Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Курсовик Электроснабжение металлургического цех...doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
2.06 Mб
Скачать

5. Расчёт электрических нагрузок

5.1 Расчет силовой нагрузки

Величина мощности, месторасположение и вид электроприёмников определяют структуру схемы и параметры элементов электроснабжения промышленных предприятий.

При проектировании обычно определяют три вида нагрузки:

  1. среднюю за максимально загруженную смену Рдр макс. и среднегодовую Рср.г. Величина Рср. макс. необходима для определения расчётной активной нагрузки Рр , а величина Рср.г.– для определения годовых потерь электроэнергии;

  2. расчётную активную Рр и реактивную Qр. Эти величины необходимы для расчёта сетей по условиям допустимости нагрева, выбора мощности трансформаторов и преобразователей, а также для определения максимальных потерь мощности, отклонений и потерь напряжения;

  3. максимальную кратковременную (пусковой ток) Iп; эта величина необходима для проверки колебания напряжения, определе ния тока трогания, токовой релейной защиты, выбора плавких вставок предохранителей и проверки электрических сетей по условиям самозапуска двигателей.

Средние нагрузки. Для определения средней мощности за наиболее загруженную смену Рср. макс. электроприёмники (ЭП) рассматриваемого уз­ла системы электроснабжения делят на m групп по характерным значениям коэффициентов использования Ки и cos φm. Тогда для каждой группы электроприёмников:

Pср.макс. m = Ки · Рном. m (1)

Qср.макс. m = tg φm · Рср.макс. m (2)

где Рном. m _ номинальная мощность рабочих ЭП группы m, приведённая для ЭП повторно-кратковременного режима к длительному режиму

(3)

где Ру - установленная мощность; ПВ - паспортная продолжительность включения, о.е.

Тогда среднесменная мощность по узлу равна

(4)

(5)

где Qкy=Qдв+Qб - суммарная реактивная мощность компенсирующих устройств (Qдв - реактивная мощность синхронных двигателей, Qб - мощность конденсаторных батарей).

Средняя активная нагрузка понизительных трансформаторов (20-6/0,4) кВ определяется аналогично, но с добавлением сторонних нагрузок

(6)

где Ксо - коэффициент спроса; Руо - суммарная установленная мощность осветительной нагрузки.

Расчетные нагрузки промышленных предприятий. Для определения расчетной нагрузки существует ряд методов:

    1. удельного расхода электроэнергии;

    2. технологического графика работы электроприёмников;

    3. статистический;

    4. упорядоченных диаграмм;

    5. по установленной мощности и коэффициенту спроса;

    6. метод удельной нагрузки на единицу производственной мощности.

Рассмотрим основные положения вышеперечисленных методов.

Метод удельного расхода электроэнергии. При использовании этого метода в качестве расчётной принимают фазную нагрузку наиболее загруженной смены работы Рср.макс.:

Ppср.макссм·Эу·Тсм (7)

где Мсм - объём выпуска продукции за смену; Эу - удельный расход электроэнергии на единицу продукции; Тсм - продолжительность наиболее загруженной смены.

Статистический метод. Принимая, что при расчётах нагрузок можно применять нормальный закон распределения, расчётную нагрузку определяют из уравнения

Ррср+β·σт, (8)

где Рср - среднее значение (математическое ожидание) нагрузки за рассматриваемый интервал времени; β - принятая кратность меры расстояния (коэффициента надёжности расчёта); σт - среднее квадратичное отклонение нагрузки, осреднённой в интервале Т=0,5 ч. Если принять, что ожидаемая нагрузка с вероятностью 0,005 может превысить значение Рр, то согласно интегральной кривой нормального распределения β = 2,5; если вероятность 0,025, то β = 2,0

Метод упорядоченных диаграмм. Этот метод является основным для определения расчётных нагрузок промышленных предприятий.

Ррм·Рср.максм·Ки·Рном, (9)

где Км - коэффициент максимума нагрузки; Ки - коэффициент использования данной группы n электроприёмников; Рном - номинальная мощность всех рассматриваемых электроприёмников n.

Значение Км в зависимости от коэффициента использования эффективного числа электроприёмников (пэф) можно найти по кривым Км=f(Ки, пэф) или по таблице.

Метод коэффициента спроса. Для определения расчётных нагрузок по этому методу необходимо знать установленную мощность Рном группы электроприёмников и коэффициенты мощности cosφ и спроса Кса данной группы, определяемые по справочным материалам.

Расчётную нагрузку группы однородных по режиму работы электроприёмников определяют по формулам

Ррса·Рном (10)

Qр=Pp·tgφ (11)

(12)

где tgφ соответствует cosφ данной группы электроприёмников, Кса=0,6-0,75.

Расчётную нагрузку узла системы электроснабжения, содержащих группы приёмников электроэнергии с различными режимами работы, определяют с учётом разновременности максимумов нагрузки отдельных групп

(13)

где и - суммы активных и реактивных нагрузок отдельных групп электроприёмников; Крм - коэффициент разновременности максимумов нагрузок отдельных групп приёмников.

Значение Крм можно приближённо принимать равным 0,85-1,0 в зависимости от количества групп электроприёмников.

Определение расчётной силовой нагрузки по установленной мощности и коэффициенту спроса является методом приближённого расчёта, поэтому его применение рекомендуют для предварительных расчётов и определения общезаводских нагрузок.

Метод удельной нагрузки на единицу производственной площади применяют при проектировании универсальных сетей машиностроения, ткацкого производства и т.п., характеризующихся большим числом электроприёмников малой и средней мощности, равномерно распределённой по площади цеха. Универсальные сети выполняют магистральными шино-проводами и прокладывают с учётом возможных перемещений технологического оборудования.

Расчётную нагрузку группы приёмников определяют по формуле

Рруд·F (14)

где Руд - удельная расчётная мощность на 1 м2 производственной площади, кВт/м2; F - площадь размещения приёмников группы, м2.

Удельную нагрузку определяют по статическим данным. Значение её зависит от рода производства, площади цеха, обслуживаемой магистральным шинопроводом и изменяется в пределах 0,06-0,6 кВт/м.

Рассматриваемый метод расчёта целесообразно применять для определения расчётной нагрузки на стадии проектного задания при технико-экономическом сравнении вариантов, а также для других ориентировочных расчётов, например, для расчёта нагрузок электроосвещения помещений.

Метод технологического графика. Для групп электроприёмников автоматизированного или строго ритмичного поточного производства расчётную нагрузку определяют по общему графику нагрузки, строящемуся на основе технологического графика работы отдельных электроприёмников и соответствующих им мощностей.

Для группы электроприёмников нагрузку определяют по средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузки Кф из следующих соотношений:

Ррфа·Рсм (15)

Qpфр·Qсм (16)

Qрр·tgφ (17)

(18)

Следовательно, по данному методу расчётную нагрузку принимают равной среднеквадратичной, т.е.:

Ррск; Qp=Qск.

Для определения расчетной нагрузки судоремонтного завода применим метод технологического графика. Для группы электроприемников нагрузку определяют по средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузки Кфа=1,05 из следующих соотношений:

(19)

Следовательно, по данному методу расчетную нагрузку принимают равной среднеквадратичной, т.е. Рр = Рск..

Для первого цеха Рр = 16130 кВт,

тогда

На основании приведенных расчетов аналогично проводим расчет нагрузки по цехам и заводу в целом. Результаты сводим в таблицу 2.

Таблица 2 – Расчетные нагрузки по заводу

№ цеха

Установленная мощность Рн, кВт, 0,4/6 кВ

Категории потребителей

Метод расчета

Расчетная мощность 0,4 кВ Ррас(0,4), кВт

Расчетная мощность 6 кВ Ррас(6), кВт

1

16130

1

Метод технологического графика

16936,5

2

7850

1

8242,5

3

4690/22025

1

4924,5

23126,25

4

19540/5650

1

20517

5932,5

5

9760

1

10248

6

10200/8920

2

10710

9366

7

7710/700

2

8095,5

735

8

2170

3

2278,5

9

160

3

168

10

3110

3

3265,5

11

750

1

787,5

12

800

3

840

13

1920

1

2016

14

-

-

-

15

420

1

441

16

120

1

126

17

40

3

42

18

1280

3

1344

19

80

1

84

20

250

1

262,5

21

350

1

367,5

22

480

3

504

23

230/3125

1

241,5

3281,25

Р∑пр, кВт

88040/40420

-

92442

42441

Q∑пр, квар

54585/25060

-

57314

26313

S∑пр, кВ∙А

103588/47558

-

108768

49936