2.1. Расчет силовых нагрузок методом коэффициента максимума

При расчете силовых нагрузок важное значение имеет правильное определение нагрузок во всех элементах. Завышение нагрузок приведет к перерасходу материала и удорожанию строительства. Занижение нагрузки приведет к уменьшению пропускной способности сети и к невозможности обеспечить нормальный режим работы.

1) Определение номинальной мощности каждого электроприемника.

А) Для значительной группы электроприводов (асинхронный двигатель).

Рном=Рпасп

Б) Для всех видов нагревательных электроприемников (печи, сушильные шкафы) всегда

Рном=Рпасп

В) Для электроприемников, заданных полной мощностью (трансформаторы и сварочные аппараты).

Рном=S*cos

Г) Для электроприемников, работающих в повторно-кратковременном режиме (пожарные насосы, двигатели лифтов и кранов).

Рном=Рпасп*

Д) Для электроприемников с полной мощностью в повторно-кратковременном режиме (сварочные трансформаторы и машины).

Рном=S*cos*

2) Определение суммарной номинальной мощности участка или цеха.

Рном=Рном1*n1+Рном2*n2+Рном3*n3+…

3) Определение сменной мощности каждого электроприемника

Рсм=Рном*Ки

Ки – коэффициент использования

4) Определение суммарной сменной мощности по участку или цеху.

Рсм=Рсм1*n1+Рсм2*n2+Рсм3*n3+…

5) Определение реактивной сменной мощности для каждого электроприемника

Qсм=Рсм*tg

tg=

6) Определение суммарной реактивной мощности участка или цеха.

Qсм=Qсм1*n1+Qсм2*n2+Qсм3*n3…

7) Определение среднего коэффициента использования для группы электроприемников.

Ки.ср=

8) Определение числа силовой сборки.

m=

9) Определение эффективного числа.

Эффективное число – число однородных по режиму работы приемников одинаковой мощности, которое дает то же значение расчетной максимальной мощности, что и реальная группа электрприемников.

Чтобы определить эффективное число нужно знать 4 параметра.

1) Средний коэффициент использования Ки.ср≥≤0,2

2) Число силовой сборки m≥≤3

3) Колличество электроприемников n=n1+n2+n3+…≥≤5

4) Номинальная активная мощность Рном=const (печи, сушильные шкафы, электрические плиты), Рном≠const

А) Если n≤5; Ки.ср≥0,2; m≥3; Рном≠const.

nэ=

Б) Если n≥5; Ки.ср≥0,2; m≥3; Рном=const

nэ=n

В) Если n≥5; Ки.ср≥0,2; m≤3; Рном≠const

nэ=n

Г) Если n≥5; Ки.ср≤0,2; m≤3; Рном≠const

nэ – определяется

Pmax=Кз*Рном

Кз – коэффициент загрузки.

Кз=0,75 – для повторно-кратковременного режима.

Кз=0,9 – для длительного режима.

Кз=1 – для автоматического режима.

Д) Если n≥5; Ки.ср≥0,2; m≥3; Рном≠const

nэ=

Если nэn, то nэ=n

Е) n≥5; Ки.ср≤0,2; m≥5; Рном≠const

1) Определить половину наибольшей мощности потребителя.

2) Определить число электроприемников мощностью больше или равной расчетной

n'

3) Определить мощность наибольших по мощности приемников.

Pn'

4) Относительное число больших по мощности электроприемников.

n_*=

5) Определить относительную мощность больших по мощности приемников.

Р_*=

6) Определение относительного эффективного числа.

n_*э

7) Определение эффективного числа.

nэ=n_*э*n

Ж) Если n≥300; Ки.ср≥0,2; m≥3; Рном=≠const

nэ=n

10) Определение коэффициента максимума.

Kmax

11) Определение максимальной активной мощности.

Pmax=Kmax*Рсм

12) Определение максимальной реактивной мощности.

Qmax=1,1*Qсм, если nэ≤10

Qmax=Qсм, если nэ10

13) Определение максимальной полной мощности по группе электроприемников.

Smax=

14) Определение максимальной нагрузки по группе электроприемников.

Imax= Uном=0,38КВ

РП-1

1.Определение номинальной мощности каждого электроприемника.

P_{ном. бол.ст.} = Р_{пасп. бол.ст.}= 2,5 кВт

Р_{ном. рез.ст.} = Р_{пасп. рез.ст.}=4,2 кВт

2.Определение полной номинальной мощности.

Р_{ном РП-1} = P_{ном. бол.ст.} х 5 + Р_{ном. рез.ст.} х 5 = 2,5 х 5 + 4,2 х 5 = 33,5 кВт

3.Определение сменной мощности каждого электроприемника.

P_{см. бол.ст.} = P_{ном. бол.ст.} х К_и = 2,5 х 0,14 = 0,35 кВт

Р_{см. рез.ст.} = Р_{ном. рез.ст.} х К_и = 4,2 х 0,14 = 1,68 кВт

4. Определение суммарной сменной мощности.

Р_{см. РП-1} = P_{см. бол.ст.} х 5 + Р_{см. рез.ст.} х 5 = 0,35 х 5 + 1,68 х 5 = 10,15 кВт

5.Определение реактивной сменной мощности каждого приемника.

Q_{см. бол.ст.} = P_{см. бол.ст.} х tg φ = 0.35 х 1,73 = 0,6 кВАР

Q_{см. рез.ст.} = Р_{см. рез.ст.} х tg φ = 1,68 х 1,73 = 2,9 кВАР

tg φ = = = 1.73

6.Определение суммарной реактивной мощности.

Q_{см. РП-1} = Q_{см. бол.ст.} х 5 + Q_{см. рез.ст.} х 5 = 0,6 х 5 + 2,9 х 5 = 17,5 кВАР

7.Определение среднего коэффициента использования для группы электроприемников.

К_и.ср. = = = 0,3

8.Определение числа силовой сборки.

m = = = 1,68

9. Определение эффективного числа.

К_и.ср. = 0,3 0,2

m = 1.68 3

n = 10 5

Р_ном const

n_э = n = 10

10.Определение коэффициента максимума.

К_max = 1,6

11.Определение максимальной активной мощности.

Р_max = К_max х Р_{см. РП-1} = 1,6 х 10,15 = 16,24 кВт

12.Определение максимальной реактивной мощности.

Q_max = 1,1 х Q_{см. РП-1} = 1,1 х 17,5 = 19,25 кВАР

13.Определение максимальной полной мощности.

S_max = = = 25,18 кВА

14.Определение максимальной нагрузки.

I_max = = = 38,26 А

РП-2

1.Определение номинальной мощности каждого электроприемника.

P_{ном. т.с.} = Р_{пасп. т.с.} = 5,7 кВт

Р_{ном. к.с.} = Р_{пасп. к.с.} = 6,5 кВт

Р_{ном. ф.с.} = Р_{пасп. ф.с.} = 4,8 кВт

2.Определение полной номинальной мощности.

Р_{ном РП-2} = P_{ном. т.с.} х 4 + Р_{ном. к.с.} х 4 + Р_{ном. ф.с.} х 3 = 5,7 х 4 + 6,5 х 4 + 4,8 х 3 =63,2 кВт

3.Определение сменной мощности каждого электроприемника.

P_{см. т.с.}= P_{ном. т.с.} х К_и = 5,7 х 0,14 = 0,79 кВт

Р_{см. к.с.} = Р_{ном. к.с.} х К_и = 6,5 х 0,35 = 2,27 кВт

Р_{см. ф.с.} = Р_{ном. ф.с.} х К_и = 4,8 х 0,14 = 0,67 кВт

4. Определение суммарной сменной мощности.

Р_{см. РП-2} = P_{см. т.с.} х 4 + Р_{см. к.с.} х 4 + Р_{см. ф.с.} х 3 = 0,79 х 4 + 2,27 х 4 + 0,67 х 3 = 14,25 кВт

5.Определение реактивной сменной мощности каждого приемника.

Q_{см. т.с.} = P_{см. т.с.} х tg φ = 0,79 х 2,29 = 1,8 кВАР

tg φ = = = 2,29

Q_{см. к.с.} = Р_{см. к.с.} х tg φ = 2,27 х 1,17 = 2,67 кВАР

tg φ = = = 1.17

Q_{см. ф.с.} = Р_{см. ф.с.} х tg φ = 0,67 х 2,29 = 1,53 кВАР

6.Определение суммарной реактивной мощности.

Q_{см. РП-2} = Q_см.т.с. х 4 + Q_{см. к.с.} х 4 + Q_{см. ф.с.} х 3 = 1,8 х 4 + 2,67 х 4 + 1,53 х 3 = 22,47 кВАР

7.Определение среднего коэффициента использования для группы электроприемников.

К_и.ср. = = = 0,22

8.Определение числа силовой сборки.

m = = = 1,35

9. Определение эффективного числа.

К_и.ср. = 0,22 0,2

m = 1.35 3

n = 11 5

Р_ном const

n_э = n = 11

10.Определение коэффициента максимума.

К_max = 1,84

11.Определение максимальной активной мощности.

Р_max = К_max х Р_{см. РП-2} = 1,84 х 14,25 = 26,22 кВт

12.Определение максимальной реактивной мощности.

Q_max = Q_{см. РП-2} = 22,47 кВАР

13.Определение максимальной полной мощности.

S_max = = = 34,5 кВА

14.Определение максимальной нагрузки.

I_max = = = 53 А

РП-3

1.Определение номинальной мощности каждого электроприемника.

P_{ном. д.с} = Р_{пасп. д.с.} = 3,5 кВт

Р_{ном. з.с.} = Р_{пасп. з.с.} = 3,2 кВт

Р_{ном. с.с.} = Р_{пасп. с.с.} = 4,2 кВт

2.Определение полной номинальной мощности.

Р_{ном РП-3} = P_{ном. д.с.} х 3 + Р_{ном. з.с.} х 4 + Р_{ном. с.с.} х 4 = 3,5 х 3 + 3,2 х 4 + 4,2 х 4 =40,1 кВт

3.Определение сменной мощности каждого электроприемника.

P_{см. д.с.}= P_{ном. д.с.} х К_и = 3,5 х 0,61 = 2,135 кВт

Р_{см. з.с.} = Р_{ном. з.с.} х К_и = 3,2 х 0,14 = 0,448 кВт

Р_{см. с.с.} = Р_{ном. с.с.} х К_и = 4,2 х 0,14 = 0,588 кВт

4. Определение суммарной сменной мощности.

Р_{см. РП-3} = P_{см. д.с.} х 3 + Р_{см. з.с.} х 4 + Р_{см. с.с.} х 4 = 2,135 х 3 + 0,448 х 4 + 0,588 х 4 = 10,55 кВт

5.Определение реактивной сменной мощности каждого приемника.

Q_{см. д.с.} = P_{см. д.с.} х tg φ = 2,135 х 1,36 = 2,9 кВАР

tg φ = = = 1,36

Q_{см. з.с.} = Р_{см. з.с.} х tg φ = 0,448 х 2,29 = 1,02 кВАР

Q_{см. с.с.} = Р_{см. с.с.} х tg φ = 0,588 х 2,29 = 1,34 кВАР

6.Определение суммарной реактивной мощности.

Q_{см. РП-3} = Q_см.д.с. х 3 + Q_{см. з.с.} х 4 + Q_{см. с.с.} х 4 = 2,9 х 3 + 1,02 х 4 + 1,34 х 4 = 18,14 кВАР

7.Определение среднего коэффициента использования для группы электроприемников.

К_и.ср. = = = 0,26

8.Определение числа силовой сборки.

m = = = 1,31

9. Определение эффективного числа.

К_и.ср. = 0,26 0,2

m = 1.31 3

n = 11 5

Р_ном const

n_э = n = 11

10.Определение коэффициента максимума.

К_max = 1,55

11.Определение максимальной активной мощности.

Р_max = К_max х Р_{см. РП-3} = 1,55 х 10,55 = 16,35 кВт

12.Определение максимальной реактивной мощности.

Q_max = Q_{см. РП-3} = 18,14 кВАР

13.Определение максимальной полной мощности.

S_max = = = 24,4 кВА

14.Определение максимальной нагрузки.

I_max = = = 37,5 А

РП-4

1.Определение номинальной мощности каждого электроприемника.

P_{ном. с.а.} = S_{пасп. с.а.} х х = 16 х 0,5 х = 6,2 кВт

Р_{ном. в.в.} = Р_{пасп. в.в.} = 3,2 кВт

Р_{ном. в.п.} = Р_{пасп. в.п.} = 4,5 кВт

2.Определение полной номинальной мощности.

Р_{ном РП-4} = P_{ном. с.а.} х 4 + Р_{ном. в.в.} + Р_{ном. в.п.} = 6,2 х 4 + 3,2 + 4,5 =32,5 кВт

3.Определение сменной мощности каждого электроприемника.

P_{см. с.а.}= P_{ном. с.а.} х К_и = 6,2 х 0,35 = 2,17 кВт

Р_{см. в.в.} = Р_{ном. в.в.} х К_и = 3,2 х 0,6 = 1,92 кВт

Р_{см. в.п.} = Р_{ном. в.п.} х К_и = 4,5 х 0,6 = 2,7 кВт

4. Определение суммарной сменной мощности.

Р_{см. РП-4} = P_{см. с.а.} х 4 + Р_{см. в.в.} + Р_{см. в.п.} = 2,17 х 4 + 1,92 + 2,7 = 13,3 кВт

5.Определение реактивной сменной мощности каждого приемника.

Q_{см. с.а.} = P_{см. с.а.} х tg φ = 2,17 х 1,73 = 3,75 кВАР

Q_{см. в.в.} = Р_{см. в.в.} х tg φ = 1,92 х 0,75 = 2,67 кВАР

tg φ = = = 0,75

Q_{см. в.п.} = Р_{см. в.п.} х tg φ = 2,7 х 0,75 = 2,02 кВАР

6.Определение суммарной реактивной мощности.

Q_{см. РП-4} = Q_см.с.а. х 4 + Q_{см. в.в.} + Q_{см. в.п.} = 3,75 х 4 + 2,67 + 0,75 = 18,46 кВАР

7.Определение среднего коэффициента использования для группы электроприемников.

К_и.ср. = = = 0,4

8.Определение числа силовой сборки.

m = = = 1,93

9. Определение эффективного числа.

К_и.ср. = 0,4 0,2

m = 1.93 3

n = 6 5

Р_ном const

n_э = n = 6

10.Определение коэффициента максимума.

К_max = 1,66

11.Определение максимальной активной мощности.

Р_max = К_max х Р_{см. РП-4} = 1,66 х 13,3 = 22,07 кВт

12.Определение максимальной реактивной мощности.

Q_max = Q_{см. РП-4} х 1,1 = 20,3 кВАР

13.Определение максимальной полной мощности.

S_max = = = 30 кВА

14.Определение максимальной нагрузки.

I_max = = = 46,15 А