Определение электрических нагрузок

Выбор элементов электроснабжения пищевого предприятия выполняют по расчётной мощности на отдельных участках, которая отвечает максимальной нагрузке в течение 30 мин и обуславливает наибольший нагрев каждого элемента.

При ориентировочных расчётах и разработке проектных заданий расчётная активная мощность силовых приёмников предприятия или цеха следующая:

,

где - удельный расход электрической энергии (табл. 4.1);

- производительность предприятия или цеха за год в единицах продукции;

– число часов использования расчётной активной мощности в течение года, которое отвечает числу часов работы силовых приёмников с неизменной мощностью при расходе электрической энергии, равном фактическому.

Число часов использования расчётной активной мощности в течение года зависит от типа предприятия и степени использования технологического оборудования во времени. Так, для силовых приёмников основного производства мукомольных и крупяных заводов а для складов готовой продукции – 5000 ч. Для зерновых элеваторов – 3000 ч, предприятий хлебопекарных изделий – 5200 ч, кондитерских фабрик – 3000 ч, сахарных заводов – 2880 ч, предприятий по производству растительного масла и гидрогенизации жиров – 6000 ч. Для предприятий по производству спирта – 4000 ч, виноградных вин, шампанского, пива и безалкогольных напитков – 3000…3500 ч, коньяков – 5000…6000ч, а также предприятий по производству плодоовощной продукции – 3000…3500 ч. Что касается предприятий мясомолочной и рыбной промышленности, то эта величина составляет для мясокомбинатов – 3500…4700 ч, молочных заводов – 4800…6800 ч и предприятий по производству рыбных изделий – 3500…5000 ч.

В среднем по пищевым предприятиям принимают а предприятиям холодильной промышленности - 4000 ч.

Расчётную электрическую нагрузку предприятия или цеха можно определить по установленной мощности силовых приёмников и коэффициенту спроса, что даёт удовлетворительные результаты, когда число приёмников достаточно велико, а крупные из них не создают в общей нагрузке длительных максимумов.

Установленная мощность отдельного двигателя является его номинальной мощностью которую он развивает на валу при номинальном напряжении. При этом мощность потребления электрической энергии, или присоединённая мощность, составит

где - номинальная мощность потерь в двигателе;

- номинальный КПД двигателя.

Полная расчётная мощность двигателя

где - номинальный коэффициент мощности двигателя.

Для двигателей повторно-кратковременного режима его номинальную мощность приводят к продолжительности включения

Для электрических печей, нагревательных приборов ламп накаливания и электролизных установок установленная и присоединённая мощности одинаковы.

Расчётную активную мощность группы однородных по режиму работы приёмников, отнесённую к источнику питания, можно определить методом коэффициента спроса, при условии, что крупные приёмники не создают длительных максимумов в общей нагрузке, по формуле

а расчётную реактивную мощность найти так:

где - коэффициент спроса по активной мощности для данной группы приёмников;

– число приёмников;

- коэффициент реактивной мощности, соответствующий коэффициенту мощности этой же группы приёмников.

Коэффициент спроса учитывает одновременность работы и степень нагрузки двигателей, их КПД и потери в электрической сети от источника до приёмника.

Ориентировочные коэффициенты спроса и мощности для некоторых групп однотипных приёмников имеют следующие значения:

Насосы и вентиляторы……………………………… 0

Конвейеры…………………………………………...

Электрические печи с резисторами……………….

Сварочные трансформаторы……………………….

Определяя для разнородных по режиму работы групп однотипных приёмников активные расчётные мощности …, а затем – реактивные расчётные мощности …, , находят полную расчётную мощность на шинах вторичного напряжения цеховой трансформаторной подстанции

где - коэффициент разновремённости максимумов нагрузок, принимаемый равным от 0,85 до 0,95;

- число групп приёмников, однородных по режиму работы.

Выбор значения коэффициента спроса силовой нагрузки пищевых предприятий для определения их полной расчётной мощности затруднителен вследствие непрерывного технического прогресса в пищевой промышленности, связанного с внедрением механизации и автоматизации, а также техническим перевооружением предприятий. Завышение коэффициента спроса приводит к увеличению первоначальных затрат на приобретение и монтаж электрооборудования, а также на эксплуатационные расходы в связи с увеличением расхода электрической энергии на покрытие потерь в элементах электрооборудования и некоторым снижением коэффициента мощности установки. При выборе коэффициента спроса ниже фактического не удаётся обеспечить проектную производительность пищевого предприятия из-за перегрузки трансформаторов подстанции и другого электрооборудования, входящего в систему электроснабжения. Обычно при проектировании системы электроснабжения коэффициент спроса выбирают несколько выше его фактического значения, что впоследствии даёт возможность несколько расширить производства. Ниже приведены ориентировочные значения коэффициента спроса силовой нагрузки для некоторых пищевых предприятий:

Мукомольные заводы обойного помола……………………………… 0,75…0,80

Мукомольные заводы сортового помола……………………………… 0,70…0,75

Крупяные заводы………………………………………………………... 0,65…0,70

Комбикормовые заводы………………………………………………… 0,40…0,65

Склады готовой продукции…………………………………………….. 0,40…0,50

Зерновые элеваторы…………………………………………………….. 0,45…0,50

Хлебоприёмные пункты………………………………………………... 0,35…0,50

Хлебозаводы…………………………………………………………….. 0,55…0,60

Макаронные фабрики…………………………………………………... 0,65…0,70

Кондитерские фабрики…………………………………………………. 0,60…0,65

Сахарные заводы………………………………………………………... 0,50…0,60

Предприятия по производству растительного масла, маргариновой

продукции и майонеза…………………………………………………... 0,60…0,70

Предприятия по производству спирта, виноградных вин, шампанского

и коньяков………………………………………………………………... 0,55…0,65

Пивоваренные заводы с цехом безалкогольных напитков…………… 0,55…0,60

Предприятия плодоовощного производства…………………………... 0,50…0,60

Мясокомбинаты…………………………………………………………. 0,55…0,70

Предприятия по переработке птицы…………………………………… 0,55…0,65

Предприятия по производству молока и молочных продуктов……… 0,50…0,70

Предприятия по переработке рыбы и морепродуктов………………... 0,40…0,50

Холодильники…………………………………………………………… 0,50…0,70

 

При отсутствии данных об установленной мощности отдельных двигателей можно суммарную установленную мощность их определить по производительности основного технологического оборудования. Так, для мукомольных заводов на 1 т перерабатываемого зерна в сутки необходима установленная мощность двигателей электроприводов основного технологического оборудования припомолах пшеницы: многосортных – 2,75…3,2 кВт, односортного 85% - 2,0…2,2 кВт и обойного – 1,0 кВт, а при помолах ржи: односортного 63% - 2,2 кВт, двухсортного 15 + 65% и односортного 87% - 1,75 кВт и обойного – 1,2 кВт. На крупяных заводах с внутрицеховым механическим транспортом для переработки 1т зерна в крупу в течение суток требуется для проса – 0,7 кВт, риса, гречихи игороха – 1,8 кВт, ячменя: в перловую крупу – 5,0 кВт, в ячневую крупу – 1,7 кВт, овса – 2,3 кВт и кукурузы – в пятиномерную крупу – 3,0 кВт

Для зерновых элеваторов на 1 т суммарной производительности всех ковшовых элеваторов в час необходимо: на мельничных элеваторах – 0,6…0,9 кВт и на хлебоприёмных элеваторах – 1,0…1,5 кВт. Для освещения и прочих вспомогательных приёмников мельничных комбинатов необходима дополнительная мощность, равная 10…15% установленной мощности основного технологического оборудования.

Более точно электрические нагрузки определяют на стадии технического и рабочего проекта методом упорядоченных диаграмм, при котором расчётную активную мощность группы разнородных по режиму работы приёмников предприятия или цеха находят так:

где - коэффициент максимума активной мощности;

- число приёмников;

- коэффициент использования активной мощности, равный отношению средней активной мощности приёмника за наиболее нагруженную смену к его установленной мощности .

Для определения коэффициента максимума активной мощности находят групповой коэффициент использования активной мощности

и приведенное, или эффективное число приёмников

которое представляет собой число однородных по режиму работы приёмников одинаковой установленной мощности, обуславливающих ту же расчётную нагрузку, что и группа действительных приёмников, различных по номинальной мощности и режиму работы.

Пользуясь вычисленными значениями и а также кривыми (рис. 4.3), находят коэффициент максимума активной мощности , который даёт возможность найти расчётную активную мощность .

В том случае, когда приведенное число приёмников , расчётную реактивную мощность находят по формуле

а если оно то эту величину определяют так:

где коэффициент реактивной мощности определяют по коэффициенту мощности , отвечающему приёмникам данного режима работы.

Полную расчётную мощность со стороны первичного напряжения трансформаторной подстанции можно найти по формуле

где - коэффициент, зависящий от коэффициента мощности приёмников, который при = 0,6…1 имеет значения соответственно 1,09…1,02;

- полная расчётная мощность со стороны вторичного напряжения трансформаторной подстанции.

 

Рис. 4.3. Графики зависимости коэффициента максимума активной мощности от эффективного числа приёмников при различных коэффициентах использования активной мощности.

 

Электрическая нагрузка на шинах вторичного напряжения главной распределительной трансформаторной подстанции ГРП или главной понизительной трансформаторной подстанции ГПП предприятия определяется суммой нагрузок на шинах вторичного напряжения цеховых трансформаторных подстанций ТП, потерь в них и в заводских сетях с учётом несовпадения максимумов нагрузок по этим подстанциям во времени. Эта нагрузка является основанием для выбора электрооборудования трансформаторных подстанций, а также марок и сечений соответствующих проводов и жил кабелей. Нагрузка, создаваемая всеми приёмниками пищевого предприятия со стороны первичного напряжения главной понизительной трансформаторной подстанции ГПП, получится, если к её нагрузке со стороны вторичного напряжения прибавить потери в установленных на ней трансформаторах.