2 Методические указания к курсовой работе

1 На плане цеха (см. рисунки 1-20) намечаются узлы питания: шкафы распределительные (ШР), силовые пункты (СП), распределительные шинопроводы (ШРА).

2 Все электроприемники цеха распределяются по узлам питания. При распределении необходимо учитывать:

а) расстояние от электроприемника до узла питания должно быть возможно минимальным в целях экономии цветных металлов и снижения потерь напряжения;

б) электроприемники мощностью 75 кВт и выше необходимо запитывать радиально от шин ТП или РП;

в) не допускать обратных перетоков мощности по цеху.

3 Расчет электрических нагрузок производится в таблице 21. Эта таблица является сводной как для подсчета силовых нагрузок по отдельным узлам питания, так и для шин ТП.

Таблица21– 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	∑Р				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

4 Порядок расчета и заполнения таблицы:

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:

- для электроприемников, паспортная мощность которых выражена в кВт с ПВ  100%:

;

(1)

- для электроприемников, паспортная мощность которых выражена в кВА с ПВ  100%:

,

(2)

где ПВ – номинальная паспортная продолжительность включения, %;

- для электроприемников, паспортная мощность которых выражена в кВА:

.

(3)

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

,

(4)

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:

.

(5)

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

.

(6)

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:

.

(7)

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:

.

(8)

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:

;

(9)

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

;

(10)

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.

(11)

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:

.

(12)

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,

; .

(13)

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

.

(14)

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

.

(15)

5 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,

(16)

, квар,

(17)

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;

6 Выбор цехового трансформатора.

Находится суммарная нагрузка по цеху с учетом силовой и осветительной нагрузки, по которой выбирается силовой трансформатор и проверяется на соответствие коэффициенту загрузки, который должен находится в пределах 0,6 – 0,85.

7 Для электроприемников выбрать марку, сечение и способ прокладки проводов, защитную аппаратуру (предохранители, автоматы) в соответствии с расчетами. Для узлов нагрузки выбрать тип силового пункта, марку и сечение кабелей к нему.

В сетях напряжением до 1 кВ защиту выполняют плавкими предохранителями и автоматическими выключателями.

Выбор предохранителей производится по следующим условиям:

а) I_{ном.пред.}  I_дл.;

б) I_{ном.пл.вст..} I_{расч пл.вст.},

где I_дл – длительный расчетный ток, определяемый по формуле

;

(18)

I_{расч.пл.вст.} – расчетный ток плавкой вставки, находится по следующей формуле

,

(19)

где  – коэффициент снижения пускового тока, зависящий от режима пуска электроприемников.

Выбор автоматических выключателей производится по следующим условиям:

а) I_ном.ав. I_дл.;

б) I_{ном.расц.}  I_дл.;

в) I_{сраб.эл.расц.}  1,25 I_пуск.

Выбор проводов к электроприемникам и кабелей к узлам нагрузок производится по следующим условиям:

а) I_{доп.пров.}  ;

б) I_{доп.пров.} ,