Кабышев А.В Электроснабжение объектов Ч1

Iном max – номинальный (приведенный к ПВ=100%) ток электроприемника с наибольшим пусковым током;

ки – коэффициент использования электроприемника, имеющего наибольший пусковой ток.

При подключении к электрической сети группы из двух-пяти электроприемников за пиковый ток принимается:

электроприемников без учета номинального тока электроприемника, имеющего наибольший пусковой ток.

В качестве наибольшего пикового тока одного ЭП принимается: для электродвигателей – пусковой ток, для печных и сварочных трансформаторов – пиковый ток по паспортным данным. При отсутствии последних:

•пусковой ток асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и синхронных двигателей может быть принят равным 5-7 кратному номинальному;

•пусковой ток двигателей постоянного тока и асинхронных двигателей с фазным ротором – не ниже 2,5-кратного номинального;

пиковый ток печных и сварочных трансформаторов – не менее 3- кратного номинального (без приведения к ПВ=100%). Для группы электродвигателей, которые могут включаться одновременно, пиковый ток принимается равным сумме их пусковых токов.

Пиковые нагрузки таких групп приемников, как электрические печи сопротивления и осветительные установки с лампами накаливания, совпадают с расчетными:

так как толчки тока при включении таких электроприемников кратковременны и не создают недопустимых отклонений напряжения в сети.

Расчетный ток в соотношении (1.40) определяется по выражению:

после расчета полной нагрузки Sрасч в целом по группе (узлу) электроприемников (с переменным и/или практически постоянным графиком нагрузок).

50

Номинальный ток электроприемника Iном рассчитывается по паспортным (каталожным) данным по одной из приведенных ниже формул:

• для трехфазных электродвигателей:

где Рном – номинальная активная мощность электродвигателя; Uном – номинальное напряжение сети;

cosϕном – номинальный коэффициент мощности нагрузки;

ηном – номинальный к.п.д.;

• для многодвигательного электропривода:

n

∑ Рном i

n

где ∑ Pном i – сумма номинальных мощностей ЭП многодвигательного

i =1

привода;

cosϕном – номинальный коэффициент мощности наиболее мощного ЭП привода;

ηном – номинальный к.п.д. наиболее мощного ЭП привода;

• для трехфазной электропечи:

где Рф – активная мощность однофазного электроприемника; Uном, ф – номинальное фазное напряжение сети;

• для сетей постоянного тока и однофазного тока с активной нагрузкой (cosϕном = 1):

51

• для трехфазной осветительной сети с лампами накаливания:

где Ро – суммарная активная трехфазная мощность нагрузки осветительной сети, все электроприемники которой присоединяются на фазное напряжение.

Пример 1.29.

Определить пиковый ток линии, питающей группу электродвигателей крана грузоподъемностью 10 т с паспортными данными, приведенными в таблице 1.8.

Таблица 1.8. Паспортные данные электродвигателей подъемного крана (к примеру 1.29)

Напряжение сети 380 В, коэффициент использования ки = 0,1.

Решение.

Расчетный ток группы электродвигателей определяется по соотношению

(1.43):

Наибольшим пусковым током обладает электродвигатель для подъема груза, его величина составляет (см. табл. 1.8):

Iпуск max = 5,5 Iном max = 5,5 27,5 = 151А.

Номинальный ток этого двигателя, приведенный к ПВ = 100%:

Iном max = Iном ПВпасп = 27,5 0,15 = 10,6 А.

Пиковый ток линии рассчитывается по соотношению (1.40):

Iпик = Iпуск max + (I расч − киIном max )= 151+ (18,8 − 0,1 10,6)= 168,7 А. 52

Пример 1.30.

Определить пиковый ток троллея, от которого запитаны два заливочных крана (пример 1.10), имеющие механизмы со следующими электродвигателями: 2 100 кВт

с фазным ротором (работают одновременно), Iпасп = 215 А; 2 15 + 1 60 кВт и 2 80 кВт; продолжительность включения кранов ПВ = 0,25, а коэффициент использования Ки = 0,2.

Решение.

Наибольшими электроприемниками этих кранов являются два двигателя главного подъема с фазным ротором по 100 кВт при ПВ = 0,25. Паспортный ток Iпасп = 215 А, а пусковой ток:

Iпуск = 2,5 Iпасп = 2,5 215 = 536 А.

Одновременно пускаются два двигателя. Максимальный расчетный ток составляет 328 А (см. решение примера 1.10).

Пиковый ток троллея:

Iпик = 2 Iпуск + (I расч − киIном )= 2 536 + (328 − 0,2 215)= 1360 А,

здесь 215 А – ток наибольшего электроприемника, приведенный к ПВ = 100%.

1.4. Определение расчетной электрической нагрузки цеха

Расчетная нагрузка цеха (получасовой максимум) определяется методом упорядоченных диаграмм. Исходными данными для расчета являются: план цеха с расположением электроприемников, электрическая схема цеха, количество электроприемников, их установленные мощности, коэффициенты мощности и использования каждого электропиремника.

Выбор принципиальной схемы внутрицеховой сети производится с учетом характера среды помещения, категории надежности электроснабжения, равномерности размещения технологического оборудования в цехе. Внутрицеховые сети выполняются по радиальной, магистральной или смешенной схемам.

Распределительные шкафы (пункты) обычно записываются от цеховой подстанции кабелями, марка и способ прокладки которых определяются характером среды в помещении [1]. В цехе они размещаются таким образом, чтобы обеспечить удобство монтажа и эксплуатации, чтобы не было обратных перетоков электроэнергии, обеспечивался оптимальный расход проводников и труб. В целях экономии проводникового материала и коммутационной аппаратуры на подстанции несколько шкафов могут запитываться в шлейф (цепочкой).

Мощные ЭП с большими номинальными и пусковыми токами обычно присоединяются непосредственно к подстанции или магистральному шинопроводу.

53

От ШР(ПР) или ШРА

ЭП1 ЭП2 ЭП3

Рис. 1.14. Схема соединения трех электроприемников небольшой мощности цепочкой

Три-четыре электроприемника мощностью до 3 кВт допускается запитывать от одного ответвления цепочкой (рис. 1.14). Рекомендуется в цепочку соединять одинаковые или близкие по установленной мощности электроприемники. Нагрузка такого ответвления определяется суммой номинальных мощностей.

При расчете электрических нагрузок используются специальные таблицы (см., например, пример 1.31). Рекомендации по последовательности расчетов электрических нагрузок в сетях напряжением до 1000 В (силовые шкафы, магистрали, шинопроводы, цеха) изложены в [2, 3], а порядок заполнения типовой таблицы – в [4, 5].

Пример 1.31.

Составить смеху электроснабжения, рассчитать электрическую нагрузку и выбрать трансформаторную подстанцию для одного из цехов машиностроительного завода. Перечень оборудования и технические данные электроприемников приведены в таблице 1.9. Площадь цеха 350 м2, освещение выполнено газоразрядными лампами.

Решение.

1. Так как в цехе присутствуют потребители I и II категории, то ТП – двухтрансформаторная, а между секциями низкого напряжения устанавливается устройство АВР (автоматическое включение резерва). Трансформаторы выбираются однотипными и равной мощности. С целью равномерного распределения нагрузки по секциям трансформаторов:

• нагрузка трехфазных ЭП повторно-кратковременного режима приводится к длительному режиму (см. раздел 1.1):

54

• нагрузка однофазных ЭП повторно-кратковременного режима, включенная на линейное напряжение (рис. 1.15), приводится к длительному режиму и к условной трехфазной мощности (см. раздел 1.3.2):

рном = Sпасп cosϕ ПВ = 28 0,4 0,4 = 7,1 кВт;

С2рном В

Рис. 1.15. Распределение однофазной нагрузки по фазам (к примеру 1.31)

55

наиболее загруженной фазой является фаза В (РВ = Рф. нб = 14,2 кВт), наименее – А, С (РА = РС = Рф. нм = 10,7 кВт), неравномерность составляет:

тогда условная трехфазная мощность составит:

Русл(3) = 3 Рф. нб = 3 14,2 = 42,6 кВт;

•методом удельной мощности определяется нагрузка осветительной установки:

Ро = руд F = 10 10−3 350 = 3,5 кВт;

• предполагается применение следующих распредустройств:

для трехфазных ЭП повторно-кратковременного режима работы – РП1, для однофазных ЭП повторно-кратковременного режима работы – РП2, для трехфазных ЭП длительного режима – ШМА1 и ШМА2, для освещения – ЩО,

такой набор позволит равномерно распределить нагрузку по секциям и сформировать смеху электроснабжения.

2. Нагрузка распределяется по секциям, по возможности равномерно

(табл. 1.10).

Примечание. Резервныеэлектроприемникиврасчетеэлектрическихнагрузокнеучитываются.

56

Рис. 1.16. Схема электроснабжения цеха (к примеру 1.31)

3.Составляется схема электроснабжения цеха (рис. 1.16).

4.Согласно распределению нагрузки по узлам питания заполняется свободная ведомость электрических нагрузок цеха (табл. 1.11). Расчет выполняется методом упорядоченных диаграмм (раздел 1.3.1).

5.Так как количество и мощность трансформаторов цеховых подстанций не выбраны, то потер мощности в них ориентировочно определяются из соотношений:

Ртр = 0,02 Sмнн = 0,02 524,7 = 10,5 кВт;

Qтр = 0,1 Sмнн = 0,1 524,7 = 52,5кВАр;

где Sмнн − полная расчетная нагрузка цеха на шинах низкого напряжения цеховой

подстанции.

6. Определяется расчетная мощность трансформатора с учетом потерь, но без компенсации реактивной мощности:

Sтр ≥ S расч = 0,7 Sмнн = 0,7 578,2 = 405 кВА.

7. По [1] выбирается КТП2×400-10/0,4 с двумя трансформаторами ТМ40010/0,4. Коэффициент загрузки составит:

Пример 1.32.

Для составления сводной ведомости электрических нагрузок завода электротехнической промышленности рассчитать максимальную нагрузку ремонтно-механического цеха, план которого приведен на рис. 1.17, а сведения об электроприемниках – в таблице 1.12. Освещение цеха выполнено лампами накаливания.

57

Таблица 1.11.

Сводная ведомость электрических нагрузок цеха (к примеру 1.31)

Окончание таблицы 1.11.

Сводная ведомость электрических нагрузок цеха (к примеру 1.31)