2.3. Расчет электрических нагрузок комплексным методом

Комплексный метод разработан Б.И. Кудриным и подробно освещен в 11, 12. В настоящем пособии будут изложены основные положения этого метода.

Расчеты электрических нагрузок комплексным методом производятся от верхних уровней к нижним. Специалист, зная технологию, запланированный объем производства и его номенклатуру, использует информационную базу аналогичных заводов. При этом сначала решаются вопросы электроснабжения предприятия в целом (УР6); затем комплекса цехов, отдельного производства, участка завода (УР5); цеха или части завода, питающегося от одного РП (УР4). Расчеты заканчиваются определением количества и мощности ТП на УР3.

Комплексный метод предусматривает одновременное применение нескольких способов расчета максимальной нагрузки P_m по следующим параметрам:

- электроемкости продукции Э на УР6 (определение понятия электроемкости см.ниже)

(2.13)

где М_i, Э_i - объем и электроемкость технологической продукции i-го вида; Т_м - годовое число часов использования максимума нагрузки (принимается по основным показателям завода-аналога);

- общегодовому электропотреблению А или среднегодовой мощности на уровнях УР6, УР5, УР4

(2.14)

где К_m - среднегодовой коэффициент максимума; T_г = 8760 - число часов в году;

- удельным расходам электроэнергии А_уд на уровнях УР5, УР4 (УР3):

(2.15)

где T_i - годовое число часов работы i-го цеха; M_i - объем его выпускаемой продукции; A_удi - удельный расход электроэнергии на выпуск продукции этим цехом;

- среднегодовому коэффициенту спроса К_с на уровнях УР6-УР2:

Р_m = К_с Р_уст, (2.16)

где Р_уст - сумма установленных мощностей;

- удельным мощностям нагрузок на уровнях УР6-УР2:

Р_m =   F, (2.17)

где  - удельная мощность (плотность нагрузки); F - площадь предприятия, района, цеха, отделения, участка.

Для УР1 (при числе электроприемников в группе до 3) расчет электрических нагрузок для цепей электроснабжения не производится. Выбор коммутационной аппаратуры и проводников для этого уровня осуществляется по номинальной мощности Р_н отдельных электроприемников или сумме их номинальных мощностей:

. (2.18)

Значением КПД для электродвигателей и изменением коэффициента мощности при регулировании можно пренебречь.

Применительно к агрегатам с многодвигательным приводом, кроме крановых установок и агрегатов, имеющих несколько шкафов управления и вводов питания, под термином электроприемник понимают агрегат в целом, а под его номинальной мощностью - сумму номинальных мощностей всех двигателей агрегата. Для крановых установок под электроприемником понимается электропривод каждого механизма, включая приводимые двумя двигателями, мощности которых складываются.

Для одного крана расчетная нагрузка принимается равной мощности двух наиболее мощных ЭП.

При повторно-кратковременном и кратковременном режимах работы ЭП (с общей длительностью цикла до 10 мин. и длительностью рабочего периода не более 4 мин.) в качестве расчетного тока по нагреву следует принимать ток, приведенный к длительному режиму. Для медных проводников сечением до 6 мм² (алюминиевых - до 10 мм²) ток принимается таким, как и для установок с длительным режимом работы. Для медных проводников сечением более 6 мм² (алюминиевых - более 10 мм²) определяется выражением

(2.19)

где Т_пв - выраженная в относительных единицах длительность рабочего периода (продолжительность включения к длительности цикла Т_пв = t_в/t_ц). Коммутационную аппаратуру рекомендуется выбирать в этом случае по I_m .

Для кратковременного режима при t_в = 4 мин., а также при перерывах между включениями, недостаточных для охлаждения проводников до температуры окружающей среды, наибольшие допустимые токи следует определять как и для установок с длительным режимом работы.

Остановимся на различии понятий электроемкости в (2.13) и удельного расхода электроэнергии в (2.15).

Электроемкость продукции Э_i согласно [11] есть количество электроэнергии, планируемое или расходуемое народным хозяйством (предприятием) на выпуск единицы продукции, например 1 т стали, с учетом расхода электроэнергии на добычу железной руды и нерудных материалов, на производство чугуна, получение кислорода, очистку воды и т.д.

У дельный расход электроэнергии A_уд.i - есть отношение годового электропотребления A_i цеха (производства) или агрегата к общему объему выпущенной цехом продукции М_i.

Понятие электроемкости при расчете электрических нагрузок, следовательно, следует учитывать, если данное предприятие производит какой-либо вид продукции, начиная, например, с добычи руды и кончая выпуском стали. В противном случае можно пользоваться понятием A_уд.i .

Комплексный метод расчета электрических нагрузок может быть реализован, если имеется банк данных завода-аналога с близким составом и объемом производства, а также известно назначение и технология каждого цеха. Это позволит определить значения Э_i , A_удi , К_m , Р_срг , К_с ,  , Т_м, Т_i для вновь проектируемого объекта.

По окончании расчета должно быть проведено сравнение результатов, полученных разными методами, и представлено обоснование принятой нагрузки. Соотношение максимумов нагрузки по уровням должно представлять неравенство

где степень указывает уровень расчета, P_уст - сумма номинальных мощностей всех ЭП предприятия. Максимум нагрузки на вышележащей ступени равен произведению максимума нагрузки на нижележащей ступени на коэффициент разновременности максимумов нагрузки.