Расчет электрических нагрузок

 

Изложить сущность и цель расчета электрических нагрузок. В зависимости от величины расчетной нагрузки выбираются источник электроснабжения и все оборудование электрической сети: линии, трансформаторы, распределительные устройства. Рассмотрим основные методы определения расчётных нагрузок:

 

1 Методом коэффициента спроса

 

Метод коэффициента спроса пользуется для оценочных расчётов максимальных нагрузок промышленных предприятий на высшем напряжении схемы электроснабжения, при котором величина расчётной активной максимальной нагрузки определяется по формуле:

 

, (2)

 

где Р_ном - номинальная мощность электроприёмника (ЭП), кВт;

n- количество ЭП;

К_с- коэффициент спроса, это отношение максимальной активной мощности одного или группы ЭП к номинальной мощности. Коэффициент спроса по некоторым предприятиям определяется по справочной литературе [1] табл.2.6, [5] табл.1.5.1, а также его можно определить по формуле:

. (3)

 

 

Максимальная реактивная мощность определяется по формуле, квар:

 

. (4)

Расчёт полной максимальной мощности выполняется по формуле, кВА:

 

. (5)

 

Для удобства расчетов электрических нагрузок составляется сводная таблица 1, в которой cosφ и соответствующий ему tgφ потребителей определяется по справочной литературе [1] табл.2.1, [5] табл.1.5.5

 

Расчёт электрических нагрузок

Таблица 1

Наименование	Рном*n, кВт	cosφ	tgφ	Кс	Рmax, кВт	Qmax, квар	Smax, кВА
Силовая нагрузка

 

В графе 1 «Силовая нагрузка» вписываются все нагрузки потребителей предприятия (цехов, корпусов, вспомогательных сооружений и т.д.), после чего определяется суммарные мощности ΣР_max, ΣQ_max.

 

Осветительная нагрузка цехов и территорий может быть рассчитана по формуле, кВт:

 

, (6)

 

где Р_у –установленная мощность лампы, кВт

К_с.о.- коэффициент спроса осветительной нагрузки, согласно рекомендации [6], необходимо принимать следующие значения К_с.о:

1 - для небольших производственных зданий, наружного освещения и для линий, питающих отдельные групповые щитки и аварийное освещение;

0,95 – для производственных зданий, состоящих из отдельных крупных пролётов;

0,9 – для библиотек, административных зданий и предприятий общественного питания;

0,85 – для производственных зданий, состоящих из многих отдельных помещений;

0,8 – для административно -бытовых, инженерно-лабораторных корпусов;

0,6 – для складских зданий и электроподстанций.

 

Рассчитываются активные и реактивные потери в трансформаторах, кВт и квар:

 

, (7)

 

, (8)

 

где Sр_Σ - суммарная расчетная мощность предприятия, определяемая суммой силовой нагрузки, осветительной и потерь в трансформаторах.

 

Потери в электрических цепях, определяются по формуле, кВт:

 

. (9)

В целом нагрузка по предприятию, с учётом потерь, определяется по формуле, кВА:

 

 

. (10)

 

 

2.Методом упорядоченных диаграмм

 

Метод упорядоченных диаграмм применяется в тех случаях, когда известны номинальные расчётные данные всех электроприёмников (ЭП) предприятия и их размещения на плане цехов и на территории предприятия. Метод позволяет по номинальной мощности ЭП с учётом их числа и характеристик определить расчётную нагрузку любого узла схемы электроснабжения.

Расчет методом упорядоченных диаграмм производится в следующем последовательности:

2.1Все ЭП разбиваются на однородные по режиму работы групп с одинаковыми значениями коэффициентов использования и коэффициентов мощности.

 

2.2Подчитывают количество ЭП в каждой группе и в целом по расчетному узлу присоединения.

 

2.3В каждой группе ЭП и по узлу в целом находят пределы их номинальных мощностей и величину n_э. При этом все ЭП должны быть приведены к ПВ=100%.

 

2.4 Подчитывают суммарную мощность всех ЭП узла

 

Р_см.уз=ΣР_см ; (11)

 

Q_см.уз.=ΣQ_см. (12)

 

2.5Определяются, для характерных групп ЭП, коэффициенты использования и коэффициенты мощности cosφ.

 

2.6Определяется средняя активная и реактивная нагрузки, за наиболее загруженную схему.

 

2.7Определяется средневзвешенное значение коэффициента использования узла:

, (13)

 

где по tgφ_уз определяется cosφ_уз - средневзвешенное значение коэффициента мощности узла присоединения.

 

2.8 Определяется коэффициент максимума в зависимости от Ku и n_э.

 

2.9 С учетом K_max определяются расчетные нагрузки.

 

2.10 Определяется полная мощность.

 

Определяется средняя нагрузка групп ЭП за максимально загруженную смену (Р_см, кВт) и расчётный получасовой максимум (Р_р,кВт)

 

, (14)

где К_и – коэффициент использования активной мощности, значения которого для некоторых ЭП с разными режимами работы приведены в табл.2.1 [1], в табл.1.5.5 [5];

 

, (15)

 

где К_мах – коэффициент максимума активной (реактивной) мощности, характеризует превышение максимальной нагрузки над средней, за максимально загруженную смену, принимаемый по [1] рис 2.6. или табл. 2.3, [5] табл. 1.5.3. Коэффициент максимума может быть равным или больше единицы. Для ЭП с продолжительным режимом работы (вентиляторы, насосы и т.п), т.е. для таких ЭП, у которых К_мах=1:

 

Р_р=Р_см.

 

Величина, обратная коэффициенты максимума, называется коэффициентом заполнения графика:

 

. (16)

Коэффициенты К_з и К_max определяются для групповых графиков нагрузки.

Коэффициент максимума можно определить в зависимости от эффективного числа ЭП (n_эф) [1] рис.2.6, [5] табл. 1.5.2.

Под эффективным числом n_эф понимают такое число однородных по режимы работы ЭП одинаковой мощности, которое обеспечивает тот же расчётный максимум, что и группа различных по мощности и режиму работы ЭП, он определятся по формуле:

 

, (17)

 

где - квадрат суммы номинальных мощностей всех n ЭП, кВт;

- сумма квадратов тех же мощностей, кВт.

 

Если нагрузка ЭП, различны по мощностям и разнохарактерны по режимы работы, определяют показатель силовой сборки в группе, если ЭП пять и более определяется по формуле:

, (18)

 

где Р_{ном max,} Р_{номmin –} номинальные приведённые к длительному режиму активные мощности ЭП наибольшего и наименьшего в группе, кВт.

 

Если ЭП меньше или равно 3 то можно считать

 

n_э ≈ n;

при m > 3 и Кu ≥ 0,2

. (19)

 

Если найденное по формуле (19) n_э оказывается больше действительного числа ЭП n, следует принимать n_э = n.

 

Если количество ЭП n≤3, можно не определять n_э ЭП, ограничившись нахождением расчетной мощностью, кВт

 

, (20)

 

где K _заг. - коэффициент загрузки, принимаемый:

- для продолжительного режима равный 0,9;

- для повторно кратного режима 0,75;

- для продолжительного автоматического режима 1.

Коэффициент загрузки К_заг, представляет собой отношение средней за время включения в цикле мощности ЭП и его номинальной мощности:

 

. (21)

 

Когда значение m>3 и Кu<0,2 эффективное число ЭП определяется с помощью относительного числа ЭП n_э*

 

. (22)

 

Реактивная мощность ЭП за максимально загруженную смену определяется по формуле, квар:

 

. (23)

Определяется средний коэффициент использования группы ЭП:

 

. (24)

 

Вычисляется значение максимальной реактивной нагрузки, квар:

 

, (25)

При К_и<0,2 и n_э≤100, а также при К_и≥0,2 при n_э≤10 коэффициент К_max=1.1, во всех остальных случаях можно принять:

 

, (26)

 

Определяется максимальная мощность ЭП, кВА:

 

. (27)

 

Далее выполняется расчёт потерь в трансформаторах и рассчитывается полная мощность по следующим формулам: (7), (8), (9), (10).

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: