Основные параметры для расчета эл. нагрузок

2.2. Основные параметры для расчета эл. нагрузок

Основной параметр для расчета нагрузок при проектировании новых устано­вок - коэффициент использования, величина которого зависит от режима экс­плуатации всей установки. Коэффициентом использования за наиболее загру­женную смену одного электро приемника Ки или группы электрических прием­ников - называется отношении средней активной мощности одного электриче­ского приемника (или группы) к номинальной

Ки= Рср / Рном

n n

Ки=е Ки Рном / е Рном

1 1

где n - число подгрупп электро приемников, входящих в одну группу

Рср - средняя мощность подгруппы за наиболее нагруженную смену в кВт

Коэффициент максимума активной мощности (Км) - это отношение рас­четного максимума активной мощности к её среднему значению за наиболее за­груженную смену

Км= Рм / Рср

Коэффициентом спроса по активной мощности (Кс) называется отноше­ние расчетной активной мощности группы электро приемников к номинальной мощности этой группы

Кс= Рм / Рном = Ки Км

2.3. Расчет электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм

Указания по проектированию электро снабжения промышленных пред­приятий рекомендует определение нагрузок для расчета цеховых цепей и вы­боре трансформатора методом коэффициента использования и максимума. Рас­четные коэффициенты Ки и Км получены в результате упорядочения диаграмм нагрузки по данным обследования ряда отраслей промышленности. Расчетные нагрузки (получасовые максимумы активной нагрузки) на всех ступенях рас­пределительных и питающих сетей, включая трансформаторы и преобразова­тели определяются по формуле :

Рм= Км Рср = Км Ки Рном

где Рср - средняя мощность электро приемников за наиболее загруженную смену

Рном - суммарная номинальная активная мощность рабочих приемников в [кВТ]

Ки - групповой коэффициент использования активной мощности

Км - определяется по таблице [ 2.13. ] , в зависимости от величины группового коэффициента использования и эффективного числа группы электро приемни­ков.

Эффективным числом группы электро приемников nэ называют число, одно­родное по режиму работы электро приемников одинаковой мощности, которая обуславливает ту же величину расчетного максимума нагрузки, что и группы различные по мощности и режиму работы электро приемников

n

nэ= 2 еРном / Рном макс

1

В группе из пяти и более электро приемников эффективное число допус­кается считать равным тактическому значению m , при величине отношения

m= Рном макс / Рном мин Ј 3

где Рном макс и Рном мин - номинальные активные мощности наибольшего и наименьшего электро приемников в группе

В группе с m>3 и Киі0.2 nэ рекомендуется определять по формуле

n

nэ= 2еРном / Рном макс

1

где еРном - суммарная номинальная мощность всех электро приемников в группе [кВт]

Рном макс - наибольший по мощности электро приемник данной группы[кВт]

2.4.Определение суммарных и предельных нагрузокпо каждой группе электро приемников

Разделим электро приемники с постоянным и переменным графиком нагрузки.

С переменным графиком нагрузки

Мостовой кран

Рном9= РпаспЦПВ

где Рпасп - активная паспортная мощность

ПВ - паспортная продолжительность включения

Рном9= 42.6Ц0.25 =21.3 [кВТ]

Рном9= 21.3 [Квт]

Рном9 - номинальная активная мощность электро приемника

Ки - паспортный коэффициент использования

Рср9=Ки(n Рном9)

Рср9=0.2 (1Ч 21.3)= 4.26 [кВт]

Рср9=4.26 [кВт]

Qср9= Рср9 Ч tgj

где Рср9 - средняя активная мощность мостового крана

Qср9= 4.26 Ч 1.07= 4.56 [квар]

Qср9= 4.56 [квар]

Сварочный трансформатор

Рном11= РпаспЦПВ= Sпасп Ч cosj Ч n Ч ЦПВ

Рном11=36Ч0.4Ч2ЧЦ40= 182.14 [кВт]

Рном11= 182.14 [кВт]

Рср11= Ки Ч (n Ч Рном11)

Рср11= 0.2 Ч 182.14 = 36.43 [кВт]

Рср11=36.43 [кВт]

Qср11=Рср11Чtgj

Qср11=36.43 Ч 2.2= 80.1 [квар]

Qср11=80.1 [квар]

Подсчитаем итоговые данные по приемникам с переменным графиком нагрузки

n=1+2=3

n

еРном= Рном9+Рном11

1

Рном - номинальная активная мощность подгрупп электро приемников входящих в данную группу

n

еРном= 21.3 + 182.14=203.44 [кВт]

1

n

еРср= Рср9+Рср11

1

где Рср - средняя активная мощность подгруппы электро приемников входящих в данную группу

n

еРср= 4.26 + 36.43=4069 [кВт]

1

n

еQср= Qср9+Qср11

1

где Qср - средняя реактивная мощность подгрупп электро приемников

n

еQср= 4.56 + 80.1=84.66 [квар]

1

Ки.с.= еРср / еРном

Ки.с.= 40.69 / 203.44 = 0.2

Определим отношение Рном наибольшего электро приемника к Рном наименьшему электро приемнику

m= Рном макс / Рном мин

m=42.6 / 9.1= 4.68

m=4.68

В соответствии с практикой проектировании установлено, что при m>3 и Киі0.2 эффективное число приемников принято считать по формуле

n

nэ= 2еРном / Рном макс

1

nэ= 2Ч112.37 / 91.07

nэ= 9.5

По графику 2.15.[1] находим коэффициенты максимальной активной мощности: Кмax=1.84

Максимальная активная нагрузка

n

Рмах= Кмах Ч еРср

1

Рмах= 1.84Ч40.69=74.86 [кВт]

Рмах=74.86 [кВт]

Максимальная реактивная нагрузка определяется в соответствии со следующими параметрами , при nэ Ј10

n

Qмах= еQср

1

где Qср - средняя реактивная мощность электро приемников входящих в данную группу

Qмах=84.66 [квар]

С постоянным графиком нагрузки

Для них Рном=Рпасп

Токарные станки

Рном1= n Ч Рпасп

где n - количество станков

Рном1= 20Ч5.2= 104 [кВт]

Рном1=104[кВт]

Рср1= КиЧРном1

Рср1= 0.2Ч104=20.8 [кВт]

Qср1=Рср1Чtgj

Qср1=20.8Ч1.15= 23.92 [квар]

Qср1=23.92[квар]

Фрезерные станки

Рном2= nЧРпасп

Рном2=12Ч7.2=86.4 [кВт]

Рном2=86.4 [кВт]

Рср2=КиЧРном2

Рср2=0.2 Ч 86.4= 17.28 [кВт]

Рср2=17.28 [кВт]

Qср2=Рср2 Ч tgj

Qср2=17.28 Ч 1.15= 19.872 [квар]

Qср2=19/872 [квар]

Станки плоскошлифовальные

Рном3= n Ч Рпасп

Рном3= 3 Ч 8.3 = 24.9 [кВт]

Рном3= 24.9 [кВт]

Рср3= Ки Ч Рном3

Рср3= 0.14 Ч 24.9 = 3.486 [кВт]

Рср3= 3.486 [кВт]

Qср3=Рср3 Ч tgj

Qср3=3.486 Ч 1.15= 4.009 [квар]

Qср3=4.009 [квар]

Кругло шлифовальные станки

Рном4= n Ч Рпасп

Рном4=2 Ч 12.2 =24.4 [кВт]

Рном4=24.4 [кВт]

Рср4= Ки Ч Рном4

Рср4=0.14 Ч 24.4 =3.416 [кВт]

Рср4=3.416 [кВт]

Qср4= Рср4 Ч tgj

Qср4=3.416 Ч 1.15 = 3.93 [квар]

Qср4=3.93 [квар]

Станки сверлильные

Рном5= n Ч Рпасп

Рном5=2 Ч 2.2 =4.4 [кВт]

Рном5=4.4 [кВт]

Рср5= Ки Ч Рном5

Рср5=0.12 Ч 4.4 = 0.528 [кВт]

Рср5=0.528 [кВт]

Qср5= Рср5 Ч tgj

Qср5=0.528 Ч 1.15 = 0.607 [квар]

Qср5=0.607 [квар]

Станки заточные

Рном6= n Ч Рпасп

Рном6=1 Ч 1.3 = 1.3 [кВт]

Рном6=1.3 [кВт]

Рср6= Ки Ч Рном6

Рср6=0.12 Ч 1.3 = 0.156 [кВт]

Рср6=0.156 [кВт]

Qср6= Рср6 Ч tgj

Qср6=0.156 Ч 1.15 = 0.179 [квар]

Qср6=0.179 [квар]

Насосы

Рном7= n Ч Рпасп

Рном7=4 Ч 35 = 140 [кВт]

Рном7=140 [кВт]

Рср7= Ки Ч Рном7

Рср7=0.7 Ч 140 = 98 [кВт]

Рср7=98 [кВт]

Qср7= Рср7 Ч tgj

Qср7=98 Ч 0.75 = 73.5 [квар]

Qср7=73.5 [квар]

Вентиляторы

Рном8= n Ч Рпасп

Рном8=3 Ч 25 = 75 [кВт]

Рном8=75 [кВт]

Рср8= Ки Ч Рном8

Рср8=0.8 Ч 75 = 60 [кВт]

Рср8=60 [кВт]

Qср8= Рср8 Ч tgj

Qср8=60 Ч 0.75 = 45 [квар]

Qср8=45 [квар]

Электропечи

Рном10= n Ч Рпасп

Рном10=2 Ч 40 = 80 [кВт]

Рном10=80 [кВт]

Рср10= Ки Ч Рном10

Рср10=0.7 Ч 80 = 56 [кВт]

Рср10=56 [кВт]

Qср10= Рср10 Ч tgj

Qср10=56 Ч 0 = 0 [квар]

Qср10=0 [квар]

Итоговые данные по электро приемникам с постоянным графиком нагрузки

n

еРном = Рном1 + … Рном8+ Рном10

1

n

еРном=104+86.4+24.9+24.4+4.4+1.3+140+75+80=540.4 [кВт]

1

n

еРср= Рср1+…+Рср8+Рср10

1

еРср=20.8+17.28+3.486+3.416+0.528+0.156+98+60+56=218.06 [кВт]

n

еQcр= Qср1+…+Qср8+Qср10

1

еQcр=23.92+19.872+4.009+3.93+0.607+0.179+73.5+45+0=171.01 [квар]

для приемников с постоянным графиком нагрузки

n

Кмакс=1 - Рмакс=еРср=218.06 [кВт]

1

n

Qмакс=еQср=171.01 [квар]

1

2.5. Выбор компенсирующих устройств и выбор мощности трансформатора

Средняя мощность все потребителей

n

Рср=еРср = Рср1+Рср2+…+Рср11

1

n

Рср=еРср = 218.06+40.69 = 258.75 [кВт]

1

Рср= 258.75 [кВт]

n

Qср=еQср = Qср1+Qср2+…+Qср11

1

n

Qср=еQср=171.01+84.66 = 255.67 [квар]

1

Qср= 255.67[квар]

2 2

S=ЦРср + Qср

где Рср и Qср - средняя активная и реактивная мощности для всех потребителей

2 2

Sср=Ц 258.75 + 255.67 = 363.75[кВА]

Sср=363.75 [кВА]

Определяем максимальные мощности всех электро потребителей

Рмакс=Рмакс1 + Рмакс2

где Рмакс1 и Рмакс2 - активные мощности потребителей с постоянным и переменным графиком нагрузки

Рмакс=218.06 + 74.86 = 292.92 [кВт]

Рмакс= 292.92[кВт]

Qмакс=Qмакс1 + Qмакс2

где Qмакс1 и Qмакс2 - реактивная мощность потребителей с постоянным и переменным графиком нагрузки

Qмакс=171.01 + 84.66 = 255.67 [квар]

Qмакс= 255.67 [квар]

2 2

Sмакс= ЦРмакс + Qмакс

Sмакс= Ц 85790.4+65367.1=388.7

Sмакс= 388.7 [кВА]

Определяем cosj по формуле

cosj = Рмакс / Sмакс

где Рмакс - активная максимальная мощность всех потребителей

Sмакс - полная максимальная мощность

cosj = 292.92 / 388.7 = 0.753

Так как cosj слишком мал , то требуется компенсация с помощью батарей статических конденсаторов мощностью Qс= 220 [квар]

Определяем максимальную реактивную мощность с учётом статических конденсаторов

Q'макс = Qмакс - Qс

где Qс - мощность статических конденсаторов

Q'макс = 255.67 - 220 = 35.67[квар]

Q'макс = 35.67[квар]

Уточним значение S'макс

2 2

S'макс=Ц Рмакс + Q'макс

2 2

S'макс=Ц292.9 + 35.67 = 295.06[кВА]

S'макс= 302.872 [кВА]

Подсчитаем значение cosj с учетом применения компенсирующий устройств

соsj = Рмакс / S'макс

где Рмакс - активная максимальная мощность всех потребителей

S'макс - полная максимальная мощность всех потребителей с учетом статических конденсаторов.

cosj = 292.9 / 295.06= 0.99

cosj = 0.99

Cхема подключения батарей конденсаторов

~ 380 В

Р

П

где П - предохранитель ,

Р - трех фазный рубильник

Выбираем мощность трансформатора (приложение 12)

Sтр і S'макс

Sтр = 295.06 [кВА]

Sном.тр. = Sмакс / b

Sном.тр. = 295.06 / 0.75 = 393.41 [кВА]

Sном.тр. = 393.41 [кВА]

Возьмем один трансформатор типа ТС3-400

80х50 ; ШРА4-630-32 IУ3