строке определяются суммы этих величин

k_uP_н k_uP_нtg

Определяется групповой коэффициент использования для данного узла питания

k_u = k_uP_н / P_н

Значение k_u заносится в графу 5 итоговой строки.

Для последующего определения n_э в графе 12 построчно определяются для каждой характерной группы ЭП одинаковой мощности величины и в итоговой строке — их суммарное значение. При определении n_э по упрощенной формуле графа 9 не заполняется.

Определяется эффективное число электроприемников n_э следующим образом:

Как правило, n_э для итоговой строки определяется по выражению

При значительном числе ЭП (магистральные шинопроводы, шины цеховых трансформаторных подстанций, в целом по цеху, корпусу, предприятию) n_э может определяться по упрощенной формуле

n_э = 2Р_н / р_н.макс

Найденное по указанным выражениям значение n_эокругляется до ближайшего меньшего целого числа.

В зависимости от средневзвешенного коэффициента использования и эффективного числа электроприемников определяется и заносится в графу 13 коэффициент расчетной нагрузки К_р.

Расчетная активная мощность подключенных к узлу питания ЭП напряжением до 1 кВ (графа 14) определяется по выражению

Р_р = К_р  К_иР_н

В случаях, когда расчетная мощность Р_р окажется меньше номинальной наиболее мощного электроприемника, следует принимать Р_р = р_н.макс.

Расчетная реактивная мощность (графа 15) определяется следующим образом:

Для питающих сетей напряжением до 1 кВ в зависимости от n_э:

при n_э  10 Q_р = 1,1 К_иР_н tg

при n_э > 10 Q_р = К_иР_н tg

Для магистральных шинопроводов и на шинах цеховых трансформаторных подстанций, а также при определении реактивной мощности в целом по цеху, корпусу, предприятию

Q_р = К_р К_иР_н tg = Р_р tg

К расчетной активной и реактивной мощности силовых ЭП напряжением до 1 кВ должны быть при необходимости добавлены осветительные нагрузки Р_р.о и Q_р.о.

Значение токовой расчетной нагрузки, по которой выбирается сечение линии по допустимому нагреву, определяется по выражению

(графа 17),

где — полная расчетная мощность, кВА, (графа 16).

Результат расчета представлен в табл. 2.1.

В соответствии с подпуктом 4.1. пункта 4 «Расчет электрических нагрузок электроприемников до 1 кВ в целом по корпусу (предприятию)» [17] расчет выполняется по форме Ф636-92.

Суммарные расчетные активные и реактивные нагрузки потребителей до и выше 1000 В в целом по предприятию определяются суммированием соответствующих нагрузок всех цехов с учетом расчетной нагрузки освещения, потерь мощности в трансформаторах цеховых подстанций и потерь в высоковольтной линии.

По [6, 7, 8] определяем коэффициенты использования и, с учетом данных табл. 1.1 производим расчет электрических нагрузок по предприятию в целом для нагрузок до 1000 В, табл. 2.2.

При включении однофазного ЭП на фазное напряжение он учитывается в графе 2 как эквивалентный трехфазный ЭП номинальной мощностью

р_н= 3р_н.о;q_н= 3q_н.о,

где р_н.о,q_н.о— активная и реактивная мощности однофазного ЭП.

При включении однофазного ЭП на линейное напряжение он учитывается как эквивалентный ЭП номинальной мощностью

При наличии группы однофазных ЭП, которые распределены по фазам с неравномерностью не выше 15% по отношению к общей мощности трехфазных и однофазных ЭП в группе, они могут быть представлены в расчете как эквивалентная группа трехфазных ЭП с той же суммарной номинальной мощностью.

В случае превышения указанной неравномерности номинальная мощность эквивалентной группы трехфазных ЭП принимается равной тройному значению мощности наиболее загруженной фазы.

Однофазную нагрузку предварительно приводим к трехфазной (табл. 2).

studfiles.net