Расчет электрических нагрузок

 

Исходные данные по заданию на проектирование и справочные данные. Расчётные величины

Средняя нагрузка за смену

n э

К р

Расчётная максимальная нагрузка

Наименование узлов и ЭП

Рном, , кВт

п

nРном, , кВт

nР2ном

К и

COS φ

tg φ

т

Р см, кВт

Q см, квар

S см, кВ-А

Р р кВт

Q р, квар

S р, кВА

I р, А

ШРА-1

………

………

Всего по ШРА-1

–

ШРА-2

………

………

Всего по ШРА-2

–

………

СРП-1

………

………

Всего по СРП-1

–

СРП-2

………

………

Всего по СРП-2

–

–

………

ШНН ТП

Сил. ЭП

………

………

Всего по сил. нагр.

–

–

ЩО; ОУ

–

–

Всего на ШНН ТП

–

–

–

–

–

–

–

 

Примечания. 1. При m £ 3 принимают n _э = n. 2. Для вентиляторов, компрессоров, насосов и других ЭП, работающих с постоянной (неизменной нагрузкой) Р _р = Р _см, Q _р = Q _см. 3. Для отдельных мощных электроприёмников, подключенных к ШНН цеховой ТП, Р _р = Р _ном, Q _р = Р _р ^. tg φ. 4. n _э – эффективное число ЭП (я вляется целым числом).

 

 

3. По справочным данным в [13], [23], [31], [36] для каждой группы однородных ЭП записываются в графы 6, 7 коэффициенты использования К _и и мощности cos φ; по значениям cos φ определяются значения tg φ и заносятся в графу 8. При наличии в справочных материалах интервальных значений К _и следует для расчета принимать наибольшее значение.

4. Для последующего определения n_э в графе 5 построчно определяются для каждой группы однородных ЭП одинаковой мощности величины nР ²_ном и в итоговой строке для каждого узла – их суммарное значение S nР ²_ном. При определении n_э по упрощенной формуле графа 5 не заполняется.

Для каждого узла в целом определяется показатель силовой сборки

 

m = Р _ном.max / Р _ном.min,

 

где Р _ном.max – номинальная мощность наибольшего по мощности ЭП, кВт;

Р _ном.min – номинальная мощность наименьшего по мощности ЭП, кВт.

Результаты записываются в графу 9 итоговой строки для каждого узла питания. При определении m исключаются ЭП, мощность которых не превышает 5% от установленной мощности узла.

5. Для каждой группы ЭП одинаковой мощности определяются средняя активная и средняя реактивная мощности за максимально загруженную смену. Результаты записываются в графы 10, 11 построчно для групп ЭП каждого узла питания.

Средняя активная мощность группы однородных ЭП за наиболее загруженную смену, кВт, определяется по формуле

 

Р _см = К _и ^. ∑ Р _ном,

 

где К _и – коэффициент использования активной мощности для группы однородных ЭП;

∑ Р _ном = nP _ном – суммарная номинальная (установленная) активная мощность группы однородных ЭП одинаковой мощности, кВт.

Средняя реактивная мощность группы однородных ЭП за максимально

загруженную смену, квар, определяется по формуле

 

Q _см = Р _см ^. tg φ,

 

где tg φ – групповой коэффициент реактивной мощности.

6. Для каждого узла питания суммированием средних активных и средних реактивных мощностей групп однородных ЭП определяются средняя активная, кВт, и средняя реактивная, квар, а затем и средняя полная, кВ ^. А, мощности по следующим формулам

 

Р _см.уз = , Q _см.уз = , S _см.уз = .

 

Результаты записываются в графы 10, 11, 12 итоговой строки каждого узла питания.

7. Определяется средневзвешенное значение коэффициента использования активной мощности ЭП каждого узла питания

 

К _и.ср = Р _см.уз / ,

где – сумма номинальных активных мощностей всех ЭП, входящих в данный узел питания.

Результаты записываются в графу 6 итоговой строки каждого узла питания.

8. Определяется средневзвешенное значение коэффициента реактивной мощности ЭП каждого узла питания

 

tg φ _ср = Q _см.уз / Р _см.уз,

 

а по нему находится средневзвешенное значение коэффициента активной мощности cos φ _ср. Результаты записываются соответственно в графы 8 и 7 итоговой строки каждого узла питания.

9. Для каждого узла питания определяется эффективное число ЭП n _э._.

Результаты заносятся в графу 13 итоговой строки каждого узла питания.

Под эффективным числом ЭП n _э понимают такое число однородных по режиму работы ЭП одинаковой мощности, которое обуславливает ту же расчётную нагрузку (расчётный получасовой максимум), что и группа ЭП, различных по мощности и режиму работы [11]. Как правило, эффективное число ЭП n _э определяется по формуле

n _э = ,

где – квадрат суммы номинальных мощностей всех ЭП узла питания;

– сумма расчётных величин nР ²_ном для каждого узла питания.

При значительном числе ЭП (магистральные шинопроводы, шины цеховой трансформаторной подстанции) n_э может определяться по упрощенной формуле

 

,

 

где Р _ном.max – номинальная мощность наибольшего по мощности ЭП.

Если найденное по упрощенному выражению число n_э окажется больше n, то следует принимать n_э = n. Если m £ 3, то также принимается n_э = n.

Найденное по указанным выражениям значение n_э округляется до ближайшего меньшего целого числа. При n_э £ 4 рекомендуется пользоваться номограммой [28].

10. В зависимости от средневзвешенного коэффициента использования К _и.ср, эффективного числа ЭП n _э, а также от постоянной времени нагрева сети Т ₀, для которой рассчитываются электрические нагрузки, по табл. 1 и 2 [28] или табл. 9.1 и 9.2 [14] определяется для каждого узла коэффициент расчётной мощности К _р. Результаты заносятся в графу 14 итоговой строки каждого узла питания.

Коэффициент расчетной мощности К _р – отношение расчетной активной мощности Р _р к средней активной мощности Р _ср группы ЭП с эффективным их числом n _э ≥ 2 [36]

.

 

Согласно [28] приняты следующие постоянные времени нагрева:

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 или номограмме в [28];

Т_о = 2, 5 ч – для магистральных шинопроводов и цеховых трансформаторов. Значения К _р для этих сетей принимаются по табл. 2 [28].

11. По коэффициенту расчётной мощности определяется расчётная активная мощность подключенных к каждому узлу питания ЭП напряжением до 1 кВ по выражению

Р _р.уз = К _р ^. Р _см.уз.

 

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.

В случаях, когда расчетная мощность узла питания Р _р.уз окажется меньше номинальной наиболее мощного электроприемника, следует принимать

 

Р _р.уз = Р _ном.max.

 

Результаты заносятся в графу 15 итоговой строки каждого узла питания.

12. Расчетная реактивная мощность (графа 16) каждого узла согласно [36] определяется следующим образом:

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

при n_э £ 10 Q _р = 1, 1 Q _см.уз;

при n_э > 10 Q _р = Q _см.уз;

для магистральных шинопроводов и на шинах цеховых трансформаторных подстанций

Q_р = К _р Q _см.уз.

На шинах низкого напряжения цеховой ТП к расчетным активной и реактивной мощностям силовых ЭП напряжением до 1 кВ должны быть добавлены осветительные нагрузки Р _р.осв и Q _р.осв.

13. Определяется расчётная полная мощность, кВ^.А, каждого узла питания

S _р.уз =

и расчётный ток, А

I _р.уз = .

 

Результаты заносятся в графы 17, 18 итоговой строки каждого узла питания.

Примечания. 1. Рассмотренный выше порядок расчёта электрических нагрузок дан без учёта компенсации реактивной мощности. 2. Для электродвигателей с повторно- кратковременным режимом работы согласно [28] их номинальная мощность не приводится к длительному режиму (ПВ = 100%). 3. Расчетная мощность любой группы электроприемников не может быть меньше номинальной мощности наиболее мощного электроприемника группы. 4. Расчет электрических нагрузок ЭП напряжением выше 1 кВ согласно [28] выполняется в целом аналогично расчету, приведенному выше, но с учетом ряда особенностей, изложенных в [28]. 5. Для одиночных ЭП расчетная мощность принимается равной номинальной, для одиночных ЭП повторно-кратковременного режима – равной номинальной, приведенной к длительному режиму (ПВ = 100%). 6. Для проверки результатов расчёта электрической нагрузки цеха можно использовать показатели электропотребления на единицу продукции или на 1 м² площади цеха.