- •Потребители электрической энергии
- •Введение
- •Структура потребителей электрической энерии.
- •1.1 Общие сведения
- •1.2. Графики электрических нагрузок
- •1.3. Коэффициенты, характеризующие графики нагрузок
- •1.4. Классификация потребителей электрической энергии по мощности и напряжению.
- •1.5. Классификация потребителей электрической энергии по роду тока.
- •1.6. Классификация потребителей электрической энергии по категориям и обеспечению надёжности электроснабжения.
- •2. Заземление и защитные меры электробезопасности
- •3. Режимы работы электроустановок
- •4. Группы приёмников электрической энергии
- •4.1. Силовые общепромышленные установки.
- •4.2. Преобразовательные установки.
- •Электродвигатели производственных механизмов.
- •4.4. Электрические печи и электротермические установки.
- •4.5. Принцип действия индукционной тигельной печи.
- •4.6. Установки для закалки и сквозного нагрева.
- •4.7. Дуговые электропечи.
- •Вакуумные дуговые печи.
- •4.9. Печи электрошлакового переплава.
- •4.10. Установки диэлектрического нагрева.
- •Электронные плавильные печи
- •Плазматроны
- •5. Электросварочные установки
- •5.1. Электросварочные установки переменного тока
- •5.2. Общее устройство однофазного сварочного трансформатора
- •5.3. Дуговая сварка
- •5.4. Электрические шлаковые сварки
- •5.5. Контактная сварка
- •6. Электролизные установки
- •Установки электролиза цветной металлургии
- •6.2. Установки электрохимии
- •6.3. Установки металлопокрытий
- •8. Осветительные утановки
- •9. Методика расчетов электрических нагрузок
- •9.1. Методика определение эффективного числа электроприемников цеха
- •9.2. Методика определения эквивалентной мощности на фазу при несимметрии однофазной нагрузки
- •9.3. Методика определения момента нагрузки.
- •9.4. Методика определения колебания напряжения при работе сварочной машины.
- •9.5. Методика расчета сварочных нагрузок по нагреву.
- •9.6. Методика расчета мощности индукционной тигельной печи.
- •. Методика расчета частоты источника питания индукционной тигельной печи
- •10. Пример выполнения задания по дисциплине
- •«Потребители электрической энергии»
- •Практическое задание №1
- •«Определение эффективного числа электроприемников цеха»
- •Практическое задание №2 «Определение мощности и потребляемого линейного тока однофазных сварочных трансформаторов»
- •Практическое задание №3 «Определение момента нагрузки»
- •Практическое задание № 4 «Определение колебания напряжения при работе сварочной машины»
- •Практическое задание №5 «Определение сварочных нагрузок по нагреву»
- •Практическое задание №6 «Расчет мощности индукционной тигельной печи»
- •Практическое задание №7 «Методика расчета частоты источника питания индукционной тигельной печи »
- •11. Числовые данные к практическим заданиям
- •Приложения п1. Краткий перечень терминов и определений, используемых при изучении дисциплины «потребители электрической энергии»
- •П2. Параметры, необходимые для расчетов электрических наргузок
- •Перечень электроприёмников
- •Значения коэффициентов расчетной нагрузки Кр
- •Технические характеристики трансформаторов серии тмпн в овальном баке с расширителем
- •Технические характеристики индукционных тигельных печей.
- •Технические данные некоторых индукционных тигельных печей
- •Библиографический список
9.2. Методика определения эквивалентной мощности на фазу при несимметрии однофазной нагрузки
1. Мощность потребляемая трансформатором Рн, кВт:
, (19)
где,
-полная
мощность трансформатора, кВА;
-
коэффициент мощности трансформатора;
-
режим работы потребителя, %.
2. Мощность потребляемая из каждой фазы питающей Рi, кВт
Мощность потребляемая из фазы А РА, кВт:
. (20)
Мощность потребляемая из фазы В РВ, кВт:
. (21)
Мощность потребляемая из фазы С РС, кВт:
. (22)
3. Номинальные трёхфазные мощности
Активная номинальная трёхфазная мощность Р(3), кВт:
(23)
где,
-
наибольшая мощность потребляемая из
одной фазы =РС,
кВт.
Полная
условная трёхфазная мощность потребителей
,
кВА:
, (24)
где,
-
коэффициент мощности наиболее нагруженной
фазы =
.
4. Линейный ток Iл, А:
, (25)
где, Uл – линейное напряжение, В.
5. Сделать вывод о проделанной работе.
9.3. Методика определения момента нагрузки.
1.Моменты нагрузки лампы Мi кВт·м:
Мi=Pi·l, (26)
где Pi – мощность отдельной лампы, Вт;
l – расстояние между лампами, м.
Суммарный момент нагрузки для всех ламп МΣ, кВт·м:
. (27)
2.Минимальное значение момента нагрузки на 1 фазу М1,кВт·м:
. (28)
3.Оптимизируем подключение ламп:
МА=М5+М4+M2 (29)
МВ=М1+М7+M6 (30)
МС=М3+М8+М9 (31)
Рисунок 3. Подключаем лампы к сети.
Проверка правильности подключения.
При одинаковом сечение и материале проводов в линии, потери в линиях пропорциональны моменту нагрузки.
; (32)
; (33)
. (34)
В случае превышения допустимых значений необходимо по-новому оптимизировать подключение ламп по фазам.
4. Выбираем кабель необходимого сечения.
5. Сделаем выводы о проделанной работе.
9.4. Методика определения колебания напряжения при работе сварочной машины.
1.Определим эквивалентную трехфазную нагрузку сварочной машины:
. (35)
- активная составляющая:
. (36)
- реактивная составляющая:
. (37)
2.Определяем нагрузку трансформатора при загруженности 70%:
. (38)
- активная составляющая:
. (39)
- реактивная составляющая:
. (40)
3.Суммарная нагрузка сварочной машины, питающего трансформатора:
- активная
. (41)
- реактивная
. (42)
tgφ=
. (43)
. (44)
4.Суммарная полная нагрузка:
. (45)
5.По заданной кривой при cosφ=0,7 определим потерю напряжения в трансформаторе при полной нагрузке, и при учете загрузки 1,5 %.
6.Определим потери напряжения в трансформаторе при 70%, если при полной загрузки она составляет 5% и cosφ=0,8.
7.Найдем колебания напряжения при работе сварочной машины.
8. Сделаем выводы о проделанной работе.
9.5. Методика расчета сварочных нагрузок по нагреву.
В этом параграфе дается методика расчета нагрузок для выбора элементов распределительных и питающих сетей по нагреву для случая независимой работы сварочных машин и установок.
В зависимости от вида исходных данных расчет эффективной нагрузки можно производить по полной мощности или по полному току. Если известны графики тока отдельных машин, то расчет удобнее производить по полному току, а если машины задаются паспортной мощностью в киловольт-амперах, то по полной мощности.
На первом этапе расчет нагрузок по нагреву производится по полной мощности. Для расчета необходимо знание Sпасп, Кз, ПВф и числа машин п. Значения Sпасп и n задаются технологами, Kз и ПВф принимаются. После распределения машин по парам фаз определяется небаланс мощности по парам фаз. При небалансе мощностей не более 15% определяется нагрузка наиболее загруженной пары фаз, например А и В:
. (46)
При ПВф ≤ 5% можно Sэф,АВ определять по приближенной формуле:
, (47)
где Sср – средняя мощность одной сварочной машины, кВА;
Sэф – эффективная мощность одной сварочной машины, кВА;
nAB - число машин, подключенных к данной паре фаз, %.
Средняя и эффективная мощности одной одноточечной, шовной и рельефной сварочных машин определяются по формулам:
(48)
Среднее и эффективное значения мощности одной сварочной машины при сварке оплавлением с подогревом определяются по формулам:
(49)
Среднее и эффективное значение мощности одной стыковой сварочной машины при сварке оплавлением или сопротивлением определяются по формулам:
(50)
где Кз,опл, Кз,под, Кз,ос – коэффициенты загрузки на стадии подогрева, оплавления и осадки, определяются из приложения 5; ПВпод, ПВопл, ПВос – продолжительности подогрева, оплавления и осадки, определяются из приложения 5.
Эквивалентная трехфазная эффективная нагрузка при балансе по фазам не более 15% определяется по формуле:
. (51)
При небалансе мощностей по фазам более 15% S(3)эф определяется по выражению:
, (52)
где Sэф,АВ, Sэф,АС – эффективная нагрузка наиболее загруженных пар фаз АВ и АС.
По S(3)эф выбирается число и мощность цеховых подстанций.
На втором этапе проектирования вся сварочная нагрузка разбивается по выбранным подстанциям и производится уточненный расчет нагрузок по подстанциям, шинопроводам и т.д. На данном этапе расчет нагрузок по нагреву следует производить полному току. Порядок расчета аналогичен первому этапу.
Выбор сетей по нагреву на втором этапе расчета производится по эффективной нагрузке наиболее загруженного провода, например В:
, (53)
где Iэф, Iср – эффективный и средний токи одной сварочной машины, определяются:
(54)
Сделаем выводы о проделанной работе.
