2.2.4. Расчет пиковых электрических нагрузок
Пиковые электрические нагрузки возникают при пуске электродвигателей, работе дуговых электрических печей, при электросварке и т. п. Пиковым током одного iп или группы электроприемников Iп называется максимально возможная кратковременная электрическая нагрузка длительностью от 1 до 10 с.
Пиковый ток характеризуется частотой появления. При проектировании этот ток принимают за основу расчетов колебаний напряжения, выбора устройств и уставок защиты, проверки электрических сетей по условиям самозапуска электродвигателей.
Пиковый ток группы электроприемников (электродвигателей), работающих при отстающем токе, определяется как арифметическая сумма наибольшего из пусковых токов двигателей, входящих в группу, и расчетного тока всей группы электроприемников за вычетом расчетного тока двигателя, имеющего наибольший пусковой ток:
,
где iп,max – наибольший из пусковых токов двигателей в группе, определяемый по паспортным данным; Iр – расчетный ток нагрузки всей группы электроприемников; kи – коэффициент использования для двигателя, имеющего наибольший пусковой ток; iном,max – номинальный (приведенный к ПВ=100 %) ток двигателя с наибольшим пусковым током.
В качестве пикового тока для одного электроприемника принимается:
– пусковой ток асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором или синхронного двигателя, который в случае отсутствия паспортных данных может быть принят равным 5-кратному номинальному току;
– пусковой ток двигателя постоянного тока или асинхронного с фазным ротором, который при отсутствии паспортных данных принимается не ниже 2,5-кратного номинального тока;
– пиковый ток печных и сварочных трансформаторов, который принимается по заводским (паспортным) данным, а в случае их отсутствия – не менее 3-кратного номинального (без приведения к ПВ=100 %);
– пиковая мощность машин контактной сварки, которая определяется по паспортным данным по формуле, кВА
,
где U2max – максимальное вторичное напряжение, В; I2max – максимальный сварочный вторичный ток, кА;
– номинальный ток для осветительных установок с лампами мощностью до 500 Вт и электрических печей сопротивления, сушильных шкафов, электронагревателей [11].
В остальных случаях при отсутствии заводских данных пиковая мощность может быть приближенно принята равной 3-кратной номинальной (при паспортной ПВ).
При малом числе электроприемников в группе и большом различии их мощностей и коэффициентов мощности пиковый ток определяется по формуле
,
где Рсм, Qсм – активная и реактивная мощности всей группы за наиболее загруженную смену; рсм, qсм – активная и реактивная мощности электроприемника, потребляющего наибольший пиковый ток iп,max; Kм – коэффициент максимума для всей группы, за исключением электроприемника с наибольшим пиковым током.
В некоторых случаях пиковый ток определяется специальным расчетом, например для электроприемников с ударными нагрузками (крупные дуговые печи, безмаховичные главные приводы преобразовательных агрегатов прокатных станов и т. п.).
При самозапуске электродвигателей в качестве Iп принимается суммарный пусковой ток всех участвующих в самозапуске двигателей.
Пиковый ток группы электродвигателей, которые могут включаться одновременно, принимается равным сумме пусковых токов этих двигателей.