 |
2.1 Расчет нагрузок цехов
|
|
|
|
В методе упорядоченных диаграмм, проверенном экспериментально, устанавливается в общем виде приближенная аналитическая зависимость расчетного коэффициента от основных показателей режима работы отдельных независимых электроприемников и от их эффективного числа. Эффективное число электроприемников 
– это такое число однородных по режиму работы приемников одинаковой мощности, которое обусловливает ту же расчетную нагрузку, что и рассматриваемые различные по номинальной мощности и режиму работы электроприемники. Эта зависимость получена на основе применения кривых распределения, или упорядоченных диаграмм, для значения групповой нагрузки, для показателей режима работы электроприемников и для их номинальных мощностей. С этим связано и само наименование метода.
Выполнение расчетов данным методом производится с целью определения расчетного коэффициента в зависимости от средневзвешенного коэффициента использования подгруппы электроприемников и их эффективного числа: 
. Обоснование данной зависимости сводится к следующему.
Расчетные значения групповых показателей определяют упорядоченную диаграмму значений групповой нагрузки и расчетную модель графика нагрузки, по которой определяется расчетная нагрузка.
Наличие зависимости расчетной нагрузки от показателей режима работы позволяет предвидеть её изменения в будущем при изменении технологических режимов; в некоторых случаях показатели режима работы электроприемников могут быть определены по характеристикам технологического процесса.
Следует также указать, что хотя данный метод разработан для независимых электроприемников, он применим и к электроприемникам поточных производств.
|
|
|
Расчет электрических нагрузок ЭП напряжением до 
по данному методу производится для каждого узла питания (распределительного пункта, шкафа, сборки, магистрального шинопровода и т. п. ), а также по цеху, корпусу в целом. Электроприемники разбиваются на подгруппы по присоединениям к узлу питания. В специальной литературе прошлых лет рекомендовалось разбивать ЭП на подгруппы с одинаковыми режимами работы, т. е. с одинаковыми коэффициентами использования 
и коэффициентами мощности 
. Но в «Указаниях по расчету электрических нагрузок», введенных в действие с 1990 г. были внесены ряд корректив для расчета нагрузок. Эти изменения привели к упрощению расчетов и способствовали расширению его применения. Данные Указания были выпущены в порядке опытно-промышленного внедрения, а по итогам их трехлетнего применения в проектной практике были изданы откорректированные Указания РТМ 36. 18. 32. 4-92. [4].
Следует отметить, что количество приемников электрической энергии в подгруппе должно определяться из условия возможности их подключения к узлу питания.
Для удобства расчета составляется таблица 2. 1.
Таблица 2. 1 - Расчетные значения величин
| № ЭП по табл. 1 | n, кол-во ЭП, шт. | Номинальная мощность |
| cosφ /tgφ | KИPн | KИРнtgφ | np2н | nЭ, эффекимвное число ЭП |
|
|
|
|
| |
| 
| |||||||||||||
,
В таблице указано: – номинальная мощность одного электроприемника; – суммарная номинальная мощность ЭП подгруппы; 
– действительное число ЭП в подгруппе; 
– значение коэффициента мощности подгруппы; – значения коэффициентов использования электроприемников подгруппы. Далее указаны величины, которые необходимо рассчитать: – эффективное (приведенное) число электроприемников; 
– коэффициент расчетной нагрузки; 
и 
– расчетные активная и реактивная мощности подгруппы; 
– полная мощность подгруппы.
|
|
|
Графы 2-6 таблицы 2. 1 заполняются на основании полученных от технологов таблиц-заданий по проектированию электротехнической части (графы 2-4) и согласно справочным материалам (графы 5, 6), в которых приведены значения коэффициентов использования и реактивной мощности для индивидуальных ЭП. В графах 7, 8 и 9 записываются промежуточные расчетные величины, при этом в итоговых строках этих граф определяются суммы этих величин. В графах 10-15 определяются расчетные величины.
При включении однофазного электроприемника на фазное напряжение он учитывается как эквивалентный трехфазный ЭП номинальной мощностью
, (1)
, (2)
где 
, 
– активная и реактивная мощности однофазного ЭП.
При включении однофазного ЭП на линейное напряжение он учитывается как эквивалентный ЭП номинальной мощностью:
, (3)
. (4)
При наличии группы однофазных ЭП, которые распределены по фазам с неравномерностью не выше 15 % по отношению к общей мощности трехфазных и однофазных электроприемников в группе, они могут быть представлены в расчете как эквивалентная группа трехфазных приемников электрической энергии с той же суммарной номинальной мощностью.
В случае превышения указанной неравномерности номинальная мощность эквивалентной группы однофазных ЭП принимается равной тройному значению мощности наиболее загруженной фазы.
Коэффициенты использования и мощности подбираются из справочной литературы. При наличии в ней интервальных значений 
следует для расчета принимать наибольшее значение. Так как мы группируем ЭП без условия равенства коэффициента использования, то находим групповой средневзвешенный коэффициент использования для данного узла питания (подгруппы) по формуле:
|
|
|
, (5)
где – число характерных электроприемников входящих в данную группу.
Коэффициент расчетной нагрузки – один из основных расчетных коэффициентов, который обычно находят по кривым зависимости (см. рис. 2. 1). Он зависит от эффективного числа электроприемников, средневзвешенного коэффициента использования, а также от постоянной времени нагрева сети, для которой рассчитывается электрические нагрузки. Указаниями приняты следующие постоянные времени нагрева:
– для сетей напряжением до , питающих распределительные шинопроводы, пункты сборки, щиты. Значение для этих сетей принимаются по таблице 3. 2 или по кривым зависимости .
– для магистральных шинопроводов и цеховых трансформаторов. Значение для этих сетей принимаются по таблице 2. 3.
– для кабелей напряжением 
и выше, питающих цеховые трансформаторные подстанции и распределительные устройства. Расчетная мощность для этих элементов определяется при 
.
Как видим, для определения коэффициента расчетной нагрузки нам необходимо знать эффективное число электроприемников подгруппы.
Это число рассчитывается по формуле:
, (6)
где 
групповая номинальная активная мощность;
номинальная мощность одного электроприемника;
число электроприемников в подгруппе с одинаковой мощностью.
Рисунок 2. 1 - Кривые коэффициентов расчетной нагрузки для различных коэффициентов использования в зависимости от
Таблица 2. 2 - Значения коэффициентов расчетной нагрузки для питающих сетей напряжением до 
|
| Коэффициент использования | ||||||||
| 0, 1 | 0, 15 | 0, 2 | 0, 3 | 0, 4 | 0, 5 | 0, 6 | 0, 7 | 0, 8 | |
| 8, 00 6, 22 4, 05 3, 24 2, 84 2, 64 2, 49 2, 37 2, 27 2, 18 2, 11 2, 04 1, 99 1, 94 1, 89 1, 85 1, 81 1, 78 1, 75 1, 72 1, 6 1, 51 1, 44 1, 4 1, 35 1, 3 1, 25 1, 2 1, 16 | 5, 33 4, 33 2, 89 2, 35 2, 09 1, 96 1, 86 1, 78 1, 71 1, 65 1, 61 1, 56 1, 52 1, 49 1, 46 1, 43 1, 41 1, 39 1, 36 1, 35 1, 27 1, 21 1, 26 1, 13 1, 1 1, 07 1, 03 1, 0 1, 0 | 4, 00 3, 39 2, 31 1, 91 1, 72 1, 62 1, 54 1, 48 1, 43 1, 39 1, 35 1, 32 1, 29 1, 27 1, 25 1, 23 1, 21 1, 19 1, 17 1, 16 1, 1 1, 05 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 | 2, 67 2, 45 1, 74 1, 47 1, 35 1, 28 1, 23 1, 19 1, 16 1, 13 1, 1 1, 08 1, 06 1, 05 1, 03 1, 02 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 | 2, 00 1, 98 1, 45 1, 25 1, 16 1, 14 1, 12 1, 1 1, 09 1, 07 1, 06 1, 05 1, 04 1, 02 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 | 1, 6 1, 6 1, 34 1, 21 1, 16 1, 13 1, 1 1, 08 1, 07 1, 05 1, 04 1, 03 1, 01 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 | 1, 33 1, 33 1, 22 1, 12 1, 08 1, 06 1, 04 1, 02 1, 01 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 | 1, 14 1, 14 1, 14 1, 06 1, 03 1, 01 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 | 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 | |
|
|
|
При значительном числе электроприемников ( 
) (магистральные шинопроводы, шины цеховых трансформаторных подстанций, в целом по корпусу, предприятию) эффективное число ЭП можно определить по упрощенному выражению:
, (7)
где 
номинальная мощность наиболее мощного электроприемника
группы.
Таблица 2. 3 - Значения коэффициентов на шинах НН цеховых трансформаторов и для магистральных шинопроводов напряжением до
|
| Коэффициент использования | |||||||
| 0, 1 | 0, 15 | 0, 2 | 0, 3 | 0, 4 | 0, 5 | 0, 6 | 0, 7 и более | |
| 6 - 8 9 - 10 10 - 25 25 -50 Более50 | 8, 00 5, 01 2, 94 2, 28 1, 31 1, 2 1, 1 0, 8 0, 75 0, 65 | 5, 33 3, 44 2, 17 1, 73 1, 12 1, 0 0, 97 0, 8 0, 75 0, 65 | 4, 00 2, 69 1, 8 1, 46 1, 02 0, 96 0, 91 0, 8 0, 75 0, 65 | 2, 67 1, 9 1, 42 1, 19 1, 0 0, 95 0, 9 0, 85 0, 75 0, 7 | 2, 00 1, 52 1, 23 1, 06 0, 98 0, 94 0, 9 0, 85 0, 75 0, 7 | 1, 6 1, 24 1, 14 1, 04 0, 96 0, 93 0, 9 0, 85 0, 8 0, 75 | 1, 33 1, 11 1, 08 1, 0 0, 94 0, 92 0, 9 0, 9 0, 85 0, 8 | 1, 14 1, 0 1, 0 0, 97 0, 93 0, 91 0, 9 0, 9 0, 85 0, 8 |
Если найденное по упрощенному выражению число окажется больше , то следует принимать 
. Если 
, где 
номинальная мощность наименее мощного ЭП подгруппы, также принимается .
Найденное по указанным выражениям значение округляется до ближайшего меньшего целого числа. При 
рекомендуется пользоваться кривыми зависимости при определении , а при 
– таблицей 2. 3.
Для одиночных ЭП расчетная мощность принимается равной номинальной, для одиночных ЭП повторно-кратковременного режима – равной номинальной, приведенной к длительному режиму, т. е. 
, где 
мощность ЭП по паспортным данным; 
паспортное значение ПВ.
|
|
|
В исходных данных на проектирование отсутствуют сведения об индивидуальных электроприёмниках, поэтому расчётные нагрузки определяют, начиная со второго уровня, т. е. на шинах до 1 
цеховых подстанций или силовых пунктов, питающих данный цех (подразделение).
Расчётная нагрузка на этом уровне определяется по следующим выражениям:
– для нагрузки:
, (8)
, (9)
где 
– расчётная активная мощность, 
;
– коэффициент спроса (справочная величина) [6, 7];
– суммарная мощность электроприёмников, подключённых к данному узлу нагрузки, ;
– расчётная реактивная мощность, 
;
– соответствует средневзвешенному значению 
приёмников узла нагрузки.
Для удобства составим таблицу по следующей форме.
Таблица 2. 4 - Расчетные нагрузки предприятия
| № цеха | Наименование цеха | 
|
|
| 
| 
|
– для осветительной нагрузки:
, (10)
, (11)
где 
– расчётная активная мощность осветительной нагрузки данного цеха (подразделения), ;
– коэффициент спроса для осветительной нагрузки данного цеха (справочная величина) [6];
– коэффициент потерь в пускорегулирующей аппаратуре при применении разрядных источников света (справочная величина);
– номинальная мощность осветительной нагрузки данного цеха, ;
– расчётная реактивная мощность осветительной нагрузки (при применении разрядных источников света), ;
– соответствует осветительной нагрузки.
Номинальная мощность осветительной нагрузки определяется исходя из удельной мощности на единицу площади:
, (12)
где 
– удельная мощность осветительной нагрузки на единицу площади цеха, 
(справочная величина) [6];
– площадь производственного помещения (цеха), 
.
Удельная мощность осветительной нагрузки зависит от нормы освещённости на рабочем месте, от типа источников света, высоты подвеса и других факторов.
Таким образом, расчётные значения нагрузок цеха определяются по следующим выражениям:
– расчетная активная мощность
, (13)
где 
– расчётное значение активной мощности цеха, ;
– расчетная реактивная мощность
, (14)
где 
– расчётное значение реактивной мощности цеха, ;
– полная мощность
, (15)
где 
– расчётное значение полной мощности цеха, 
;
– расчетный ток узла нагрузки в нормальном режиме
, (16)
где 
– расчётное значение тока узла нагрузки (цеха), 
;
– номинальное напряжение в узле нагрузки, ;
– число питающих цепей.
– расчетный ток в послеаварийном режиме
, (17)
где 
– расчётный ток линии, питающей РУ до 1 цеха в ПАР.
Расчётные электрические нагрузки цеха необходимы для выбора мощности трансформаторов цеховых ТП, линий, сечения шин и коммутационно-защитной аппаратуры РУ низшего напряжения ТП.
|
|
|
