Расчет электрических нагрузок

Исходные данные по заданию на проектирование и справочные данные. Расчётные величины

Средняя нагрузка за смену

nэ

Кр

Расчётная максимальная нагрузка

Наименование узлов и ЭП

Рном, , кВт

п

nРном,, кВт

nР2ном

Ки

COS φ

tg φ

т

Рсм, кВт

Qсм, квар

Sсм, кВ-А

Рр кВт

Qр, квар

Sр, кВА

Iр, А

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

ШРА-1

………

………

Всего по ШРА-1

–

ШРА-2

………

………

Всего по ШРА-2

–

………

СРП-1

………

………

Всего по СРП-1

–

СРП-2

………

………

Всего по СРП-2

–

–

………

ШНН ТП

Сил. ЭП

………

………

Всего по сил. нагр.

–

–

ЩО;ОУ

–

–

Всего на ШНН ТП

–

–

–

–

–

–

–

Примечания. 1. При m  3 принимают n_э = n. 2. Для вентиляторов, компрессоров, насосов и других ЭП, работающих с постоянной (неизменной нагрузкой) Р_р = Р_см, Q_р = Q_см. 3. Для отдельных мощных электроприёмников, подключенных к ШНН цеховой ТП, Р_р = Р_ном, Q_р = Р_р^. tg φ. 4. n_э – эффективное число ЭП (является целым числом).

3. По справочным данным в [13], [23], [31], [36] для каждой группы однородных ЭП записываются в графы 6, 7 коэффициенты использования К_и и мощности cos φ; по значениям cos φ определяются значения tg φ и заносятся в графу 8. При наличии в справочных материалах интервальных значений К_и следует для расчета принимать наибольшее значение.

4. Для последующего определения n_э в графе 5 построчно определяются для каждой группы однородных ЭП одинаковой мощности величины nР²_ном и в итоговой строке для каждого узла – их суммарное значение nР²_ном. При определении n_э по упрощенной формуле графа 5 не заполняется.

Для каждого узла в целом определяется показатель силовой сборки

m = Р_ном.max / Р_ном.min,

где Р_ном.max – номинальная мощность наибольшего по мощности ЭП, кВт;

Р_ном.min – номинальная мощность наименьшего по мощности ЭП, кВт.

Результаты записываются в графу 9 итоговой строки для каждого узла питания. При определении m исключаются ЭП, мощность которых не превышает 5% от установленной мощности узла.

5. Для каждой группы ЭП одинаковой мощности определяются средняя активная и средняя реактивная мощности за максимально загруженную смену. Результаты записываются в графы 10, 11 построчно для групп ЭП каждого узла питания.

Средняя активная мощность группы однородных ЭП за наиболее загруженную смену, кВт, определяется по формуле

Р_см = К_и ^. ∑Р_ном,

где К_и – коэффициент использования активной мощности для группы однородных ЭП;

∑Р_ном = nP_ном – суммарная номинальная (установленная) активная мощность группы однородных ЭП одинаковой мощности, кВт.

Средняя реактивная мощность группы однородных ЭП за максимально

загруженную смену, квар, определяется по формуле

Q_см = Р_см ^. tg φ,

где tg φ – групповой коэффициент реактивной мощности.

6. Для каждого узла питания суммированием средних активных и средних реактивных мощностей групп однородных ЭП определяются средняя активная, кВт, и средняя реактивная, квар, а затем и средняя полная, кВ^.А, мощности по следующим формулам

Р_см.уз = , Q_см.уз = , S_см.уз = .

Результаты записываются в графы 10, 11, 12 итоговой строки каждого узла питания.

7. Определяется средневзвешенное значение коэффициента использования активной мощности ЭП каждого узла питания

К_и.ср = Р_см.уз / ,

где – сумма номинальных активных мощностей всех ЭП, входящих в данный узел питания.

Результаты записываются в графу 6 итоговой строки каждого узла питания.

8. Определяется средневзвешенное значение коэффициента реактивной мощности ЭП каждого узла питания

tg φ_ср = Q_см.уз / Р_см.уз,

а по нему находится средневзвешенное значение коэффициента активной мощности cos φ_ср. Результаты записываются соответственно в графы 8 и 7 итоговой строки каждого узла питания.

9. Для каждого узла питания определяется эффективное число ЭП n_э._.

Результаты заносятся в графу 13 итоговой строки каждого узла питания.

Под эффективным числом ЭП n_э понимают такое число однородных по режиму работы ЭП одинаковой мощности, которое обуславливает ту же расчётную нагрузку (расчётный получасовой максимум), что и группа ЭП, различных по мощности и режиму работы [11]. Как правило, эффективное число ЭП n_э определяется по формуле

n_э = ,

где – квадрат суммы номинальных мощностей всех ЭП узла питания;

– сумма расчётных величин nР²_ном для каждого узла питания.

При значительном числе ЭП (магистральные шинопроводы, шины цеховой трансформаторной подстанции) n_э может определяться по упрощенной формуле

,

где Р_ном.max – номинальная мощность наибольшего по мощности ЭП.

Если найденное по упрощенному выражению число n_э окажется больше n, то следует принимать n_э = n. Если m  3, то также принимается n_э = n.

Найденное по указанным выражениям значение n_э округляется до ближайшего меньшего целого числа. При n_э  4 рекомендуется пользоваться номограммой [28].

10. В зависимости от средневзвешенного коэффициента использования К_и.ср, эффективного числа ЭП n_э, а также от постоянной времени нагрева сети Т₀, для которой рассчитываются электрические нагрузки, по табл. 1 и 2 [28] или табл. 9.1 и 9.2 [14] определяется для каждого узла коэффициент расчётной мощности К_р. Результаты заносятся в графу 14 итоговой строки каждого узла питания.

Коэффициент расчетной мощности К_р – отношение расчетной активной мощности Р_р к средней активной мощности Р_ср группы ЭП с эффективным их числом n_э ≥ 2 [36]

.

Согласно [28] приняты следующие постоянные времени нагрева:

Т_о = 10 мин – для сетей напряжением до 1 кВ, питающих распределительные шинопроводы, пункты, сборки, щиты. Значения К_р для этих сетей принимаются по табл. 1 или номограмме в [28];

Т_о = 2,5 ч – для магистральных шинопроводов и цеховых трансформаторов. Значения К_р для этих сетей принимаются по табл. 2 [28].

11. По коэффициенту расчётной мощности определяется расчётная активная мощность подключенных к каждому узлу питания ЭП напряжением до 1 кВ по выражению

Р_р.уз = К_р ^. Р_см.уз.

Расчетная активная Р_р и реактивная Q_p мощность – это мощность, соответствующая такой неизменной токовой нагрузке i_р, которая эквивалентна фактической изменяющейся во времени нагрузке по наибольшему возможному тепловому воздействию на элемент системы электроснабжения.

В случаях, когда расчетная мощность узла питания Р_р.уз окажется меньше номинальной наиболее мощного электроприемника, следует принимать

Р_р.уз = Р_ном.max.

Результаты заносятся в графу 15 итоговой строки каждого узла питания.

12. Расчетная реактивная мощность (графа 16) каждого узла согласно [36] определяется следующим образом:

для питающих сетей напряжением до 1 кВ в зависимости от n_э:

при n_э  10 Q_р = 1,1 Q_см.уз ;

при n_э > 10 Q_р = Q_см.уз ;

для магистральных шинопроводов и на шинах цеховых трансформаторных подстанций

Q_р = К_р Q_см.уз.

На шинах низкого напряжения цеховой ТП к расчетным активной и реактивной мощностям силовых ЭП напряжением до 1 кВ должны быть добавлены осветительные нагрузки Р_р.осв и Q_р.осв.

13. Определяется расчётная полная мощность, кВ^.А, каждого узла питания

S_р.уз =

и расчётный ток, А

I_р.уз = .

Результаты заносятся в графы 17, 18 итоговой строки каждого узла питания.

Примечания. 1. Рассмотренный выше порядок расчёта электрических нагрузок дан без учёта компенсации реактивной мощности. 2. Для электродвигателей с повторно- кратковременным режимом работы согласно [28] их номинальная мощность не приводится к длительному режиму (ПВ = 100%). 3. Расчетная мощность любой группы электроприемников не может быть меньше номинальной мощности наиболее мощного электроприемника группы. 4. Расчет электрических нагрузок ЭП напряжением выше 1 кВ согласно [28] выполняется в целом аналогично расчету, приведенному выше, но с учетом ряда особенностей, изложенных в [28]. 5. Для одиночных ЭП расчетная мощность принимается равной номинальной, для одиночных ЭП повторно-кратковременного режима – равной номинальной, приведенной к длительному режиму (ПВ = 100%). 6. Для проверки результатов расчёта электрической нагрузки цеха можно использовать показатели электропотребления на единицу продукции или на 1 м² площади цеха.