2 Розрахунок електричних навантажень

2.1 Загальні положення

Електричні навантаження визначаються для наступного вибору і перевірки струмоведучих елементів і трансформаторів шодо нагрівання й економічного розуміння.

Основні вихідні дані для розрахунків рекомендується брати з переліку електроприймачів із указівкою номінальної потужності, призначення чи механізму технологічної установки, режиму роботи, напруги, числа фаз і інших характеристик.

У навчальних проектах з електропостачання промислових підприємств звичайно застосовуються два методи визначення розрахункових навантажень:

– за середньою потужностю і коефіцієнтом максимуму (метод упорядкованих діаграм);

– за номінального потужностю і коефіцієнтом попиту.

Перший застосовується для розрахунку навантажень ремонтно-механічного цеху. Другим методом визначаються навантаження інших цехів і підприємства в цілому

0. 2.2 Визначення розрахункових навантажень за методом коефіцієнта попиту

Для групи приймачів розрахункове навантаження визначається за формулами

Р_р.=К_пР_ном, кВт (2.1)

Q_р=Р_рtgφ, кВАр (2.2)

,кВА (2.3)

де P_р, Q_р, S_р - відповідно розрахункові активна, реактивна і повна потужності навантажень;

К_п - коефіцієнт попиту даної групи приймачів, прийнятий з довідкових матеріалів [1] таблиця 2.6; [12] таблиця 24 – 1, [6] таблиця 2.2, додаток Б.

Р_ном - сумарна номінальна потужність даної групи приймачів (відповідно до завдання), кВт;

tg φ - визначається за середньозваженим характерним для даної групи приймачів cos φ, що наводиться в довідкових матеріалах.

Розрахункове навантаження вузла системи електропостачання (цеху, корпусу, підприємства) визначається підсумовуванням розрахункових навантажень окремих груп приймачів, що входять у даний вузол, з урахуванням коефіцієнта різночасності максимумів навантаження.

, кВА (2.4)

де - сума розрахункових активних потужностей навантажень окремих груп (цехів) приймачів, визначених за формулою (2.1), кВт;

- сума розрахункових реактивних потужностей навантажень окремих груп (цехів) приймачів, визначених за формулою (2.2), кВАр;

К_рч - коефіцієнт різночасності максимумів навантаження окремих груп приймачів, прийнятий у межах 0,82 – 1,0.

2.3 Визначення розрахункових навантажень за середньою потужностю і коефіцієнтом максимуму

Трифазні електричні приймачі

Метод визначення розрахункового навантаження за середньою потужностю і коефіцієнтом максимуму (метод упорядкованих діаграм).

Для групи електроприймачів одного режиму роботи середня активна і реактивна потужності навантажень за найбільш завантажену зміну знаходяться по таких формулах:

Р_см=К_вР_ном , кВт, (2.5)

Q_см=Р_смtgφ , кВАр (2.6)

де К_в - груповий коефіцієнт використання активної потужності, обумовлений для окремих характерних груп приймачів за довідковими даними (1,2,3,6). Наприклад [1] таблиця 2.1, [2] таблиця 2.11, [6] таблица 2.2, [12] таблиця 24 – 1  24 – 7, додаток Б.

За наявності в одній групі електричних приймачів з різними режимами роботи вираження (2.5) і (2.6) міняються:

, кВт (2.7)

, кВАр (2.8)

Розрахункове максимальне навантаження групи електричних приймачів: Р_макс.с = К_мах Р_см, кВт (2.9)

Q_макс.с = К_макс Q_с, кВАр (2.10)

Коефіцієнт максимуму активної потужності К_макс визначається за таблицями чи рисунками [1,2,3,6], наприклад [1] таблиця 2.3, [2] таблица 2.3, рисунок 2.15, [6] таблиця 2.6, [3] таблица 3.2, у залежності від значення групового коефіцієнта використання К_В й ефективного числа електричних приймачів групи n_е.

Ефективне число електричних приймачів даної групи визначається за універсальною формулою:

, (2.11)

де - квадрат суми номінальних потужностей електроприймачів, кВт

- сума квадратів тих же потужностей, кВт.

При кількості електроприймачів у групі, рівній чотирьом і більше, допускається приймати n_е рівним дійсному числу електроприймачів n за умови, що відношення номінальної потужності найбільшого з них до номінальної потужності найменшого електроприймача менше трьох:

(2.12)

Для практичних розрахунків замість формули (2.11) користуються спрощеними формулами:

а) при m>3 і К_в≥0,2 ефективне число електроприймачів

(2.13)

де - сума номінальних потужностей групи електроприймачів, кВт;

P_{ном.макс.і} - номінальна потужність одного найбільшого електроприймача групи, кВт.

У тих випадках, коли n_е > n, варто приймати n_е=n;

б) при m > 3 і К_в < 0,2 порядок визначення n_е наступний:

1. вибирають найбільший за номінальною потужностю приймач групи, що розглядаємо;

2. вибирають найбільш великі приймачі, номінальна потужність яких дорівнює чи більша половини потужності найбільшого приймача групи;

3. визначають кількість електроприймачів n_I, номінальна потужність яких дорівнює чи більша половини потужності найбільшого приймача і сумарну номінальну потужність найбільших приймачів групи P_ном.і;

4. визначають кількість всіх електроприймачів групи n і їх сумарну номінальну потужність Р_ном;

5. знаходять значення і ;

6. за кривими і знайденим значенням і , визначають значення n_е* [1] таблиця 2.2, [2] таблиця 2.14, [6] таблица 2.7, а потім з вираження знаходять n_е = n_е*n,

в) при n > 3 і n_е < 4 розрахункове максимальне навантаження

,кВт (2.14)

де К_з - коефіцієнт завантаження (для тривалого режиму К_ЗПВ=100% = 0,9; для повторно – короткочасного режиму К_зпкр = 0,75; для автоматичного режиму К_зар = 1 [2] стор 54

Р_ном.і - номінальна потужність одного єлектроприймача, кВт.

Визначити n_е можна на калькуляторах, комп’ютерах за програмою

1

M+

2ndF

.

2

2 ndF

М+

On/c

. P_ном.1  Р_ном.n

X²



2ndF

=

Приклад: Р₁ = 25,5 кВт; Р₂ = 25 кВт; Р₃ = 24,9 кВт; Р₄ = 24,8 кВт; Р₅ = 24,5 кВт; Р₆ = 4,5 кВт ∑Рном = 129,2 кВт n_е = 5,33

Для електроприймачів із практично постійним графіком навантаження (К_В > 0,6) значення К_макс приймається рівними одиниці і максимальна розрахункова потужність навантаження визначається за середньою потужностю навантаження за найбільш завантажену зміну:

Р_макс.с = Р_см = К_вР_ном,кВт (2.15)

Реактивна максимальна розрахункова потужність групи єлектроприймачів з різними режимами роботи:

Q_макс.с = К_макс Q_см, кВАр (2.16)

Відповідно до практики проектування приймають Q_макс.с = 1,1 Q_см при

n_е ≤ 10; Q_макc.c = Q_см при n_е>10.

Якщо в групі електричних приймачів цеху чи підприємства є електричні приймачі, що працюють з випереджальним струмом, їхні реактивні потужності Q_с приймаються зі знаком мінус і віднімаються з загальної реактивної потужності.

Після визначення Р_макс.с і Q_макс.с можна підрахувати повну потужність:

, кВА (2.17)

Максимальна розрахункова сила струму для електроприймачів змінного струму

, А (2.18)

або (2.19)