 |
Методика определение эффективного числа электроприемников цеха
|
|
|
|
1. Все электроприемники разбиваются на некоторое число групп в соответствии с местом подключения.
2. Электроприемники, работающие в повторно-кратковременном режиме, должны быть приведены к длительному режимe работы: для подъемных механизмов ПВ=40; для сварочных механизмом ПВ= 60%; для остальною оборудования ПВ= 100%.
Для двигателей: 
. (1)
Для сварочных аппаратов: 
. (2)
Резервные электроприемники, ремонтные сварочные трансформаторы и другие ремонтные электроприемники, а также электроприемники, работающие кратковременно (пожарные насосы, задвижки, вентили и т. п.), при подсчете расчетной мощности не учитываются (за исключением случаев, когда мощности пожарных насосов и других противоаварийных ЭП определяют выбор элементов сети электроснабжения).
Групповая номинальная (установленная) активная мощность - сумма номинальных активных мощностей группы ЭП
, (3)
где n - число электроприемников.
3. Для каждого электроприемника определяем по справочным данным коэффициент использования и соsφ. При наличии интервальных значений Ки следует для расчета принимать наибольшее значение.
В графах таблицы 7 и 8 соответственно записываются построчно величины kuPн и kuPн tgj. В итоговой строке определяются суммы этих величин
Для последующего определения nэ в графе построчно определяются для каждой характерной группы ЭП одинаковой мощности величины 
и в итоговой строке - их суммарное значение S . При определении nэ по упрощенной формуле графа 9 не заполняется.
4. Определяем групповой коэффициент использования.
Так как группируем ЭП без условия равенства коэффициента использования, то находим групповой средневзвешенный коэффициент использования для данного узла питания (подгруппы) по формуле:
|
|
|
, (4)
где n - число характерных электроприемников входящих в данную группу.
Определим для первой группы средневзвешенный коэффициент использования:
5. Определяется эффективное число электроприемников:
. (5)
При значительном числе электроприемников более 30 (магистральные шинопроводы, шины цеховых трансформаторных подстанций в целом по корпусу, а так же и предприятию) эффективное число ЭП можно определить по упрощенному выражению:
, (6)
где рн.max - номинальная мощность наиболее мощного электроприемника группы. Если найденное по упрощенному выражению число nэ окажется больше n, то следует принимать nэ = n. Если рн.max/рн.min < 3, где рн.min - номинальная мощность наименее мощного ЭП подгруппы, то также nэ = n. Найденное по указанным выражениям значение nэ округляется до ближайшего меньшего целого числа.
Для удобства расчета составляется следующая таблица:
Таблица 1
| № ЭП | n, кол-во ЭП | Установленная мощность | kи | cosφ/tgφ | kи·Pн | kи·Pн·tgφ | n·p2 | nэ, эффективное число ЭП | |
| pн | Pн | ||||||||
В ней указаны: рн - номинальная (установленная) мощность одного электроприемника; Рн - суммарная номинальная мощность ЭП подгруппы; n - действительное число ЭП в подгруппе; cosφ/tgφ - значение коэффициента мощности подгруппы; kи - значения коэффициентов использования электроприемников подгруппы, nэ - эффективное число электроприемников;
Графы 2-6 таблицы 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 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 графе 10 определяется эффективное число электроприемников.
|
|
|
При включении однофазного электроприемника на фазное напряжение этот приемник учитывается как эквивалентный трехфазный ЭП номинальной мощностью:
рн = 3·рн.0, (7)
qн = 3·qн.0, (8)
где рн.0, qн.0 - активная и реактивная мощности однофазного ЭП.
При включении однофазного ЭП на линейное напряжение этот приемник учитывается как эквивалентный ЭП номинальной мощностью:
. (9)
При наличии группы однофазных ЭП, которые распределены по фазам с неравномерностью не выше 15 % по отношению к обшей 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. И случае превышения указанной неравномерности номинальная мощность эквивалентной группы однофазных ЭП принимается равной тройному значению мощности наиболее загруженной фазы.
6. Определение средней потребляемой мощности за смену
Средняя активная мощность за смену Рср.см, кВт:
, (10)
где Рн – общая мощность приемников в подгруппе, кВт;
ки – коэффициент использования соответствующей группы потребителей.
Средняя реактивная мощность за смену Qcр.см, кВАр.
. (11)
7. Коэффициент максимума Кр
Для определения коэффициента максимума используем рассчитанные значения, эффективного числа электрических приемников и среднего коэффициента использования. И по диаграмме или таблице определяем искомое значение коэффициента.
8. Расчетная активная мощность подключенных к узлу питания ЭП напряжением до 1 кВ определяется по выражению:
Рр = Кр S Ки Рн,. (12)
В случаях, когда расчетная мощность Рр окажется меньше номинальной наиболее мощного электроприемника, следует принимать Рр = рн.макс.
Расчетная реактивная мощность определяется следующим образом:
Для питающих сетей напряжением до 1 кВ в зависимости от nэ:
при nэ £ 10 Qр = 1,1 S Ки Рн tgj, (13)
при nэ > 10 Qр = S Ки Рн tgj. (14)
Для магистральных шинопроводов и на шинах цеховых трансформаторных подстанций, а также при определении реактивной мощности в целом по цеху, корпусу, предприятию:
Qр = Кр S Ки Рн tgj = Рр tgj. (15)
К расчетной активной и реактивной мощности силовых ЭП напряжением до 1 кВ должны быть при необходимости добавлены осветительные нагрузки Рр.о и Qр.о.
|
|
|
Полная расчетная мощность:
. (16)
9. Выбор БСК.
Нахождение максимальной реактивной мощности группы №1:
. (17)
Для компенсирования полученной реактивной мощности выберем БСК.
Найдем суммарную мощность КТП:
. (18)
10. Предварительный выбор трансформатора.
Т.к. на этапе предварительного расчета нам не известны сопротивления потребителей, соединяющих кабелей и проводов. Следовательно, в расчетах мы их не учитываем.
Трансформатор выбираем по полной расчетной мощности Sр.
Практическое задание №1
«Определение эффективного числа электроприемников цеха»
Исходные данные Таблица 2
| №ЭП | Наименование участка цеха и индивидуальных приемников | Pуст ЭП, кВт. | Кол-во ЭП | ПВ |
| 1. Механосборочное отделение (1 группа) | ||||
| Токарно-винторезный станок | 4,6 | |||
| Токарно-револьверный станок | 5,5 | |||
| Строгальный станок | ||||
| Фрезерный станок | 3,5 | |||
| Шлифовальный станок | 10,2 | |||
| Сверлильный станок | 6,9 | |||
| Универсально-заточный станок | 1,25 | |||
| Кран-балка | 4,85 | 0,4 | ||
| Вентилятор | 7,0 | |||
| II. Сварочное отделение (2 группа) | ||||
| Машина электросварочная точечная | 0,6 | |||
| Машина электросварочная шовная | 0,6 | |||
| Трансформатор сварочный | ||||
| Вентилятор |
Задание: на основе исходных данных определить эффективное число электроприемников цеха, а также групповой средневзвешенный коэффициент использования для данного узла питания (подгруппы).
Последовательность выполнения расчета
1. Все электроприемники разбили на 2 группы в соответствии с местом подключения (результаты заносятся в табл.3).
2. Для электродвигателей с повторно-кратковременным режимом работы их номинальная мощность не приводится к длительному режиму (ПВ = 100%).
Резервные электроприемники, ремонтные сварочные трансформаторы и другие ремонтные электроприемники, а также электроприемники, работающие кратковременно (пожарные насосы, задвижки, вентили и т. п.), при подсчете расчетной мощности не учитываются (за исключением случаев, когда мощности пожарных насосов и других противоаварийных ЭП определяют выбор элементов сети электроснабжения).
|
|
|
Групповая номинальная (установленная) активная мощность - сумма номинальных активных мощностей группы ЭП
,
где n - число электроприемников.
3. Для каждого электроприемника определяем по справочным данным коэффициент использования и соsφ (Приложение 2). При наличии интервальных значений Ки следует для расчета принимать наибольшее значение.
В графах 7 и 8 соответственно записываются построчно величины kuPн и kuPн tgj. В итоговой строке определяются суммы этих величин.
Для последующего определения nэ в графе 9 построчно определяются для каждой характерной группы ЭП одинаковой мощности величины и в итоговой строке - их суммарное значение S . При определении nэ по упрощенной формуле графа 9 не заполняется.
Все расчеты сведены в таблицу 3.
Таблица 3
| № | n | Установленная мощность кВт | kи | cos/tg | Kи·Pн | Kи·Pн·tg | n·p2 | nэ, эффективное число ЭП | |
| pн | Pн | ||||||||
| Группа№ 1 (Механосборочное отделение) | |||||||||
| 4,6 | 13,8 | 0,14 | 0,5/1,73 | 1,932 | 3,342 | 63,48 | |||
| 5,5 | 0,14 | 0,5/1,73 | 1,54 | 2,664 | 60,5 | ||||
| 0,14 | 0,5/1,73 | 1,54 | 2,664 | ||||||
| 3,5 | 10,5 | 0,14 | 0,5/1,73 | 1,47 | 2,543 | 36,75 | |||
| 10,2 | 10,2 | 0,14 | 0,5/1,73 | 1,428 | 2,470 | 104,04 | |||
| 6,9 | 20,7 | 0,14 | 0,5/1,73 | 2,898 | 5,014 | 142,83 | |||
| 1,25 | 2,5 | 0,14 | 0,5/1,73 | 0,35 | 0,606 | 3,125 | |||
| 4,85 | 1,94 | 0,1 | 0,5/1,73 | 0,194 | 0,336 | 23,52 | |||
| 0,65 | 0,8/0,75 | 9,1 | 6,825 | ||||||
| 54,8 | 95,64 | 0,2138 | 20,452 | 26,464 | 653,245 | |||
| Группа№2 (Сварочное отделение) | |||||||||
| 0,25 | 0,6/1,33 | 22,5 | 29,925 | ||||||
| 0,4 | 0,7/1,02 | 6,12 | |||||||
| 0,2 | 0,4/2,29 | 6,4 | 14,656 | ||||||
| 0,65 | 0,8/0,75 ■ | 9,75 | |||||||
|
| 0,305 | 47,9 | 60,451 |
4. Определяем групповой коэффициент использования.
Так как группируем ЭП без условия равенства коэффициента использования, то находим групповой средневзвешенный коэффициент использования для данного узла питания (подгруппы) по формуле:
,
где n - число характерных электроприемников входящих в данную группу.
Определим для первой группы средневзвешенный коэффициент использования:
5. Определяется эффективное число электроприемников:
, 
Найденное по указанным выражениям значение nэ округляется до ближайшего меньшего целого числа.
6. Определение средней потребляемой мощности за смену
Средняя активная мощность за смену Рср.см, кВт:
, Рср.см= 20,452 кВт,
где Рн – общая мощность приемников в подгруппе, кВт;
ки – коэффициент использования соответствующей группы потребителей.
|
|
|
Средняя реактивная мощность за смену Qcр.см, кВАр.
, Qcр.см = 26,464 кВАр.
7. Коэффициент максимума Кр
Для определения коэффициента максимума используем рассчитанные значения, эффективного числа электрических приемников и среднего коэффициента использования. И по диаграммам определяем искомое значение коэффициента.
nэф= 14; Ки = 0,2138 получаем Кр = 1,27.
8. Расчетная активная мощность подключенных к узлу питания ЭП напряжением до 1 кВ определяется по выражению:
Рр = Кр S Ки Рн, 
кВт.
В случаях, когда расчетная мощность Рр окажется меньше номинальной наиболее мощного электроприемника, следует принимать Рр = рн.макс.
Расчетная реактивная мощность определяется следующим образом:
nэ > 10, следовательно Qр = S Ки Рн tgj = 26,464 кВАр.
Полная расчетная мощность:
, 
кВА.
9. Выбор БСК.
Нахождение максимальной реактивной мощности группы №1:
.
Для компенсирования полученной реактивной мощности выберем БСК типа УК1-0,415-20 Т3. Номинальное напряжение 0,415 кВ, мощность 20кВАр.
Таким образом, остатки реактивной мощности после компенсации:
; 
.
Найдем суммарную мощность КТП:
.
10. Предварительный выбор трансформатора.
Т.к. на этапе предварительного расчета нам не известны сопротивления потребителей, соединяющих кабелей и проводов. Следовательно, в расчетах мы их не учитываем.
Трансформатор выбираем по полной расчетной мощности Sр = 167,33 кВА. Трансформатор марки ТПМН-250/3-УХЛ1 с номинальной мощностью 250кВА (Sном > S∑) и напряжением ХХ вторичной обмотки U2хх=1747 – 2947В. Параметры трансформатора представлены в таблице 4.
Таблица 4
| Номинальная мощность, кВА | Напряжение хх вторичной обмотки, В | Ступень регулирования, В | Потери хх, кВт | Потери КЗ, кВт | Ток хх, % | Напряжение кз, % |
| 1747 – 2947 | 0,54 | 3,7 | 0,6 | 7,0 |
Вывод: В результате произведенных расчетов определено эффективное число электроприемников цеха и групповой средневзвешенный коэффициент использования для данного узла питания, а также выполнен предварительный выбор батареи статических конденсаторов и трансформатора.
|
|
|
