Расчёт электрических нагрузок силовых электроприемников

Правильное определение электрических нагрузок является основой рационального проектирования и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий. Электрические нагрузки промышленных предприятий определяют выбор всех элементов системы электроснабжения: линий электропередачи, трансформаторных подстанций, питающих и распределительных сетей. Завышение расчётных нагрузок приводит к перерасходу проводникового материала, увеличению мощности трансформатора и, следовательно, к ухудшению технико-экономических показателей электроснабжения. Занижение нагрузок ведёт к уменьшению пропускной способности электрических сетей, увеличению потерь мощности,

и может вызвать нарушение нормальной работы силовых и осветительных электроприёмников.

Для примера произведём расчет электрических нагрузок электроприёмников, запитываемых от шкафа ШР-1. От шкафа запитывается 7 электроприемников.

Разбиваем все электроприёмники на однородные по режиму работы группы.

Группа №1: Шлифовальный станок, фуговальный станок:       

Количество – 7 шт. Ки = 0,14    Cosφ = 0,5  tgφ = 1,73

В каждой группе ЭП и по узлу в целом находим пределы их номинальных мощностей, при этом все ЭП приводим к ПВ 100%:

1 группа: Р_ном1 = 20,0 +20,0+20,0+20,0+ 27,0+27,0+27,0 =161,0 кВт;

Суммарная мощность узла равна:

,

(2.2.1)

Номинальные мощности наибольшего и наименьшего
электроприёмников узла соответственно составляют: P_ном.max= 27,0 кВт,
P_ном.min= 20,0 кВт.

Определим их соотношение (величину m) по формуле:

m =  ,   m =  = 1,35

(2.2.2)

Определяем средние активные мощности групп приёмников за наиболее загруженную смену:

Pсм = Pн ∙ Ки

(2.2.3)

где: Ки – коэффициент использования (приведён в таблице 1.2.1);

   Р_н – суммарная мощность электроприёмников группы.

Подставляя данные в формулу (2.43) получаем, что средние активные мощности приёмников за наиболее загруженную смену составляют:

P_см1 = P_ном1 ∙ К_и1 = 161,0 ∙ 0,14 = 22,54 кВт;

Находим среднюю активную нагрузку за наиболее нагруженную смену для узла:

Pсм.узл = Pсм1, Pсм.узл = 22,54 кВт.

(2.2.4)

Определяем среднюю реактивную нагрузку за наиболее нагруженную смену:

Qсм = Pсм ∙

(2.2.5)

 

где: tg  можно определить, зная коэффициент мощности cosφ.

Подставляя в формулу (2.45) наши данные, получаем, что средние реактивные нагрузки за наиболее нагруженную смену для наших групп составляют:

Q_см1 = P_см1 ∙ = 22,54 ∙ 1,73 = 39,01 квар;

Находим среднюю реактивную нагрузку за наиболее нагруженную смену для узла по формуле:

Qсм.узл= Qсм1,   Qсм.узл= 39,01 квар.

(2.2.6)

Определяем средневзвешенное значение коэффициента использования узла:

		Kи = ,		(2.2.7)
	Kи =  = 0,14

Определяем средневзвешенное значение коэффициента мощности cosφ, для этого определим средневзвешенное значение tgφ по формуле:

= ,   =  = 1,73

(2.2.8)

тогда cos _узл= 0,5

Определяем эффективное число электроприёмников – n_э по формуле:

 

,

(2.2.9)

где:  − сумма мощностей всех электроприемников узла в квадрате;

– сумма квадратов мощностей всех электроприемников узла.

Зная эффективное число электроприёмников и коэффициент использования по справочной таблице находим значение расчетного коэффициента Кр = 1,86. Тогда расчетная активная нагрузка узла определится по формуле:

 

,

(2.2.10)

 

 

Определяем расчетную реактивную мощность узла по формуле:

,            (2.2.11)

Где: К´м – коэффициент максимума, принимаемый равным 1 при ≥ 10 и 1,1 при < 10.

Тогда расчетная реактивная мощность узла равна:

Зная активную и реактивную расчетную мощность, мы можем определить полную мощность узла: 

Sр =  ,   Sр = кВА

(2.2.12)

Теперь можно определить расчётный ток по ШР-1 по формуле:

(2.2.13)

где: U_ном – напряжение питающей сети и равно 0,38 кВ.

 

Определяем пиковый ток для шкафа ШР-1. Для этого выбираем самый мощный электроприемник и рассчитываем для него номинальный расчётный ток по формуле:

(2.2.14)

В данном узле наибольшую мощность имеет автомат шлифовальный
(поз. №1), следовательно, номинальный расчётный ток будет равен:

Теперь определим ток i_пик.max по формуле:

(2.2.15)

где: Кп – пусковой коэффициент для данного потребителя равен 7,5.

Подставив эти данные в формулу для пикового тока, определим его величину:

,

(2.2.16)

где: –наибольший пусковой ток электроприемника группы;
     –расчетный по нагреву ток группы электроприемников;
        – номинальный ток электроприемника с наибольшим пусковым током;

 – коэффициент использования электроприемника с наибольшим пусковым током.

Аналогично производим расчеты для остальных узлов, а после с помощью ЭВМ производим эти же расчёты узлов, выполняем проверку и данные заносим в таблицу 2.2.1