Алгоритм расчета электрических нагрузок в электроустановках напряжением до 1000 В методом упорядоченных диаграмм

Расчет ведется по узлу нагрузки в следующем порядке:

1.1. Все электроприемники узла нагрузки делят на характерные технологические группы;

1.2. По табл.1.1. (для нефтепромысловых установок по табл.1.2) для каждой группы находят коэффициент использования К_и, коэффициенты активной cosφ и реактивной tgφ мощности;

1.3. Для каждой группы определяют суммарную номинальную Р_н и суммарную установленную Р_у мощности,

для электроприемников длительного режима работы: Р_у = Р_н;

для электроприемников ПКР: Р_у = Р_н· √ ПВ;

для сварочного оборудования: Р_у= S _н ∙ cosφ ∙ √ ПВ,

где S _н – полная номинальная мощность, кВА;

ПВ – продолжительность включения, отн.ед.

1.4. Для каждой группы находят среднесменные активную Р_см и реактивную Q _см мощности по формулам:

Р_см = К_и ∙ Р_у ,      Q _см = Р_см ∙ tg φ

1.5. На шинах ШР находят суммарные номинальную Р_н∑, установленную Р_у∑, среднесменные активную Р_см∑ и реактивную Q _см∑ нагрузки по формулам:

Р_н∑= Σ Р_{н. i}; Р_у∑= Σ Р_{у i} ;    Р_см∑ = Σ Р_{см i}; Q _{см Σ} = Σ Q _{см i},

где Р_{н. i} - суммарная активная номинальная мощность i – ойтехнологической группы электроприемников, кВт

Р_{у i} - суммарная установленная мощность i - ой технологической группы электроприемников, кВт;

Р_{см i} - суммарная среднесменная активная мощность i - ой технологической группы электроприемников, кВт;

Q _{см i} - суммарная среднесменная реактивная мощность i - ой технологической группы электроприемников, кВт;

1.6. Определяют групповой коэффициент использования К_и.гр.:                    

1.7. Определяют модуль нагрузки m по формуле:

где Р_{н. max} - активная номинальная мощность наибольшего по мощности электроприемника в группе, кВт;

Р_{н. min} – активная номинальная мощность наименьшего по мощности электроприемника в группе, кВт;

1.8. Определяют эффективное число электроприемников n _э одним из упрощенных способов:

а) при m ≤ 3 и действительном числе электроприемников n ≥ 4 принимают, что n _э = n;

б) при m > 3 и К_и.гр. ≥ 0,2

в) при m > 3 и К_и.гр.< 0,2 n э определяют в следующем порядке:

- выбирается наибольший по мощности электроприемник расcматриваемого узла нагрузки;

- выбираются электроприемники, мощность каждого из которых равна или больше половины мощности наибольшего по мощности электроприемника, подсчитывают их число n ' и их суммарную номинальную мощность Р_н';

- находят относительные значения  и , по формулам:                           

 ;    

- по табл.1.3 в зависимости от  и , находят ;

- определяют n _э по формуле:

1.9. при n _э > n принимают, что n _э = n

1.10. при n _э < 4 активная расчетная нагрузка Р_м определяется по формуле:

 

Р_м = Σ Р_{н i} · К_{з i},

где К_{з i} - коэффициент загрузки i – го электроприемника, для электроприемников длительного режима работы К_{з i} = 0,9, для электроприемников ПКР К_{з i} = 0,75;

Р_{н. i} - номинальная активная мощность i - го электроприемника, кВт.

 

1.11. В зависимости от n _э и К_и.гр определяют коэффициент максимума К_м по табл.1. 4; 

1.12. Определяют максимальные активную Р_м и реактивную Q _м мощности по формулам:

 

Р_м = К_м · Р_{см Σ};

при n _э > 10 Q _м = Q _см;

при n _э ≤ 10 Q _м = 1,1 Q _см;

1.13. Определяют полную максимальную расчетную нагрузку S _м и рас-четный ток I _м по формулам:

где U _н – номинальное напряжение, кВ.

 

При определении суммарных активной и реактивной нагрузок на шинах 0,38кВ ТП учитывают потери в силовых трансформаторах.

При полной нагрузке трансформаторов мощностью до 1600кВА ориентировочно принимают:

 

Потери в меди (кВт) — ∆Р = (0,02…..0,025) S _м;

Потери в стали (кВАр) — ∆ Q = (0,105…0,125) S _м;

Находят полную суммарную нагрузку на шинах 0,38 кВ ТП:

 

S _Σ = S _м = √(Р_м + ∆ Р)² +(Q _м + ∆Q)²

Результаты расчетов сводят в таблицу 1.

Таблица 1 - Результаты расчета электрических нагрузок 

Наименование узла нагрузки, группы эл.приемников	n	Установленная мощность группы эл.приемников Ру, кВт	Ки	Средне- сменная нагрузка		cosφ tg φ	m n э	Км	Расчетная мощность			I м, А А
				Рсм, кВт	Q см, квар				Рм, кВт	Q м, кВАр	S м, кВА
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13

 

Таблица 1.1. - Показатели электрических нагрузок электроприемников[ 1, табл. 5.3 ]

Электроприемники	К и	К с	cos φ	tg φ
Металлорежущие станки мелкосерийного производства: мелкие токарные, строгальные, долбежные, фрезерные, сверлильные, карусельные, точильные и т.п.	0,12 – – 0,14	0,14 – - 0,16	0,4-0,5	2,29 – - 1,73
То же крупносерийного производства	0,16	0,2	0,5-0,6	1,73 – -1,33
Штамповочные прессы, автоматы, револьверные, обдирочные, зубофрезерные, а также крупные токарные, строгальные, фрезерные, карусельные и расточные станки	0,17	0,25	0,65	1,17
Приводы молотов, ковочных машин, волочильных станков, бегунов, очистных барабанов	0,2-0,24	0,35-0,4	0,65	1,17
Многоподшипниковые автоматы для изготовления деталей из прутков	0,2	0,23	0,5	1,73
Автоматические поточные линииобработки металлов	0,5– 0,6	0,5– 0,6	0,7	1,02
Насосы, компрессоры, двигатель – – генераторы	0,7	0,75	0,85	0,62
Эксгаустеры, вентиляторы	0,6- 0,65	0,65-0,7	0,8	0,75
Элеваторы, транспортеры, шнеки, конвейеры несблокированные	0,4	0,5	0,75	0,88
То же, сблокированные	0,55	0,65	0,75	0,88
Краны, тельферы при ПВ = 25 %	0,05	0,1	0,5	1,73
То же, при ПВ = 40 %	0,1	0,2	0,5	1,73
Сварочные трансформаторы дуговой сварки	0,2	0,3	0,4	2,29
Сварочные машины шовные	0,2 - 0,5	0,35	0,7	1,02
То же, стыковые и точечные	0,2-0,25	0,5	0,6	1,32
Сварочные автоматы	0,35	0,5	0,5	1,73
Однопостовые сварочные двигатель – генераторы	0,3	0,35	0,6	1,33
Многопостовые сварочные двигатель – генераторы	0,5	0,7	0,7	1,02
Печи сопротивления с автоматической загрузкой изделий, сушильные шкафы	0,75-0,8	0,71	0,95	0,33
То же, с неавтоматической загрузкой	0,5	0,8	0,95	0,33
Мелкие нагревательные приборы	0,6	0,7	1	0,00
Индукционные печи низкой частоты	0,7	0,8	0,35	2,68
Двигатель – генераторы индукционных печей высокой частоты	0,7	0,8	0,65	1,17
Ламповые генераторы индукционных печей	0,7	0,8	0,65	1,17
Переносной электроинструмент	0,06	0,1	0,5	1,73

 

Таблица 1.2 - Показатели электрических нагрузок для нефтепромысловых электроприемников [2, табл.16; табл.17]

Электроприемники	К и	К с	cos φ
Буровые установки	0,15	0,25-0,75	0,66-0,97
Станки - качалки	0,63	0,6-0,7	0,75
Электропогружные насосы	0,54-0,74	1-1,3	0,7-0,8
Компрессорные станции	0,75-0,85	0,8-0,9	0,8-0,9
Насосные станции (поддержание пластового давления и внешней перекачки нефти)	0,6-0,7	0,7-0,8	0,9
Насосные станции внутрипромысловой перекачки нефти	0,4-0,6	0,6-0,7	0,85
БКНС	0,71	0,8	0,9
Насосы водозаборных скважин	0,66	0,9	0,9
Насосы артезианских скважин	0,64	0,9	0,8
Пневмонасосные	0,81	0,9	0,8
Насосные подготовки воды	0,72	0,9	0,82
Блоки гребенки	0,29	0,4	0,81
Блок-боксы станций управления	0,88	0,95	0,9
Дренажные насосы	0,56	0,6	0,8
Вентиляторы насосных блоков	0,32	0,5	0,8
Замерные установки	0,81	0,8	0,9

 

Таблица 1.3 - Относительные значения эффективного числа электроприемников , в зависимости от  и ,[ 2, табл. 15]

 

	Значение
	1	0,95	0,9	0,85	0,8	0,75	0,7	0,65	0,6	0,55	0,5	0,45	0,4	0,35	0,3	0,25	0,2	0,15	0,1
0,005	0,005	0,005	0,006	0,007	0,007	0,009	0,010	0,011	0,013	0,016	0,019	0,024	0,03	0,039	0,051	0,073	0,11	0,18	0,34
0,01	0,009	0,011	0,012	0,013	0,015	0,017	0,019	0,023	0,026	0,031	0,037	0,047	0,059	0,076	0,10	0,14	0,20	0,32	0,52
0,02	0,01	0,02	0,02	0,03	0,03	0,03	0,04	0,04	0,05	0,06	0,07	0,09	0,11	0,14	0,19	0,26	0,36	0,51	0,71
0,03	0,03	0,03	0,04	0,04	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,11	0,13	0,16	0,21	0,27	0,36	0,48	0,64	0,81
0,04	0,04	0,04	0,05	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,12	0,15	0,18	0,22	0,27	0,34	0,44	0,57	0,72	0,86
0,05	0,05	0,05	0,06	0,06	0,07	0,08	0,10	0,11	0,13	0,15	0,18	0,22	0,26	0,33	0,41	0,51	0,64	0,79	0,90
0,06	0,06	0,06	0,08	0,08	0,09	0,10	0,12	0,13	0,15	0,18	0,21	0,26	0,31	0,38	0,47	0,58	0,70	0,83	0,92
0,08	0,08	0,08	0,09	0,11	0,12	0,15	0,15	0,17	0,20	0,24	0,28	0,33	0,40	0,48	0,57	0,68	0,79	0,89	0,94
0,10	0,09	0,10	0,12	0,13	0,15	0,17	0,19	0,22	0,25	0,29	0,34	0,40	0,47	0,56	0,66	0,76	0,85	0,92	0,95
0,15	0,14	0,16	0,17	0,20	0,23	0,25	0,28	0,32	0,37	0,42	0,48	0,56	0,67	0,72	0,80	0,88	0,93	0,95	–
0,20	0,19	0,21	0,23	0,26	0,29	0,33	0,37	0,42	0,47	0,64	0,64	0,69	0,76	0,83	0,89	0,93	0,95	–	–
0,25	0,24	0,26	0,29	0,32	0,36	0,41	0,45	0,51	0,57	0,64	0,71	0,78	0,85	0,90	0,93	0,95	–	–	–
0,30	0,29	0,32	0,35	0,39	0,42	0,48	0,53	0,60	0,66	0,73	0,80	0,86	0,90	0,94	0,95	–	–	–	–
0,35	0,33	0,37	0,41	0,45	0,50	0,56	0,62	0,68	0,74	0,81	0,86	0,91	0,94	0,95	–	–	–	–	–
0,40	0,38	0,42	0,47	0,52	0,57	0,63	0,69	0,75	0,81	0,86	0,91	0,93	0,95	–	–	–	–	–	–
0,45	0,43	0,47	0,52	0,58	0,64	0,70	0,76	0,81	0,87	0,91	0,93	0,95	–	–	–	–	–	–	–
0,50	0,48	0,53	0,58	0,64	0,70	0,76	0,82	0,89	0,91	0,94	0,95	–	–	–	–	–	–	–	–
0,55	0,52	0,57	0,63	0,69	0,75	0,82	0,87	0,91	0,94	0,95	–	–	–	–	–	–	–	–	–
0,60	0,57	0,63	0,69	0,75	0,81	0,87	0,91	0,94	0,95	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–
0,65	0,62	0,68	0,74	0,81	0,86	0,91	0,94	0,95	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–
0,70	0,66	0,73	0,80	0,86	0,90	0,94	0,95	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–
0,75	0,71	0,78	0,85	0,90	0,93	0,95	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–
0,80	0,76	0,83	0,89	0,94	0,95	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–
0,85	0,8	0,88	0,93	0,95	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–
0,90	0,85	0,92	0,95	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–	–
1,00	0,95	–	–	–	–	––	–	–	–

Таблица 1.4 -  Коэффициенты максимума К_м для различных К_и в зависимости от n _э [ 3, табл. 4.7 ]

n э	Значение Км при Ки
	0,1	0,15	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
4	3,43	3,11	2,64	2,14	1,87	1,65	1,46	1,29	1,14
5	3,23	2,87	2,42	2,00	1,76	1,57	1,41	1,26	1,12
6	3,04	2,64	2,24	1,88	1,66	1,51	1,37	1,23	1,10
7	2,88	2,48	2,10	1,80	1,58	1,45	1,33	1,21	1,09
8	2,72	2,31	1,99	1,72	1,52	1,40	1,30	1,20	1,08
9	2,56	2,20	1,90	1,65	1,47	1,37	1,28	1,18	1,08
10	2,42	2,10	1,84	1,60	1,43	1,34	1,26	1,16	1,07
12	2,24	1,96	1,75	1,52	1,36	1,28	1,23	1,15	1,07
14	2,1	1,85	1,67	1,45	1,32	1,25	1,20	1,13	1,07
16	1,99	1,77	1,61	1,41	1,28	1,23	1,18	1,12	1,07
18	1,91	1,70	1,55	1,37	1,26	1,21	1,16	1,11	1,06
20	1,84	1,65	1,50	1,34	1,24	1,20	1,15	1,11	1,06
25	1,71	1,55	1,40	1,28	1,21	1,17	1,14	1,10	1,06
30	1,62	1,46	1,34	1,24	1,19	1,16	1,13	1,1	1,05
40	1,50	1,37	1,27	1,19	1,15	1,13	1,12	1,09	1,05
50	1,40	1,30	1,23	1,16	1,14	1,11	1,10	1,08	1,04
60	1,32	1,25	1,19	1,14	1,12	1,11	1,09	1,07	1,03
70	1,27	1,22	1,17	1,12	1,10	1,10	1,09	1,06	1,03
80	1,25	1,20	1,15	1,11	1,10	1,10	1,08	1,06	1,03
90	1,23	1,18	1,13	1,10	1,09	1,09	1,08	1,05	1,02
100	1,21	1,17	1,12	1,10	1,08	1,08	1,07	1,05	1,02
120	1,19	1,16	1,12	1,09	1,07	1,07	1,07	1,05	1,02
140	1,17	1,15	1,11	1,08	1,06	1,06	1,06	1,05	1,02
160	1,16	1,13	1,10	1,08	1,05	1,05	1,05	1,04	1,02
180	1,16	1,12	1,10	1,08	1,05	1,05	1,05	1,04	1,01
200	1,15	1,12	1,09	1,07	1,05	1,05	1,05	1,04	1,01

 

Примечание. При n _э > 200 К_м принимается равным единице