3.4. Розрахунок електричних навантажень
Основою раціонального рішення комплексу техніко-економічних питань електропостачання є правильне визначення очікуваних електричних навантажень. Від цього залежать капітальні витрати в схемі електропостачання, витрата кольорового металу, втрати електроенергії і эксплутационные витрати. Електрична потужність, споживана електроприймачем (електричне навантаження), міняється по годиннику доби і залежить від пори року: вночі вона, як правило, значно менше, ніж вдень; у першу зміну — декілька вище, ніж в другу; у зимові дні — в уранішній годинник і увечері — до навантаження додається ще навантаження від електричного освітлення.
Початковими даними для розрахунку електричних навантажень є встановлена потужність електроприймачів і характер зміни навантаження. Під встановленою потужністю (Ру) груп споживачів розуміють сумарну паспортну потужність всіх електроприймачів. Наприклад, встановлена потужність баштового крана рівна сумі номінальних потужностей всіх його електродвигунів.
В результаті розрахунку визначається максимальне (розрахункова) навантаження, яке служить основою для вибору перетину токоведущих частин, втрат потужності і напруги в мережах, вибору потужності трансформаторів і компенсуючих пристроїв.
Для кожної групи електроприймачів існує деяке певне співвідношення між величинами розрахункової (Рр) і встановленої потужності. Це співвідношення називається коефіцієнтом попиту:
Знаючи встановлену потужність і коефіцієнт попиту даної групи споживачів, можна визначити розрахункову потужність:
Розрахункову реактивну потужність (Q0) визначають по формулі
де tg ф знаходять для кута ф, косинус якого визначають з паспортних даних установки.
Повна розрахункова потужність силового навантаження визначається як
До розрахункового силового навантаження необхідно додати потужність на освітлення. Розрахунки зручно вести в табличній формі (табл. 3.1).
Таблиця 3.1
Визначення розрахункового навантаження
Групи навантажень |
р |
до. |
COS ф |
tg<p |
кВт |
Op квар |
3» КВ-А |
Силове навантаження |
|
|
|
& |
Vs- af |
|
& •? |
Баштові крани |
|
|
|
% |
|
|
|
Ручні машини і електроінструмент |
|
|
|
|
|
' |
1 |
Зварювальні агрегати |
|
|
|
|
|
|
f |
Разом по силовому навантаженню |
|
|
|
|
|
|
|
Електричне освітлення |
|
|
|
|
|
|
|
Зовнішнє |
|
|
|
|
|
|
\ |
Внутрішнє |
|
|
|
|
|
|
1 |
Разом по електричному освітленню |
|
|
|
|
|
|
|
Всього по будівельному майданчику |
|
|
|
|
|
|
|
Примітка. Значення Р, Кс, cos ф визначають по довідковій літературі. Значення Рр, Qp, Sp розраховують по формулах (3.2), (3.3), (3.4) відповідно. Підсумкові рядки визначаються як сума відповідних розрахункових навантажень: наприклад Рр5; = />р.
Компенсація реактивній потужності. Втрати електроенергії при передачі по проводах трифазної лінії визначається формулою
де W ' — втрата електроенергії, кВт-ч; Р — передавана потужність, кВт; R — активний опір живлячій лінії, Ом; / — час, ч; U — напруга передавальної мережі, В.
Формула показує, що втрати при передачі деякій потужності Р назад пропорційні квадрату напруги, при якій проводиться передача, і квадрату коефіцієнта потужності.
Звідси витікає, що для зниження втрат електроенергії треба використовувати вищу напругу, прагнути до скорочення протяжності мереж до 1000 В, застосовувати заходи по підвищенню коефіцієнта потужності.
На значенні коефіцієнта потужності електроустановки негативно позначається наявність малозавантажених електродвигунів і трансформаторів. Тому в першу чергу проводяться заходи організаційного порядку, направлені на те, щоб природний коефіцієнт потужності досяг максимального значення. Якщо цих мерів недостатньо, то застосовують батареї конденсаторів, синхронні двигуни.
Методика розрахунок величини і місця розташування конденсаторів складна, але в наближених розрахунках значення ємкості (квар) визначають по формулі
де Qc — ємкість конденсаторної батареї; Р — розрахункова активна потужність навантаження, квар; tg cp — розрахунковий тангенс.
За каталожними даними вибирають найближчий стандартний конденсатор. Встановлюють батареї конденсаторів або на підстанції, або безпосередньо у споживача.