Упорядоченных диаграмм

Исходные данные:

1. Генеральный план цеха и ведомость нагрузок взять из приложения Б согласно выданному заданию.

2. Линейное напряжение в цеху для силовой нагрузки 380 В, а для осветительной 220 В.

3.Справочные данные ЭП приведены в прил. А табл. А2

Задание:

1.Определить расчетную нагрузку цеха методом упорядоченных диаграмм.

2. Осветительную нагрузку определить по площади и удельной плотности нагрузки (по прил. А, табл.А1). Освещение в цеху выполнено газоразрядными лампами.

3. Данные расчетов свести в «сводную ведомость нагрузок» табл. 5.

Таблица 5

Сводная ведомость нагрузок по цеху

Наименование и РУ электроприемников	Нагрузка установленная							Нагрузка средняя за смену					Нагрузка максимальная
	рн, кВт	n	Рн∑, кВт	Ки	cosφ	tgφ	m	Рсм, кВт	Qсм, квар	nэ	Км	К’м	Рм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА	Iм, А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
Отделение 1(ДР)
1-2	2,4	2	4,8
4-6
Итого по отд 1

4.Составить однолинейную схему электроснабжения цеха. Принять смешанную схему электроснабжения.

5.Определить пиковый ток в линии I_пик, питающей группу трехфазных электроприемников ДР. Кратность пускового тока принять к_п = 6.

Пример 8:

Дано: Генеральный план цеха (рис.3) и ведомость электрических нагрузок табл.6.

Рис.3 Генеральный план цеха

Таблица 8

Ведомость нагрузок цеха

№ на плане	Наименование агрегата	Марка агрегата	Мощн кВт	Кол-во
1. МЕХАНИЧЕСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ.
1-3	Фрезерный	6Б75ВФ	4,5	3
4-5	Токарный	1ИС611В	3,2	2
6-8	Токарнозаточной	ДИ250	5	3
9-10	Резьбошлифовальный	5822М	8	2
11-12	Фрезерный	ФУ686	36	2
2 СВАРОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
13-16	Сварочный трансформатор, 1ф. ПВ=40%	СТАН – 1	28 КВА	5
17-19	Сварочный агрегат,3ф, ПВ=60%	САМ – 400	32 КВА	2
20	Машина электросварочная стыковая, ПВ=40%	АСИФ – 5	5 КВА	1
3. ОТДЕЛЕНИЕ КРУПНОГАБАРИТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
21-22	Трубонарезной станок	1Н – 983	17,6	2
23-24	Горизонтально-расточной станок		18,6	2
25-26	Вертикальнофрезерный	65А80Ф4	26.7	2
27-28	Фрезерный вертикальный	ФУ321	14,2	2
4. МЕХАНИЧЕСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ №2
29-31	Токарно-винторезный станок	СУ 500/1500	7,5	3
32-33	Токарно-винторезный станок	К – 162	11	2
34-37	Трубонарезной станок	1Н – 983	17,6	4
38-41	Горизонтально-расточной станок		18,6	4
42-44	Плоскошлифовальный станок	35633	8,82	2
45-46	Сверлильно-колонный станок	ПК – 203	4,5	2
47-52	Вентиляторы крышные		7,0	6

Решение:

Выбираем смешанную схему электроснабжения.

Отделение крупногабаритного оборудования запитаем от распределительного пункта РП 1, механического отделения №1 от шинопровода распределительного ШРА1, механического отделения №2 от ШРА2, а сварочное отделение от РП2.

Для электродвигателей (металлорежущих станков, вентиляторов, компрессоров, насосов и др.) активная номинальная мощность равна паспортной или установленной:

Р _ном = Р _уст = Р _п.

Суммарная номинальная мощность определяется:

Р_н∑ =п ∙Р_н.

Например, механическое отделение №1 (станки №1-12):

Р_н∑ =4,5∙3+3,2∙2+5∙3+8∙2+36∙2=122,9 кВт.

Механическое отделение №2 (станки №29-52):

Р_н∑ =7,5∙3+11∙2+17,6∙4+18,6∙4+8,82∙2+4,52=96,9 кВт.

Отделение крупногабаритного оборудования (станки 21-28):

Р_н∑ =17,6∙2+18,6∙2+26,7∙2+14,2∙2=154,2 кВт.

Результат вносится в табл.7 колонку 4.

Сварочное отделение:

ЭП повторно-кратковременного режима работы приводится к длительному режиму. Данную группу ЭП запитаем от РП2.

Трансформатор сварочный, нагрузка однофазная:

Р_н = S_н ∙cosφ ∙=28 ∙0,4 ∙=7,1 кВт

Результат заносится в колонку 2 табл.7.

Нагрузка включается на линейное напряжение. Распределение однофазной нагрузки по фазам представлено на рис.4.

Рис. 4 Распределение однофазной нагрузки по фазам

Определяется наиболее загруженная фаза Р_ф.нб

Р_в = Р_ф.нб.=(2Р_н+2Р_н) /2= 2Р_н =2×7,1=14,2 кВт

Р_а=Р_с =Р_ф.нм.= (Р_н+2Р_н)/2=1,5∙Рн=1,5×7,1=10,7кВт

Определяется неравномерность распределения по фазам:

Н=== 33%>15%

Тогда условная трехфазная нагрузка:

Р_у⁽³⁾ = 3∙Р_ф.нб= 3·14,2 = 42,6 кВт

Результат заносится в колонку 4 табл.7.

Определяются среднесменные нагрузки: Р_см.,Q_см. (колонки 9,10).

Например, для станков отделения крупногабаритного оборудования:

Р_см= Р_ном∑ ∙К_и =154,2∙0,25=38,6кВт;

Q_см = Р_смtgφ=38,61,17=45,2 квар;

Средневзвешенный коэффициент использования (колонка 5).

Например для ШРА2:

К_и.с.=/=49,4 /138,9= 0,35 > 0,2.

Определение эффективного числа электроприемников и расчетной нагрузки узла:

РП1: так как n = 8; m < 3; K _{и. ср} = 0,25 >0,2 , то n_э = n =8;

К_м` = 1,1 при n_э < 10.

К_м = f(K _и.ср.=0,25;n _э =8)=1,8 (по табл.2).

Активная максимальная мощность:

Р_р= К_м ∙Р_см= 1,8 38,6= 69,5кВт.

Реактивная максимальная мощность

Q_р= 1,1∙Q_см= 1,1∙45,2=49,7 квар.

Полная максимальная мощность

Расчетный ток:

РП2: так как n = 8; m >3; K _{и. ср} = 0,38 >0,2 , то

К_м` = 1,1; К_м = f(K _и.ср.=0,38;n _э =9)=1,45 (по табл.1).

ШРА1:

так как n = 12; m >3; K _{и. ср} = 0,14 <0,2 , то n= n _э^* ∙ n.

Наибольшая единичная мощность:36 кВт, следовательно, надо отобрать ЭП с мощность более 18 кВт. Тогда n=2.

Суммарная мощность наибольших ЭП: .

n^*= n/ n =2/12=0,17; Р= ∑Р_ном1 / ∑Р_ном =72/122,9=0,59.

По таблице 2 для n^*= 0,17; Р= 0,59. Находим n^*_э = 0,43.

Тогда n= n _э^* ∙ n =0,43∙12=5,16.

К_м` = 1,1; (колонка 13).

К_м = f(K _и.ср.=0,14;n _э =6)=2,64 ( определяется по табл.1).(колонка12)

ШРА2: Так как n = 23; m >3 ; K _{и. ср} = 0,35 >0,2 ,то

Коэффициент максимума К_м` = 1 при n_э ≥ 10;

К_м = f(K _и.ср.=0,35;n _э =15)=1,3,5 (по табл.1).

Для осветительной нагрузки:

Р_{н осв} = (Р_{уд осв} + Р_{уд авар.}) ·F = (10 + 10∙0,06) ·80∙40 ∙10^-3= 33,92 кВт

Так как освещение выполнено люминесцентными лампами, то

Р_{см. осв.} = Р_{н. осв.} · К_с = 33,92·0,85 = 28,8 квар, Q_см.осв = Р_{р. осв} ·tgφ = 28,8·0,33 = 9,5 квар

tgφ = 0,33 – для газоразрядных ламп

кВА

Заполняется графа «Всего силовая нагрузка 0,4 кВ»:

Определяется эффективное число электроприемников

так как m >3 ; K _{и. ср} = 0,27 >0,2 , то

Определяется коэффициент максимума активной нагрузки по табл.1 как функция К_м = F(K _и.ср.=0,27;n _э =28)=1,28, результат заносится в колонку 12.

Так как n_эф >10, то К'_м = 1 (колонка 13).

Определяются максимальные нагрузки:

Рр; Qр; Sр; I_p результат заносится в колонки 14, 15, 16,17:

Активная максимальная мощность:

Р_р= К_м ∙Р_см= 1,28 135,8= 173,8кВт.

Реактивная максимальная мощность

Q_р= Q_см= 170,2 квар.

Полная максимальная мощность

Расчетный ток:

Пиковый ток в линии, питающей ШРА2. I_{р ШРА2} =124А; наибольшая мощность двигателя привода горизонтально-расточного станка Р_нб =18,6 кВт; к_и =0,25; cosφ=0,65; η=92%.

Номинальный ток привода горизонтально-расточной станка:

Пусковой ток двигателя: I_пуск =к_{п ∙} I_ном =6∙ 61,5=369 А.

Пиковый ток в линии:

I_{пик ШРА2.} = I_р. – I_ном.∙К_и + I_п.мах. =124-61,5∙0,25+369=478,2А.

Однолинейная схема электроснабжения цеха представлена на рис.5

Так как механический цех относится ко второй категории по надежности электроснабжения, то устанавливаем в цеху двухтрансформаторную подстанцию. Осветительную и сварочную нагрузку включаем на разные секции шин.

Рис.5 Однолинейная схема электроснабжения цеха

Пример заполнения сводной ведомости нагрузок представлен в табл.7.

Таблица 7

Сводная ведомость нагрузок по цеху

Наименование и РУ электроприемников	Нагрузка установленная							Нагрузка средняя					Нагрузка максимальная
	Рн, кВт	n	Рн∑, кВт	Ки	cosφ	tgφ	m	Рсм, кВт	Qсм, квар	nэ	Км	К’м	Рр, кВт	Qр, квар	Sр, кВА	Iр,А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
РП 1: ЭП 3фазные, ДР (отделение крупногабаритного оборудования)
Станки	14,2- 26,7	8	154,2	0,25	0,65	1,17	<3	38,6	45,2	8	1,8	1,1	69,5	49,7	85,4	129,9
Итого по РП1	14,2- 26,7	8	154,2	0,25	0,65	1,17	<3	38,6	45,2	8	1,8	1,1	69,5	49,7	85,4	129,9
РП2 ЭП повторно-кратковременного режима (сварочное отделение)
Трансформатор сварочный, 1ф, ПВ=40 %	7,1	5	42,6	0,3	0,4	2,29		12,8	29,3
Сварочный агрегат, ПВ-60%	17,4	2	34,8	0,5	0,7	1,02		17,4	17,7
Машина сварочная стыковая, ПВ-40%	1,9	1	1,9	0,2	0,6	1,33		0,3,8	0,51
Итого по РП2	1,9-17,4	8	81,2	0,38			>3	30,6	48	10	1,45	1,1	45	53,4	69,8	106,2
ШРА2: ЭП, 3фазные ДР (механическое отделение №2)
Станки	4,5-18,6	17	96,9	0,25	0,65	1,17	-	24,2	28,3	-	-	-	-	-	-	-
вентиляторы	7	6	42	0,6	0,8	0,75	-	25,2	18,9	-	-	-	-	-	-	-
Итого по ШРА2	4,5-18,6	23	138,9	0,35			>3	49,4	47,2	15	1,35	1	47,2	66,7	81,7	124,3
ШРА1: ЭП, 3фазные ДР (механическое отделение №1)
Станки	3,2- 36	12	122,9	0,14	0,5	1,73	>3	17,2	29,8	6	2,64	1,1	45,4	32,8	46,4	70,5

Продолжение таблицы 7

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
Итого по ШРА1	3,2- 36	12	122,9	0,14	0,5	1,73	>3	17,2	29,8	6	2,64	1,1	45,4	32,8	46,4	70,5
Всего силовая нагрузка 04, кВ	1,9-36	51	497,2	0,27			>3	135,8	170,2	28	1,28	1	173,8	170,2	243	370
Осветительная нагрузка
Осветительная установка с ГРЛ	-	-	33,92	0,85	0,95	0,33	-	28,8	9,5	-	-	-	28,8	9,5	30,3	79,6
Всего на ШНН	1,9-36	51	531					164,6	179,7				202,6	179,7	270,8