Расчет электрических нагрузок

3. Расчет электрических нагрузок

Создание каждого промышленного объекта начинается с его проектирования, а определение ожидаемых (расчетных) значений электрических нагрузок является первым основополагающим этапом проектирования СЭС. Необходимость определения ожидаемых нагрузок промышленных предприятий вызвана неполной загрузкой некоторых электроприемников (ЭП), неодновременностью их работы, вероятностным случайным характером включения и отключения ЭП. Правильное определение ожидаемых электрических нагрузок и обеспечение необходимой степени бесперебойности их питания имеют большое значение.

Также правильное определение электрических нагрузок является основой рационального построения и эксплуатации СЭС промышленных предприятий.

От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты в схеме электроснабжения, расход цветного металла, потери электроэнергии и эксплуатационные расходы. Ошибки при определении электрических нагрузок приводят к ухудшению технико-экономических показателей промышленного предприятия.

Завышение ожидаемых нагрузок приводит к удорожанию строительства, перерасходу проводникового материала сетей и неоправданному увеличению мощности трансформаторов и прочего оборудования. Занижение может привести к уменьшению пропускной способности электрической сети, к лишним потерям мощности, перегреву проводов, кабелей и трансформаторов, а следовательно, к сокращению срока их службы.

Электрические нагрузки в узлах электроснабжения определяют для выбора сечения питающих линий, мощности трансформаторов, номинальных токов коммутационных аппаратов, уставок защиты. При определении расчетных электрических нагрузок можно пользоваться основными методами:

-  упорядоченных диаграмм (метод коэффициента максимума);

-  удельного потребления электроэнергии на единицу продукции;

-  коэффициента спроса;

-  удельной плотности электрической нагрузки на 1 м² производственной площади.

Метод коэффициента спроса является упрощенным методом, основанным на методе коэффициента максимума. Он применяется при определении электрических нагрузок на шинах подстанций и распределительных устройств.

В задании на курсовой проект приведены таблицы установленных мощностей ЭП по цехам и их размещение на территории предприятия, поэтому в данном случае для расчета можно применить метод коэффициента максимума. ЭП условно поделены на группу А и группу Б в зависимости от характера графика нагрузок. Для группы А характерны резкопеременные графики, а для группы Б практически постоянные, хорошо заполненные.

В качестве примера расчета рассмотрим расчет электрических нагрузок методом коэффициента максимума Сборочного цеха №1 для ЭП группы А и Б отдельно.

Расчет электрических нагрузок для ЭП группы А:

1.  Определяем среднюю нагрузку цеха за наиболее загруженную смену Рсм и расчетный получасовой максимум (максимальную расчётную нагрузку) Рр.

Рсм=Ки*Руст, где Ки-коэффициент использования активной мощности.

Руст-установленная мощность ЭП цеха, кВт.

Рсм-средняя нагрузка за наиболее загруженную смену, кВт.

Руст=82кВт Ки=0,25 Км=1,28

Рсм=ки*Руст=0,25*82=20,5кВт Рр=Км*Рсм, г де Рр-расчётная максимальная нагрузка, кВт

Км-коэффициент максимума активной (реактивной) нагрузки. Он характеризует превышение максимальной нагрузки Рр над средней Рсм за максимальную смену

Рр=Км*Рсм=1,28*20,05=20,64

2.  После определения Рсм, находят Qсм

Qсм=Рсм*tg

tg определяют по известному коэффициенту Cos

tg=1,17 Cos=0,65

Qсм=Рсм*tg=20,5*1,17=24кВАр

Расчётную реактивную мощность кВАр, определяют поформулам в зависимости от эффективногго числа ЭП _" n_э"

n_э≥10 то Qp=Qсм

n_э<10 то Qp=Qсм

Под эффективным числом понимают такое число однородных по режиму работы ЭП одинаковой мощности , которое обеспечивает тот же расчётный максимум, что и группа различных по мощности и режиму работы ЭП.

n_э=21

Qp=Qсм=24кВАр

Расчётные ожидаемые нагрузки всегда меньше установленной мощности ЭП, т.к. потребители включаются в работу не одновременно и время работы у разных ЭП не совпадает.

Порядок расчета электрических нагрузок для ЭП группы Б аналогичен расчету для группы А, но коэффициент "Ки" принимается ≥0,6, а Км=1

Рсм=Ки*Руст=0,6*32=19,2кВт Рр=Км*Рсм=1*Рсм=Рсм Рр=Рсм=19,2кВт

Qсм=Рсм*tg=19,2*1,17=22,46 кВАр

Qp=Qсм=22,46 кВар

Данные расчета нагрузок приведены в таблицах №3.1 и №3.2