Практическая работа № 1 «Расчёт нагрузок методом коэффициента максимума»
Цель работы: «Определить максимальную расчётную электрическую нагрузку цеха»
Дано: количество (n), наименование и номинальные мощности (Рн) электроприёмников.
Найти: установленную (Рн) и общую (∑Рн) рабочую мощность каждого электроприёмника и по силовым пунктам, коэффициент использования (Ки) и коэффициент мощности (cosφ) электроприёмников, среднюю активную (Рсм) и реактивную (Qсм) мощности за максимально загруженную смену, модуль силовой сборки (m), эффективное число электроприёмников (пэ), коэффициент максимума (Кмакс), максимальную расчётную активную (Рмакс)? реактивную (Qмакс) и полную (Sмакс) мощности, максимальный расчётный ток (1макс).
Методика расчёта:
1. Приводят нагрузки к виду удобному для расчётов: для приёмников, заданных полной мощностью:
Рн = Sн × cosφ ;
для приёмников, работающих в повторно кратковременном режиме:
Рн
= Рн
×
( ПВ в относительных единицах);
для сварочных трансформаторов:
Рн = Sн × cosφ × ;
для приемников с известным К.П.Д.:
Р = Рн
/
2. Определяют значение коэффициента использования Ки для каждого вида приёмника по таблице № 1
3. Группируют приёмники имеющие одинаковый технологический процесс (т.е. с одинаковыми коэффициентами использования) и присоединяют к силовым пунктам (СП), шинопроводам (ШРА). Определяют диапазон мощности в группе.
4. Суммируют нагрузки по силовым пунктам.
5. Определяют tgφ для каждого вида приёмника, используя значение cosφ из таблицы 1:
Определяют сменную мощность для каждого вида приёмника:
Рсм
= Ки
× Рн Qсм
= Рсм
×
6. Суммируют значения Рсм и QCM по силовым пунктам:
∑Рсм = Рсм1 + Рсм2 + Рсм3 +…+ Рсм.n
∑Qсм = Qсм1 + Qсм2 + Qсм3 +…+ Qсм.n
Определяют коэффициент использования для группы электроприёмников с разными режимами работы (по силовым пунктам):
Определяют показатель силовой сборки по силовым пунктам;
7. Определяют эффективное число приёмников. Расчёт ведётся по различным направлениям в зависимости от условий: Ки, n, m, Рн:
7.1. n ≤ 5 Kи ≥ 0,2 m ≥ 3 Рн ≠ const
7.2. n ≥ 5 Kи ≥ 0,2 m ≥ 3 Рн = const
nэ = n
7.3. n ≥ 5 Kи ≥ 0,2 m < 3 Рн ≠ const
nэ = n
7.4. n ≥ 5 Kи < 0,2 m < 3 Рн ≠ const
nэ - не определяется
Максимальная потребляемая активная мощность рассчитывается по коэффициенту загрузки:
Pмакс
= Кз
×
7.5. n ≥ 5 Kи ≥ 0,2 m ≥ 3 Рн ≠ const
В тех случаях, когда nэ > n следует принимать nэ = n
7.6. n ≥ 5 Kи < 0,2 m ≥ 3 Рн ≠ const
nэ = n*э × n
n*э
=
Относительное эффективное число n*э определяют по таблице № 2.
n* = n’/n
где n’ - число приёмников с единичной мощностью, большей или равной Pном.макс / 2
Р* = Рn’ / Рн
7.7. n > 300 Kи ≥ 0,2 m ≥ 3
nэ = n
8. Определяют коэффициент максимума по таблице № 3:
Кмакс
=
9. Определяют максимальную активную и реактивную мощность по силовым пунктам и по цеху:
Рмакс = ∑Рсм × Кмакс
При nэ ≤ 10 Qмакс = 1,1 × ∑Qсм
При nэ ≥ 10 Qмакс = ∑Qсм
10. Определяют максимальную полную мощность по СП и по цеху:
11. Определяют максимальный ток:
12. Полученные результаты сводят в таблицу № 4
13. Определяют значение cosφмакс :
cosφмакс = Рмакс / Sмакс
14. По проведённой работе делают вывод.
Данные расчетных коэффициентов для различных нагрузок
Таблица № 1
Наименование электроприемников |
Коэффициенты |
|
использования Kи |
мощности cosφ |
|
Металлорежущие станки мелкосерийного производства с нормальным режимом работы - мелкие токарные, строгальные, долбежные, фрезерные, сверлильные, карусельные, расточные |
0,12-0,14 |
0,4 - 0,5 |
То же, при крупносерийном производстве |
0,16 |
0,5 - 0,6 |
Штамповочные прессы, автоматы, станки: револьверные, обдирочные, зубофрезерные, крупные токарные, строгальные, фрезерные, карусельные, расточные |
0,17 |
0,65 |
Приводы молотов ковочных машин, волочильных станков, очистных барабанов, бегунов и др. |
0,2 - 0,24 |
0,65 |
Переносной электроинструмент |
0,06 |
0,5 |
Вентиляторы и эксгаустеры |
0,6 - 0,65 |
0,8 |
Насосы, компрессоры, двигатели - генераторы |
0,7 |
0,8 |
Краны, тележки при ПВ = 25% |
0,05 |
0,5 |
То же, при ПВ = 40% |
0,1 |
0,5 |
Элеваторы, транспортеры, шнеки, несблокированные конвейеры |
0,4 |
0,75 |
Элеваторы, транспортеры, шнеки, сблокированные конвейеры |
0,55 |
0,75 |
Сварочные трансформаторы дуговой сварки |
0,2 |
0,4 |
Однопостовые сварочные двигатель - генераторы |
0,3 |
0,6 |
Многопостовые сварочные двигатель - генераторы |
0,5 |
0,7 |
Сварочные машины шовные |
0,2 - 0,5 |
0,7 |
То же, стыковочные и точные |
0,2 - 0,25 |
0,6 |
Сварочные дуговые автоматы |
0,35 |
0,5 |
Печи сопротивления с автоматической загрузкой изделий, сушильные шкафы, нагревательные приборы |
0,75 - 0,8 |
0,95 |
Печи сопротивления с неавтоматической загрузкой изделий |
0,5 |
0,95 |
Индукционные печи низкой частоты |
0,7 |
0,35 |
Наименование электроприемников
|
Коэффициенты |
|
использования |
мощности |
|
Ки |
cosφ |
|
Сырьевой цех производства цемента: |
|
|
Главный привод сырьевых мельниц |
0,72 |
0,85 |
Низковольтное оборудование |
0,56 |
0,75 |
Шлам - насосы |
0,56 |
0,75 |
Болтушки |
0,62 |
0,8 |
Дробилки |
0,54 |
0,8 |
Крановые мешалки шлама |
0,38 |
0,5 |
Экскаваторы |
0,4 |
0,7 |
Транспортёры сырья |
0,5 |
0,75 |
Цех обжига: |
|
|
Вращающиеся печи без холодильников |
0,7 |
0,8 |
То же, с холодильниками |
0,6 |
0,7 |
Главные приводы печей |
0,7 |
0,8 |
Дымососы печей |
0,7 |
0,8 |
Механизмы пылеуборки |
0,46 |
0,65 |
Вентиляторы технологические |
0,57 |
0,75 |
Транспортёры клинкера |
0,45 |
0,7 |
Холодильники |
0,53 |
0,75 |
Электрофильтры |
0,6 |
0,85 |
Цех сухого помола: |
|
|
Механизмы цементных мельниц |
0,8 |
0,85 |
Главный привод цементных мельниц |
0,85 |
0,85 - 0,9 |
Низковольтное оборудование цементных мельниц |
0,48 |
0,75 |
Упаковочная |
0,4 |
0,7 |
Грейферные краны |
0,5 |
0,6 |
Пневмовантовые насосы (фулер - насосы) |
0,48 |
0,75 |
Сушильное отделение |
0,6 |
0,75 |
Питатели, дозаторы |
0,6 |
0,78 |
Угольные мельницы |
0,7 |
0,83 |
Электрокалориферы |
0,6 |
0,88 |
Общезаводские нагрузки: |
|
|
Компрессоры |
0,75 |
0,85 |
Водонасосы |
0,8 |
0,8 |
Вентиляторы сантехнические |
0,64 |
0,75 |
Электрическое освещение: |
|
|
лампы накаливания |
0,85 |
1 |
лампы люминесцентные
|
0,85 - 0,9 |
0,95 |
Таблица № 3
|
|
|||||||||||||||||||
1 |
0,95 |
0,9 |
0,85 |
0,8 |
0,75 |
0,7 |
0,65 |
0,6 |
0,55 |
0,5 |
0,45 |
0,4 |
0,35 |
0,3 |
0,25 |
0,2 |
0,15 |
0,1 |
||
0,005 |
0,005 |
0,005 |
0,006 |
0,007 |
0,007 |
0,009 |
0,010 |
0,011 |
0,013 |
0,016 |
0,019 |
0,024 |
0,03 |
0,039 |
0,051 |
0,073 |
0,11 |
0,18 |
0,34 |
|
0,01 |
0,009 |
0,011 |
0,012 |
0,013 |
0,015 |
0,017 |
0,019 |
0,023 |
0,026 |
0,031 |
0,037 |
0,047 |
0,059 |
0,076 |
0,10 |
0,14 |
0,20 |
0,32 |
0,52 |
|
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,04 |
0,04 |
0,05 |
0,06 |
0,07 |
0,09 |
0,011 |
0,014 |
0,01.9 |
0,026 |
0,36 |
0,51 |
0,71 |
|
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,04 |
0,04 |
0,04 |
0,05 |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
0,11 |
0,13 |
0,16 |
0,21 |
0,27 |
0,36 |
0,44 |
0,64 |
0,81 |
|
0,04 |
0,04 |
0,04 |
0,05 |
0,05 |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
0,10 |
0,12 |
0,15 |
0,18 |
0,22 |
0,27 |
0,34 |
0,44 |
0,51 |
0,72 |
0,86 |
|
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,06 |
0,07 |
0,07 |
0,08 |
0,1 |
0,11 |
0,13 |
0,15 |
0,18 |
0,22 |
0,26 |
0,33 |
0,41 |
0,51 |
0,58 |
0,79 |
0,90| |
|
0,06 |
0,06 |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
0,10 |
0,12 |
0,13 |
0,15 |
0,18 |
0,21 |
0,26 |
0,31 |
0,38 |
0,47 |
0,58 |
0,68 |
0,83 |
0,92 |
|
0,08 |
0,08 |
0,08 |
0,09 |
0,11 |
0,12 |
0,13 |
0,15 |
0,17 |
0,20 |
0,24 |
0,28 |
0,33 |
0,40 |
0,48 |
0,57 |
0,68 |
0,76 |
0,89 |
0,94 |
|
0,10 |
0,09 |
0,10 |
0,12 |
0,13 |
0,15 |
0,17 |
0,19 |
0,22 |
0,25 |
0,29 |
0,34 |
0,40 |
0,47 |
0,56 |
0,66 |
0,76 |
0,88 |
0,92 |
0,95 |
|
0,15 |
0,14 |
0,16 |
0,17 |
0,20 |
0,23 |
0,25 |
0,28 |
0,32 |
0,37 |
0,42 |
0,48 |
0,56 |
0,67 |
0,72 |
0,80 |
0,88 |
0,93 |
0,95 |
|
|
0,20 |
0,19 |
0,21 |
0,23 |
0,26 |
0,29 |
0,33 |
0,37 |
0,42 |
0,47 |
0,54 |
0,64 |
0,69 |
0,76 |
0,83 |
0,89 |
0,93 |
0,95 |
|
|
|
0,25 |
0,24 |
0,26 |
0,29 |
0,32 |
0,36 |
0,41 |
0,45 |
0,51 |
0,57 |
0,64 |
0,71 |
0,78 |
0,85 |
0,90 |
0,93 |
0,95 |
|
|
|
|
0,30 |
0,29 |
0,32 |
0,35 |
0,39 |
0,43 |
0,48 |
0,53 |
0,60 |
0,66 |
0,73 |
0,80 |
0,86 |
0,90 |
0,94 |
0,95 |
|
|
|
|
|
0,35 |
0,33 |
0,37 |
0,41 |
0,45 |
0,50 |
0,56 |
0,62 |
0,68 |
0,74 |
0,81 |
0,86 |
0,91 |
0,94 |
0,95 |
|
|
|
|
|
|
0,40 |
0,38 |
0,42 |
0,47 |
0,52 |
0,57 |
0,63 |
0,69 |
0,75 |
0,81 |
0,86 |
0,91 |
0,93 |
0,95 |
|
|
|
|
|
|
|
0,45 |
0,43 |
0,47 |
0,52 |
0,58 |
0,64 |
0,70 |
0,76 |
0,81 |
0,87 |
0,91 |
0,93 |
0,95 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,50 |
0,48 |
0,53 |
0,58 |
0,64 |
0,70 |
0,76 |
0,82 |
0,89 |
0,91 |
0,49 |
0,95 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,55 |
0,52 |
0,57 |
0,63 |
0,69 |
0,75 |
0,82 |
0,87 |
0,91 |
0,94 |
0,95 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,60 |
0,57 |
0,63 |
0,69 |
0,75 |
0,81 |
0,87 |
0,91 |
0,94 |
0,95 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,65 |
0,62 |
0,68 |
0,74 |
0,81 |
0,86 |
0,91 |
0,94 |
0,95 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,70 |
0,66 |
0,73 |
0,80 |
0,86 |
0,90 |
0,94 |
0,95 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,75 |
0,71 |
0,78 |
0,85 |
0,90 |
0,93 |
0,95 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,80 |
0,76 |
0,83 |
0,89 |
0,94 |
0,95 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,85 |
0,80 |
0,88 |
0,94 |
0,95 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,90 |
0,85 |
0,92 |
0,95 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,00 |
0,95 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица № 4
nэ |
Коэффициент максимума К макс при К и |
|||||||||
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 | |
|
4 |
3,43 |
3,11 |
2,64 |
2,14 |
1,87 |
1,65 |
1,46 |
1,29 |
1,14 |
1,05 |
5 |
3,23 |
2,87 |
2,42 |
2,00 |
1,76 |
1,57 |
1,41 |
1,26 |
1,12 |
1,04 |
6 |
3,04 |
2,64 |
2,24 |
1,88 |
1,66 |
1,51 |
1,37 |
1,23 |
1,10 |
1,04 |
7 |
2,88 |
2,48 |
2,10 |
1,80 |
1,58 |
1,45 |
1,33 |
1,21 |
1,09 |
1,04 |
8 |
2,72 |
2,31 |
1,99 |
1,72 |
1,52 |
1,40 |
1,30 |
1,20 |
1,08 |
1,04 |
9 |
2,56 |
2,20 |
1,90 |
1,65 |
1,47 |
1,37 |
1,28 |
1,18 |
1,08 |
1,03 |
10 |
2,42 |
2,10 |
1,84 |
1,60 |
1,43 |
1,34 |
1,26 |
1,16 |
1,07 |
1,03 |
12 |
2,24 |
1,96 |
1,75 |
1,52 |
1,36 |
1,28 |
1,23 |
1,15 |
1,07 |
1,03 |
16 |
1,99 |
1,77 |
1,61 |
1,41 |
1,28 |
1,23 |
1,18 |
1,12 |
1,07 |
1,03 |
20 |
1,84 |
1,65 |
1,50 |
1,34 |
1,24 |
1,20 |
1,15 |
1,11 |
1,06 |
1,03 |
25 |
1,71 |
1,55 |
1,40 |
1,28 |
1,21 |
1,17 |
1,14 |
1,10 |
1,06 |
1,03 |
30 |
1,62 |
1,46 |
1,34 |
1,24 |
1,19 |
1,16 |
1,13 |
1,10 |
1,05 |
1,03 |
40 |
1,50 |
1,37 |
1,27 |
1,19 |
1,15 |
1,13 |
1,12 |
1,09 |
1,05 |
1,02 |
50 |
1,40 |
1,30 |
1,23 |
1,16 |
1,14 |
1,11 |
1,10 |
1,08 |
1,04 |
1,02 |
60 |
1,32 |
1,25 |
1,19 |
1,14 |
1,12 |
1,11 |
1,09 |
1,07 |
1,03 |
1,02 |
100 |
1,21 |
1,17 |
1,12 |
1,10 |
1,08 |
1,08 |
1,07 |
1,05 |
1,02 |
1,02 |
140 |
1,17 |
1,15 |
1,11 |
1,08 |
1,06 |
1,06 |
1,06 |
1,05 |
1,02 |
1,02 |
200 |
1,15 |
1,12 |
1,09 |
1,07 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,04 |
1,01 |
1,01 |
240 |
1,14 |
1,11 |
1,08 |
1,07 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,03 |
1,01 |
1,01 |
300 |
1,12 |
1,10 |
1,07 |
1,06 |
1,04 |
1,04 |
1,04 |
1,03 |
1,01 |
1,01 |
Таблица № 5
Наименование узлов питания и групп электроприёмников |
п |
Установленная мощность при ПВ = 100% |
т |
Ки |
сos φ
t |
Средняя мощность за максимально загруженную смену |
nэ |
К макс |
Максимальная расчётная мощность |
I макс |
||||
|
|
Pн (кВт) |
∑ Pн (кВт) |
|
|
|
Pсм (кВт) |
Q см (кВАр) |
|
|
Р макс (кВт) |
Q макс (кВАр) |
S макс (кВА) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итого: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g
φ
Схема к практической работе:
S
макс;
P3
(кВт)
P4
(кВт)
P2
(кВт)
P1
(кВт)
Вариантные задания на практическую работу:
Нагрузка |
1 |
2 |
3
|
|||||||||
Р кВт |
cos φ |
η |
Kи |
Р кВт |
cos φ |
η |
Kи |
Р кВт |
cos φ |
η |
Kи |
|
P1 |
2 × 3 |
0,75 |
0,98 |
0,72 |
3×4 |
0,9 |
0,96 |
0,36 |
2 × 5 |
0,66 |
0,3 |
0,63 |
P2 |
7 |
0,6 |
0,86 |
0,2 |
10 |
0,46 |
0,85 |
0,22 |
4 |
0,85 |
0,45 |
0,35 |
P3 |
10 |
0,9 |
0,7 |
0,45 |
6 |
0,5 |
0,68 |
0,1 |
3 |
0,9 |
0,65 |
0,54 |
P4 |
5 × 2 |
0,6 |
0,66 |
0,63 |
3 |
0,84 |
0,63 |
0,88 |
2×4 |
0,7 |
0,36 |
0,27 |
Нагрузка |
4 |
5 |
6 |
|||||||||
Р кВт |
cos φ |
η |
Kи |
Р кВт |
cos φ |
η |
Kи |
Р кВт |
cos φ |
η |
Kи |
|
P1 |
14 |
0,9 |
0,9 |
0,54 |
10 |
0,55 |
0,65 |
0,44 |
2 × 5 |
0,66 |
0,56 |
0,85 |
P2 |
4 × 2 |
0,54 |
0,63 |
0,23 |
5 |
0,41 |
0,7 |
0,21 |
9 |
0,8 |
0,78 |
0,45 |
P3 |
9 |
0,65 |
0,54 |
0,9 |
2×8 |
0,65 |
0,8 |
0,78 |
2 ×10 |
0,74 |
0,9 |
0,21 |
P4 |
2 × 3 |
0,78 |
0,78 |
0,1 |
2 × 3 |
0,7 |
0,91 |
0,98 |
4 |
0,45 |
0,88 |
0,35 |
Нагрузка |
7 9 |
8
|
9
|
|||||||||
Р кВт |
cos φ |
η |
Kи |
Р кВт |
cos φ |
η |
Kи |
Р кВт |
cos φ |
η |
Kи |
|
P1 |
2 × 7 |
0,7 |
0,98 |
0,84 |
4 |
0,9 |
0,76 |
0,32 |
9 |
0,64 |
0,69 |
0,65 |
P2 |
5 |
0,85 |
0,54 |
0,55 |
3×5 |
0,5 |
0,95 |
0,1 |
6 |
0,72 |
0,76 |
0,29 |
P3 |
10 |
0,9 |
0,47 |
0,45 |
14 |
0,71 |
0,63 |
0,52 |
3×2 |
0,91 |
0,56 |
0,14 |
P4 |
2 × 3 |
0,56 |
0,85 |
0,63 |
11 |
0,62 |
0,54 |
0,9 |
2×7 |
0,59 |
0,98 |
0,7 |
Нагрузка |
10 |
11 |
12 |
|||||||||
Р кВт |
cos φ |
η |
Kи |
Р кВт |
cos φ |
η |
Kи |
Р кВт |
cos φ |
η |
Kи |
|
P1 |
11 |
0,78 |
0,6 |
0,33 |
8 |
0,8 |
0,88 |
0,12 |
7 |
0,69 |
0,78 |
0,63 |
P2 |
13 |
0,67 |
0,78 |
0,71 |
3×4 |
0,85 |
0,95 |
0,48 |
2 ×12 |
0,8 |
0,85 |
0,25 |
P3 |
16 |
0,5 |
0,89 |
0,42 |
2×2 |
0,78 |
0,65 |
0,66 |
9 |
0,76 |
0,65 |
0,98 |
P4 |
3 × 20 |
0,43 |
0,86 |
0,5 |
6 |
0,69 |
0,61 |
0,74 |
2 ×10 |
0,83 |
0,29 |
0,41 |