5. Расчет электрических нагрузок

В данном дипломном проекте расчет электрических нагрузок производится методом коэффициента максимума (упорядоченных диа­грамм), так как известны место расположения и мощность электро­оборудования.

Метод коэффициента максимума - это основной метод расчета электричес­ких нагрузок, который сводится к определению максимальных (Р_м,Q_м,S_м) расче­тных нагрузок группы электроприемников.

Расчет нагрузок для ЯУ5115

В данное РУ входят вентиляторы мощностью Р_н =4,5 кВт

Определяется суммарная мощность, по формуле

Р_н∑ = Р_н ∙п, кВт, (1)

где Р_н - номинальная активная мощность электроприёмника,

приведённая к длительному режиму, кВт.

п - фактическое число электропрйёмников в группе.

Р_н∑ =4,5∙2=9 кВт.

Определяется средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле

Р_см=К_и∙ Р_н∑, кВт, (2)

где К_и - коэффициент использования электроприемников,

определяется на основании опыта эксплуатации

[по табл. 1.5.1/3/].

Принимается К_и=0,6.

Р_см=9∙0,6=5,4 кВт.

Определяется средняя реактивная мощность за наиболее нагру­женную смену по формуле

Q_см =Р_см∙, квар, (3)

где - коэффициент реактивной мощности, определяется на основании опыта эксплуатации [по табл. 1.5.5/3/].

Принимается =0,75.

Q_с=5,4∙0,75=4,05 квар.

Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле

, кВ∙А (4)

=6,75 кB∙A.

Так как электроприёмники одного наименования, эффективное число электроприемников не определяется, поэтому за максимальные мощности принимаются среднесменные мощности

Р_м = Р_см,

Q_м =Q_см,

S_м =S_см,

Р_м =5,4 кBт,

Q_м =4,05 квар,

S_м =6,75 кB∙A.

Определяется максимальный ток по формуле

,А, (5)

где U_л - линейное напряжение, кВ.

Принимается U_л=0,4 кВ

=9,78 А.

Годовое число часов работы при числе смены 2 и продолжительностью сме­ны 8 часов, Т=4500 определяется [по табл. 8.1/3/]

Определяется годовая потребляемая активная мощность по фор­муле

W_акт=T∙Р_см , кВт/ч (6)

W_акт=4500∙5,4=24300 кВт/ч.

Определяется годовая потребляемая реактивная мощность, по формуле

W_реак=T∙ Q_см,квар/ч (7)

W_реак=4500∙4,05=18225 квар/ч.

Расчет нагрузок по РП - 1.

В данное РУ входят однофазные сварочные преобразователи типа ПСО -300 мощностью = 13 кВт, однофазные электроточилы наждачные мощностью =2 кВт, кран-тележка мощностью =1,5 кВт с ПВ=60% и однофазные виброситы мощностью =0,7 кВт.

Все однофазные нагрузки распределяются по фазам с наибольшей равномер­ностью и приводятся к условной трехфазной мощности.

Для преобразователя сварочного типа ПСО - 300 определяется мощность наиболее загруженной фазы. При включении на линейное напряжение нагрузки отдельных фаз, однополюсных электроприёмников, определяются как полусуммы двух плеч, прилегающих к данной фазе

Рисунок 2 - Схема включения 1-фазного преобразователя сварочного типа ПСО-ЗОО на линейное напряжение

Мощность прилегающая к фазе А, определяется по формуле

,кВт, (8)

где Р_АС, Р_АВ - мощности, прилегающие к фазе, кВт.

= 13 кВт.

Определяется мощность прилегающая к фазе В, по формуле

, кВт, (9)

где Р_ВС - мощность прилегающая к фазе, кВт.

= 6,5 кВт.

Определяется мощность прилегающая к фазе С по формуле

,кВт (10)

= 6,5 кВт.

Определяется величина неравномерности по формуле

, (11)

где Р_ф.нб - мощность наиболее загруженной фазы, кВт;

Р_ф.нм - мощность наименее нагруженной фазы, кВт.

.

Н≥15%.

При Н≥15% и включения на линейное напряжение для нескольких электроп­риёмников условная мощность определяется по формуле

Р_у=З∙Р_н.нб, кВт. (12)

Р_у=3∙13=39 кВт.

Однофазные электроточила наждачное

При Н≥15% и включения на линейное напряжение для нескольких электроп­риёмников условная мощность определяется по формуле (12)

Р_у=3∙2=6 кВт.

Однофазные виброситы

При Н≥15% и включения на линейное напряжение для нескольких электроп­риёмников условная мощность определяется по формуле (12)

Р_у=3∙0,7=2,1 кВт.

Кран - тележка, трехфазный ПКР, приводиться к условному ДР по формуле

Р_н=Р_п, (13)

где Р_п - паспортная активная мощность, кВт;

ПВ - продолжительность включения, относительных единицах, ПВ=0,6.

Р_н=1,5- =1,16 кВт.

Определяются среднесменные активная и реактивная мощности для сварочных преобразователей типа ПСО - 300 по формулам (2), (3)

Р_см=39∙0,25=9,75 кВт;

Q_см=9,75∙2,67=26,03 квар.

Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле (4)

S_см = =27,8 кВ∙А.

Определяются среднесменные активная и реактивная мощности для электрото­чил наждачных по формулам (2), (3)

Р_см=6∙0,14=0,84 кВт;

Q_см=0,84∙1,73=1,45 квар.

Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле (4)

S_см = =1,68 кВ∙А.

Определяются среднесменные активная и реактивная мощности для крана-те­лежки по формулам (2), (3)

Р_см=1,16∙0,1=0,12 кВт;

Q_см=0,12∙1,73=0,21 квар.

Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле (4)

S_см = =0,22 кВ∙А.

Определяются среднесменные активная и реактивная мощности для вибросит по формулам (2), (3)

Р_см=2,1∙0,14=0,29 кВт;

Q_см=0,29∙1,73=0,5 квар.

Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле (4)

S_см = =0,57 кВ∙А.

Определяется групповые среднесменные активная и реактивная мощности путём суммирования среднесменных мощностей в группе

Р_смΣ=9,75+0,84+0,12+0,29=11 кВт.

Q_смΣ=26,03+1,45+0,21+0,5=28,19 квар.

Определяется среднесменная полная групповая мощность по формуле (4)

S_смΣ = = 30,26 кВ∙А.

Определяется средний коэффициент использования группы электроприёмни­ков по формуле

К_и.ср=, (14)

где Р_смΣ - сумма активных мощностей за наиболее нагруженную смену, кВт,

Р_нΣ - сумма номинальных активных мощностей, кВт.

К_и.ср==0,23.

Определяется средний коэффициент активной мощности группы электроприёмни­ков по формуле

cosϕ=, (15)

где S_смΣ-полная мощность за наиболее нагруженную смену, кВ∙А.

cosϕ==0,36.

Определяется средний коэффициент реактивной мощности группы электроприёмни­ков по формуле

tgϕ=, (16)

где Q_смΣ - сумма реактивных мощностей за наиболее загруженную смену, квар.

tg ϕ ==2,56.

Показатель силовой сборки в группе определяется по формуле

m=, (17)

где Р_н.нб, Р_н.нм -номинальные приведённые к длительному режиму

активные мощности электроприёмников наибольшего и наименьшего в груп­пе, кВт.

m==18,57, m≥3.

При n≤4, m≥3 и К_и.ср≥0,2 эффективное число электроприемников

определяется по формуле

n_э= (18)

n_э==1,49.

Определяется коэффициент максимума активной мощности по формуле

К_м= (19)

К_м==3,25.

Коэффициент максимума реактивной нагрузки, в соответствии с практи­кой проектирования принимается К_м^’ =1,1 при n_э≤10 [стр.23 /6/].

Определяется максимальная групповая активная мощность по формуле

Р_м=К_м∙Р_см, кВт. (20)

Р_м=11∙3,25=35,75 кВт.

Определяется максимальная групповая реактивная мощность по формуле

Q_м=К_м∙Q_см, квар. (21)

Q_м=1,1∙28,19=31,01 квар.

Определяется максимальная групповая полная мощность по формуле

S_м=,кВ∙А (22)

S_м==47,33 кВ∙А.

Определяется максимальный ток группы по формуле (5)

=68,59 А.

Определяются годовые потребляемые группой активная и реактивная мощности по фор­мулам (6), (7)

W_акт=4500∙11=49500 кВт/ч.

W_аеак=4500∙28,19=126855 квар/ч.

Расчет нагрузок по ШРА-3

В данное РУ входят прессы эксцентриковые типа КА-213 мощностью 2,8 кВт, прессы кривошипные типа КА-240 мощностью 4 кВт, вертикальные сверлильные станки типа 2А-125 мощностью 4,2 кВт.

Определяются суммарные мощности электроприёмников по формуле (1)

=2,8∙6=16,8 кВт.

=4∙5=20 кВт.

=4,2∙3=12,6 кВт.

Определяются средние активные мощности электроприёмников за наиболее нагруженную смену по формуле (2)

=16,8∙0,17=2,86 кВт.

=20∙0,17=3,4 кВт.

Р_см=12,6∙0,14=1,76 кВт.

Определяются средние реактивные мощности электроприёмников за наиболее нагру­женную смену по формуле (3)

=2,86∙1,17=3,35 квар.

Q_см=3,4∙1,17=3,98 квар.

Q_см=1,76∙1,73=3,04 квар.

Определяются средние полные мощности электроприёмников за наиболее нагруженную смену по формуле (4)

=4,41 кB∙A.

=5,23 кB∙A.

=3,51 кB∙A.

Определяются групповые среднесменные активная и реактивная мощности путём суммирования среднесменных мощностей в группе

Р_смΣ=2,86+3,4+1,76=8,02 кВт.

Q_смΣ=3,35+3,98+3,04=10,37 квар.

Определяется среднесменная полная групповая мощность по формуле (4)

S_смΣ = = 13,11 кВ∙А.

Определяется средний коэффициент использования группы электроприёмни­ков по формуле (14)

К_и.ср==0,16.

Определяются средние коэффициенты активной и реактивной мощностей группы электроприёмни­ков по формулам (15), (16)

cos ϕ==0,61

tg ϕ==1,29.

Показатель силовой сборки в группе определяется по формуле (17)

m==1,59, m≤3.

При n≥3, m≤3 и К_и.ср≤0,6 эффективное число электроприёмников

определяется по условию n_э=n, n_э=14.

Определяется коэффициент максимума активной мощности [по табл. П-34./3/].

К_м=1,81.

Коэффициент максимума реактивной мощности в соответствии с практи­кой проектирования принимается К_м^’ =1 при n_э ≥10 [стр.23 /6/].

Определяется максимальная групповая активная мощность по формуле (20)

Р_м=1,81∙8,02=14,52 кВт.

Определяется максимальная групповая реактивная мощность по формуле (21)

Q_м=1∙10,38=10,37 квар.

Определяется максимальная групповая полная мощность по формуле (22)

S_м==17,84 кВ∙А.

Определяется максимальный ток группы по формуле (5)

=25,86 А.

Определяются годовые потребляемые группой активная и реактивная мощности по фор­мулам (6), (7)

W_акт=4500∙8,02=36090 кВт/ч,

W_реак=4500∙10,37=46665 квар/ч.

Расчет дополнительной нагрузки мощностью 54,6 кВт

Определяются средние активная и реактивная мощности за наиболее нагруженную смену по формулам (2), (3)

Р_см=54,6∙0,7=38,22 кВт.

Q_см=38,22 ∙1,34=51,22 квар.

Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле (4)

S_м==63,91 кВ∙А.

Дополнительная нагрузка одного наименования, эффективное число электроприемников не определяется, поэтому за максимальные мощности принимаются среднесменные мощности

Р_м=38,22 кВт,

Q_м=51,22 квар,

S_м=63,91 кВ∙А.

Определяется максимальный ток по формуле (5)

=92,62 А.

Определяются годовые потребляемые активная и реактивная мощности по фор­мулам (6), (7)

W_акт=4500∙38,22=171990 кВт/ч.

W_реак=4500∙51,22=230490 квар/ч.

Расчет нагрузок по щитам освещения

В данное РУ входят Щ01, Р_н=18,27 кВт, Щ02, Р_н=18,97 кВт, ЩА01, Р_н=1,9 кВт, ЩА02, Р_н=1,61 кВт.

Определяются суммарные мощности электроприемников по формуле (1)

Р_смΣ=18,27+18,97+1,9+1,61=40,75 кВт.

Определяются средние активная и реактивная мощности за наиболее нагруженную смену по формулам (2), (3)

Р_см=40,75∙0,85=34,7 кВт.

Q_см=34,7∙0,33=12,44 квар.

Определяется средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену по формуле (4)

S_м==33,39 кВ∙А.

Так как электроприемники одного наименования, эффективное число электроприёмников не определяется, поэтому за максимальные мощности принимаются среднесменные мощности

Р_м=34,7 кВт,

Q_м=12,44 квар,

S_м=36,86 кВ∙А.

Определяется максимальный ток по формуле (5)

=53,42 А.

Определяются годовые потребляемые группой активная и реактивная мощности по фор­мулам (6), (7)

W_акт =4500∙34,7=156150 кВт/ч.

W_реак =4500∙12,44=55980 квар/ч.

Расчеты нагрузок для ШРА-1 и ШРА-2 производятся аналогич­но, результаты занесены в таблицу (1).

Расчет нагрузок по ШНН без КУ

Определяются максимальные активная и реактивная мощности на ШНН путём суммирования максимальных мощностей по РУ

Р_мΣ=5,4+35,75+14,52+26,9+7,72+38,22+34,7=163,21 кВт.

Q_мΣ=4,05+3 1,01+10,37+18,24+5,8+51,22+12,44=133,13 квар.

Определяется максимальная полная мощность на ШНН по формуле (22)

S_мΣ = = 210,62 кВ∙А.

Определяются средние коэффициенты активной и реактивной мощностей по формулам (15), (16)

cos ϕ==0,78.

tg ϕ ==0,82.