2 Определить силовые нагрузки по узлам питания, осветительную нагрузку и расчетную нагрузку по цеху в целом методом коэффициентов использования и максимума

Перед началом расчета электрических нагрузок по методу коэффициента спроса необходимо все установленные мощности привести к номинальным значениям:

а) для электроприемников, имеющих коэффициент ПВ  100 % необходимо определить их номинальные мощности Р_н, кВт, приведенные к повторности включений ПВ 100 %.

, кВт;

Для ЭП №9,36:

б) для электроприемников установленные мощности, которых заданы в кВА необходимо, определить их номинальные активные мощности Р_н, кВт

, кВт;

Для ЭП №40,41,39,43,44:

в) для электроприемников, имеющих коэффициент ПВ  100 % и установленные мощности которых заданы в кВА необходимо определить их номинальные активные мощности Р_н, кВт, приведенные к ПВ 100 %

, кВт.

Для ЭП №4,5:

Порядок расчета и заполнения таблицы 3:

1) В графе 1 проставляются номера технологического оборудования согласно плана цеха.

2) В графу 2 для каждого узла питания записывается:

а) наименование и номер узла питания, для которых производится определение электрических нагрузок;

б) все электроприемники делятся на три характерные группы: первая – с легким режимом работы (мощностью до 10 кВт); вторая – с нормальным режимом работы (мощностью от 10 до 20 кВт); третья – с тяжелым режимом работы (мощностью с выше 20 кВт и независимо от мощности – краны, прессы, конвейеры);

в) для каждой характерной группы указываются количество и мощность входящих в нее электроприемников;

г) для электроприемников с повторно-кратковременным режимом работы записываются паспортное значение ПВ.

3) В графе 3 записывается количество рабочих электроприемников.

4) В графу 4 по каждой характерной группе электроприемников записываются: при одинаковой мощности электроприемников – номинальная установленная мощность в киловаттах одного электроприемника, при электроприемниках различной мощности – номинальная мощность наименьшего и через тире наибольшего по мощности электроприемника в группе.

5) В графу 5 записывается суммарная установленная мощность электроприемников данной характерной группы, приведенная к ПВ=100%, в киловаттах.

6) Графа 6 заполняется только в итоговой строке и используется для определения способа нахождения эффективного числа электроприемников n_э. Число m определяется по формуле:

,

где P_н.макс., P_н.мин. – номинальные активные мощности наибольшего и наименьшего электроприемников в группе А.

Точное значение числа m не требуется, достаточно определить m>3 или m ≤3.

7) Графа 7 – значение коэффициента использования.

8) В графе 8 в числителе записывается значение коэффициента мощности cosφ для данной характерной подгруппы, а в знаменателе –соответствующий tgφ.

9) В графе 9 подсчитывается средняя активная нагрузка за наиболее загруженную смену для каждой характерной подгруппы электроприемников по формуле:

.

10) В графе 10 подсчитывается средняя реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену для каждой характерной группы электроприемников по формуле:

.

11) Для определения итоговой нагрузки узла питания необходимо определить средневзвешенное значение коэффициента использования по данному расчетному узлу для электроприемников. Для этого:

а) в графе 2 записывается под чертой слово «Итого» и подводятся итоги по графам 5, 9 и 10;

б) по полученным данным определяется средневзвешенное значение коэффициента использования по данному расчетному узлу:

.

Полученный результат записывается в итоговую строку в графе 7.

12) Далее необходимо подсчитать эффективное число электроприемников n_э, для данного расчетного узла питания – графа 16 (графа 11,12,13, 14 и 15 являются вспомогательными для определения n_э).

Метод рекомендует следующие упрощенные способы определения n_э:

– при m ≤ 3 эффективное число электроприемников принимается равным их фактическому числу n: n_э= n;

– при m > 3 и групповом коэффициенте к_и > 0,2 эффективное число электроприемников определяется по формуле:

.

В тех случаях, когда найденное по этой формуле n_э оказывается большим, чем фактическое число электроприемников n (графа 3), то следует принять n_э= n:

– при m>3 и групповом коэффициенте к_и < 0,2 эффективное число электроприемников определяется в следующей последовательности:

а) выявляется наибольший по мощности электроприемник данного узла питания;

б) в графе 11 проставляется n₁ – число электроприемников, подключенных к данному узлу, номинальная мощность каждого из которых не менее половины мощности наибольшего электроприемника;

в) определяется суммарная мощность Р_н1 этих n₁ электроприемников и записывается в графу 12;

г) в графе 13 записывается значение Р_*, рассчитанное по формуле:

;

д) в графе 14 записывается значение n_* , рассчитанное по формуле:

;

е) в графу 15 заносится относительное значение n_э*=n_э/n, определяемое по таблицам [7] в зависимости от Р_* (графа 13) и n_* (графа14);

ж) в графе 16 определяется искомое значение эффективного числа электроприемников, которое равно:

nэ = nэ* · n.

13) Графа 17 – коэффициент максимума к_м определяется по таблицам [7,10] в зависимости от эффективного числа электроприемников n_э и средневзвешенного к_и.

14) Графа 18 – максимальная активная получасовая нагрузка от силовых электроприемников узла:

.

При фактическом числе электроприемников в группе n ≤ 3 активная мощность Р_м=∑Р_н, реактивная мощность Q_м=0,75Р_н – для ЭП длительного режима (cosφ=0,8), Q_м=0,87Р_н – для ЭП повторно-кратковременного режима (cosφ=0,75).

15) Графа 19 – максимальная реактивная получасовая нагрузка от силовых электроприемников узла принимается равной:

– при nэ ≤ 10, – при nэ >10,

; .

16) Графа 20 – максимальная полная нагрузка расчетного узла питания определяется по формуле

.

17) Графа 21 – расчетный максимальный ток определяется по формуле для трехфазного тока

.

Расчет осветительной нагрузки цеха.

Расчет осветительной нагрузки выполняется по удельной плотности осветительной нагрузки на квадратный метр производственных площадей и коэффициенту спроса. По этому методу расчетная осветительная нагрузка принимается равной средней мощности освещения за наиболее загруженную смену и определяется по формулам:

, кВт,

, квар,

где к_со – коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки, числовые значения которого выбирается по справочнику зависимости от помещения;

F – площадь производственного помещения, м²;

_о удельная расчетная мощность, кВт/м², величина которого зависит от рода помещения и выбирается по справочнику.

tg  – коэффициент реактивной мощности, определяется по известному ₀ осветительной установки;

Значение коэффициента спроса для сети рабочего освещения производственных зданий принимается:

1,0 – для мелких производственных зданий;

0,95 – для зданий, состоящих из отдельных крупных пролетов;

0,85 – для зданий, состоящих из малых отдельных помещений;

0,8 – для административно-бытовых и лабораторных зданий промышленных предприятий;

0,6 – для складских зданий, состоящих из многих отдельных помещений.

Коэффициент спроса для расчета сети освещения аварийного и эвакуационного освещения 1,0.

_о = 0,014-0,018 кВт/м² – для цехов промышленных предприятий 

ЛН - =1; ЛЛ(ДРЛ) - =0,9; Св. - =1.

Таблица3– Расчет нагрузок по цеху
№ п/п	Наиме-нование узлов питания и групп ЭП	n	Установ-ленная мощность, кВт		m	ки	сosφ/ tgφ	Средние мощности		Определение nэ при Ки<0,2; m>3					nэ	км	Максимальная расчетная нагрузка			Iм, А
			Одного ЭП	∑Рн				Рсм, кВт	Qсм, квар	n1	Рn1	Р*	n*	nэ*			Рм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21
	ШРА-1
1,2,3	Штамповочный пресс	3	40	120		0,4	0,65/1,17	48	56,16
4,5	Плазматрон	2	6,5	13		0,35	0,7/1,02	4,55	4,64
6,7,10,11	Горизонтально-фрезерный станок	4	20	80		0,2	0,6/1,33	16	21,28
8	Токарно-винторезный станок	1	32	32		0,25	0,65/1,17	8	9,36
12,13	Вентилятор	2	47	94		0,65	0,8/0,75	61,1	45,82
14,15,16	Испытательный стенд	3	60	180		0,25	0,65/1,17	45	52,65
20	Пресс	1	67	67		0,4	0,65/1,17	26,8	31,35
36	Кран	1	16,9	16,9		0,5	0,5/1,73	8,45	14,61
39	Токарный полуавтомат	1	10,8	10,8		0,2	0,6/1,33	4,32	5,74
45	Ковочные машины	1	24	24		0,4	0,65/1,17	9,6	11,23
	Итого по ШРА-1	19	6,5-67	637,7	>3	0,36		231,82	252,84						19	1,3	301,36	252,84	393,37	598,3
	ШРА-2
24,25	Сушильный шкаф	2	16	32		0,4	0,75/0,88	12,8	11,26
23	Сверлильный станок	1	50	50		0,25	0,65/1,17	12,5	14,62
38	Токарно-винторезный станок	1	32	32		0,25	0,65/1,17	8	9,36
41,42,43,44	Токарный полуавтомат	4	10,8	43,2		0,2	0,6/1,33	8,64	11,49
26,27	Ковочные машины	2	24	48		0,4	0,65/1,17	19,2	25,53
19,22	Пресс	2	67	134		0,4	0,65/1,17	53,6	62,71
9	Кран	1	16,9	16,9		0,5	0,5/1,73	8,45	14,61
28,29	Вентилятор	2	47	94		0,65	0,8/0,75	61,1	45,82
32,33	Продольно-строгальный станок	2	55	110		0,25	0,65/1,17	27,5	32,17
	Итого по ШРА-2	17	10,8-67	560,1	>3	0,37		211,79	227,57						16	1,33	281,68	227,57	362,12	550,8
	ШР-1
40	Токарный полуавтомат	1	10,8	10,8		0,2	0,6/1,33	2,16	2,87
17,18	Испытательный стенд	2	6	12		0,15	0,5/1,73	1,8	3,11
30,31	Строгальный станок	2	3	6		0,15	0,5/1,73	0,9	1,55
34,35	Сверлильный станок	2	8	16		0,15	0,5/1,73	2,4	4,15
	Итого по ШР-1	7	3-10,8	44,8	>3	0,16		7,26	11,68	5	38,8	0,86	0,71	0,86	6	2,44	17,71	12,84	21,87	33,2
37,42	ЭП, подключ. к ТП	2	90	180		0,4	0,65/1,17	72	84,2						2		180	156,6
	Освещение																10,2	4,8	11,2	17,1
	Итого по цеху																790,95	654,65	1026,7	1561

nэ	Значение Км при Ки
	0,1	0,15	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
4	3,43	3,11	2,64	2,14	1,87	1,65	1,46	1,29	1,14
5	3,23	2,87	2,42	2,00	1,76	1,57	1,41	1,26	1,12
6	3,04	2,64	2,24	1,88	1,66	1,51	1,37	1,23	1,10
7	2,88	2,48	2,10	1,80	1,58	1,45	1,33	1,21	1,09
8	2,72	2,31	1,99	1,72	1,52	1,40	1,30	1,20	1,08
9	2,56	2,20	1,90	1,65	1,47	1,37	1,28	1,18	1,08
10	2,42	2,10	1,84	1,60	1,43	1,34	1,26	1,16	1,07
12	2,24	1,96	1,75	1,52	1,36	1,28	1,23	1,15	1,07
14	2,10	1,85	1,67	1,45	1,32	1,25	1,20	1,13	1,07
16	1,99	1,77	1,61	1,41	1,28	1,23	1,18	1,12	1,07
18	1,91	1,70	1,55	1,37	1,26	1,21	1,16	1,11	1,06
20	1,84	1,65	1,50	1,34	1,24	1,20	1,15	1,11	1,06
25	1,71	1,55	1,40	1,28	1,21	1,17	1,14	1,10	1,06
30	1,62	1,46	1,34	1,24	1,19	1,16	1,13	1,10	1,05
40	1,50	1,37	1,27	1,19	1,15	1,13	1,12	1,09	1,05
50	1,40	1,30	1,23	1,16	1,14	1,11	1,10	1,08	1,04
60	1,32	1,25	1,19	1,14	1,12	1,11	1,09	1,07	1,03
70	1,27	1,22	1,17	1,12	1,10	1,10	1,09	1,06	1,03
80	1,25	1,20	1,15	1,11	1,10	1,10	1,08	1,06	1,03
90	1,23	1,18	1,13	1,10	1,09	1,09	1,08	1,05	1,02
100	1,21	1,17	1,12	1,10	1,08	1,08	1,07	1,05	1,02
120	1,19	1,16	1,12	1,09	1,07	1,07	1,07	1,05	1,02
140	1,17	1,15	1,11	1,08	1,06	1,06	1,06	1,05	1,02
160	1,16	1,13	1,10	1,08	1,05	1,05	1,05	1,04	1,02
180	1,16	1,12	1,10	1,08	1,05	1,05	1,05	1,04	1,01
200	1,15	1,12	1,09	1,07	1,05	1,05	1,05	1,04	1,01