Ф едеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Томский политехнический университет

Электротехнический институт

Кафедра ЭСПП

 

 

 

 

Расчет электрических нагрузок в сети до 1000 в.

(Название индивидуального задания)

 

 

 

Индивидуальное задание №1

 

 

Основы электроснабжения

(Название предмета)

Выполнил Ахмадулин Р.М.

студент гр. 9A71 (Подпись) (Дата) (Фамилия И.О.)

Проверил Сивков А.А.

Преподаватель (Подпись) (Дата) (Фамилия И.О.)

Кафедры ЭИКТ

ТОМСК-2009 г.

Задание: рассчитать электрические нагрузки методом упорядоченных диаграмм таким образом, чтобы выбрать сечение проводов или кабелей к каждому шкафу и отдельному электроприемнику, и найти нагрузку в целом по узлу.

Исходные данные: расчетная схема задания приведена на рис.1. Номер схемы и характер производственного помещения определяются по табл.1. Число электроприемников (ЭП) в каждом шкафу, номинальная (установленная) мощность оборудования в зависимости от контрольной схемы определяются по табл.2-а и 2-б.

В соответствии с первой буквой фамилии (А) выбрана схема №1;

Мощность трансформатора 400 кВА;

Завод – изготовитель – Хмельницкий;

Характер помещения или среды – В-1; В-1а.

Рис.1 Схема задания

Условные обозначения:

СШ – сборные шины распредустройства со вторичной стороны ТМ 6-10/0,4 кВ;

ЭП – электроприемники;

ШР – шкаф распределительный;

В соответствии со второй буквой фамилии (Х) выбрано число электроприемников в шкафах;

в соответствии с первой буквой имени (А) выбраны число и номинальная (установленная) мощность оборудования в кВт, подключенного к распределительным шкафам в схеме:

Число электроприемников в шкафах:

Токарно-винторезный станок: 1 шт., ;

Вертикально-сверлильный станок: 2 шт.,

Резьбонарезной станок: 1 шт., ;

Долбежный станок: 1 шт., ;

Шлифовальный станок: 2 шт., ;

Прессы: 2 шт., ;

Вентиляторы: 2 шт.,

Мостовой кран ПВ = 25%: 1 шт.,

Электропечь-ванна: 1 шт.,

Сварочный агрегат ПВ = 60%, cos_н = 0,46; U_н = 220 В: 1 шт.,

Молоты: 1 шт.,

Электропечь сушильная: 1 шт.,

Часть 1. Расчет электрических нагрузок в сети до 1000 в

Порядок выполнения задания, пример расчета: для определения расчетной нагрузки цеха Р_m, т.е. на ШР1, ШР2, ШР3, применяется метод упорядоченных диаграмм или метод коэффициента максимума, по которому , где Р_см – средняя нагрузка за наиболее загруженную смену. Исходными данными для расчета Р_m являются: план цеха с расположением ЭП, электрическая схема цеха, количество ЭП, их установленные мощности, коэффициенты мощности и использования каждого ЭП.

Все ЭП разобьем по расчетным узлам, в каждом узле электроприемники разобьем на характерные группы с примерно одинаковыми коэффициентами использования К_и и мощности cosφ с выделением групп ЭП с переменным и практически постоянным графиком нагрузки. Распределим ЭП по характерным группам (А или Б), для этого будем использовать условие: Группа А- ЭП с переменным графиком работы нагрузки, коэффициент использования Ки<0,6. Группа Б – ЭП с практически постоянным графиком нагрузки, коэффициент использования Ки≥0,6. После этого необходимо распределить ЭП по ШР.

Распределение по ШР

Узлы нагрузки	Наименование электрооборудования	Число и мощность ЭП, кВт (кВА)
ШР1	Вентилятор Электропечь-ванна Электропечь сушильная Резьбонарезной станок	2 х 2,4 кВт 1 х 10 кВт 1 х 40 кВт 1х 24,8 кВт	0,75 0,55 0,8 0,15	0,8 0,95 0,95 0,6	0,75 0,33 0,33 1,33
ШР2	Вертикально-сверлильный станок Пресс Долбежный станок Токарно-винторезный станок Шлифовальный станок	2 х 5 кВт 2 х 14 кВт 1 х 4 кВт 1 х 16,5 кВт 2 х 4,5 кВт	0,15 0,25 0,15 0,15 0,15	0,6 0,65 0,6 0,6 0,6	1,33 1,17 1,33 1,33 1,33
ШР3	Молот Мостовой кран (ПВ=25%) Сварочный агрегат ПВ=60%; Uн=220В, однофазный	1 х 10 кВт 1 х 9,4кВт 1 х 12 кВА	0,3 0,06 0,3	0,6 0,5 0,46	1,33 1,73 1,93

При заполнении сводной ведомости нагрузок по цеху были объединены в одну группу «Станки металлообрабатывающие» и Пресс – ЭП с приблизительно равными cosφ и К_и. ЭП с практически постоянным графиком нагрузки и наиболее мощные ЭП с переменным графиком нагрузки были объединены в отдельную группу. Оставшиеся ЭП составили группу ШР3.

Приведем порядок и пример расчета заполнения сводной ведомости нагрузок по цеху: ЭП разделенные на группы заполняются в таблицу ведомости, с соответствующей порядковой нумерацией типов электроприемников. Далее записывается число n (число ЭП в группах А и Б, по узлам нагрузки и в целом по цеху). Например, молот: n = 1. В дальнейшем производится заполнение графы, соответствующей номинальным активным мощностям отдельных ЭП или диапазону мощностей ЭП в группе с одинаковыми К_и и cosφ, единичная мощность одинаковых ЭП. В строку «Итого» записывается диапазон номинальных мощностей отдельных ЭП по характерным группам и по узлу нагрузки в целом.

Пример расчета:

Мостовой кран ПВ = 25%; cosφ = 0,06;

Сварочный агрегат ПВ=60%; U_н=220В, cosφ_н =0,46, однофазный

_{Станки металлообрабатывающие , пресс n=8}

Учитывается то, что для ЭП длительного режима P_н = Р_пасп;

Для ЭП повторно - кратковременного режима Р_н = Р_пасп (отн.ед);

Для сварочных трансформаторов ПКР (кр. двигателей ПКР) Р_н =

_{Для однофазных нагрузок используется множитель 3, для избежания перегрузки конкретной фазы.}

В следующую графу вписываются суммарные номинальные активные мощности групп ЭП, суммарные мощности (номинальные активные) характерных групп ЭП (итого по группе А, итого по группе Б), суммарная номинальная активная мощность по узлу нагрузки (итого по ШР).

Пример расчета:

Мостовой кран ПВ = 25%; cosφ = 0,06, n = 1;

Сварочный агрегат ПВ=60%; U_н=220В, cosφ_н =0,46, однофазный, n = 1

_{Станки металлообрабатывающие n = 6}

В итоговую строку следующей колонки по группе А заноcится диапазон значения модуля силовой сборки в виде m > 3 или m ≤ 3.

Пример расчета:

Группа А ШР 2

В графу 7 заносятся значения К_и. Итоговые строки по группе А заполняются позже, по группе Б не заполняются вообще. К_и = Р_см/Р_у. (Данные коэффициента использования берутся из табл. 1 Приложение раздаточный материал).

В графу 8 заносятся значения . Итоговые строки заполняются позже.

В графу 9 заносятся значения средней активной нагрузки за наиболее загруженную смену Р_СМ для отдельных ЭП или групп одинаковых ЭП с одинаковыми К_И и cosφ, которые рассчитываются по формуле:

Пример расчета:

_{Станки металлообрабатывающие}

В графу 10 заносятся значения средней реактивной мощности наиболее загруженной смены Q_СМ, определяемые по формуле:

Пример расчета:

_{Станки металлообрабатывающие}

Для заполнения граф 7и 8 по узлу в целом необходимо предварительно подвести итоги по графам 5, 9 и 10. По характерным группам А и Б записываются . После чего становится возможным определение:

• средневзвешенное значение , заносится в итоговую строку по группе А графы 7;

• средневзвешенное значение ;

• средневзвешенное значение .

Пример расчета:

Группа А ШР 2

Определение эффективного числа электроприемников. В графу 11 в итоговую строку по группе А вносятся значения эффективного числа ЭП n_Э.Для этого нужно учесть следующие условия:

Если в группе А число ЭП n ≤ 3, то n_Э не определяется;

Если m ≤ 3, эффективное число электроприемников принимается равным их фактическому числу, т.е. n_Э = n;

Если m > 3, n  4, то эффективное число электроприемников определяется по формуле , если найденное по этой формуле n_Э оказывается больше, чем фактическое число ЭП, следует принимать n_Э = n;

Если число отдельных электроприемников в группе больше трех, но при этом n_Э4 расчетная нагрузка принимается

_{Кэ – средний коэффициент загрузки для ЭП.}

Пример расчета:

Группа А ШР 2

В справочной литературе приводится пример упрощенного расчета эффективного числа электроприемников n_э с помощью кривых или таблицы, поскольку при m  3, и К_и  0,2 данный метод будет достаточно точен, воспользуемся им. Выбирается наибольший по номинальной мощности ЭП рассматриваемой группы; выбираются наиболее крупные ЭП. Определяются число n₁ и суммарная номинальная мощность P_н1 наибольших ЭП группы; т.к. известны число и суммарная номинальная мощность всех ЭП группы, найдем значения:

При уточненном расчете эффективного числа электроприемников n_э получим:

В итоговые строки по группе А и группе Б вносятся К_М и К´_M, которые определяются для группы А в зависимости от К_И и n_Э; К´_M = 1,1 при n_Э ≤ 10 или К´_M = 1 при n_Э > 10;

Пример расчета:

Группа А ШР 2

К_И = 0,18; n_Э = 7. По таблице выбираем К_М = 2,48.

К´_M = 1,1 , т.к. n_Э = 7 ≥ 10

В графу 13 заносятся значения расчетной активной мощности.

Если число ЭП в характерной группе n ≤ 3, то графы 11 и 12 не заполняются, n_Э и К_М не определяются. Тогда расчетная активная мощность определяется как

Если число ЭП в характерной группе n > 3 , то расчетная активная нагрузка определяется по формуле:

В итоговые строки графы 13 заносятся суммарные значения Р_Р.

Пример расчета:

Группа А ШР 2

Группа А ШР 3

В графу 14 вносятся значения расчетной средней реактивной мощности групп ЭП. Если число ЭП в характерной группе n ≤ 3, то расчетная реактивная мощность определяется следующим образом:

Если число ЭП в характерной группе n > 3 , то расчетная реактивная нагрузка определяется по формуле:

В итоговые строки графы 14 заносятся суммарные значения Q_Р.

Пример расчета:

Итого Группа А ШР 2

Итого Группа А ШР 2

В графу 15 вносятся значения максимальных полных расчетных нагрузок по узлу в целом, которые определяются по формуле:

Пример расчета:

Группа А ШР 2

В графу 16 вносятся значения расчетных и пиковых токов по узлу нагрузки в целом.

Пример расчета:

Группа А ШР 2

Для определения общих нагрузок по трансформатору или подстанции в целом к силовым нагрузкам необходимо добавить осветительную нагрузку.

Освещение цеха

Для инструментального цеха

Для производственных зданий, состоящих из ряда отдельных помещений

Определим загруженность трансформатора:

	Выбор проводников и защитных аппаратов
№ п\п	Назначение участка питающей линии		Iдл, А	Iкр, А	Аппарат защиты	Способ прокладки кабеля	Кп	По условию перегрузки пусковыми и пиковыми токами А,*	Iн.ап.защ,А	Iн.вс или Iн.рас, А Iкз	Марка кабеля	Сечение, выбранное по длительному току, S, мм2	Iдоп, А	Кз	Iз	Кз·Iз/Кп	Принятое сечение кабеля
	начало участка	конец участка
1	ШР1	Пресс	142,84	642,8	ПН2-400	в воздухе	1	257,12	400	300	АВРГ	3(1×95)	330	1,0	300	300	3(1×95)
2	ШР1	Эл.печь - ванна	25,58	25,58	HПН2-60		1	10,23	60	15	АВРГ	3(1×4)	32	1,0	15	15	3(1×4)
3	ШР1	Эл.печь сушильная	79,96	79,96	HПН2-100		1	31,98	100	100	АВРГ	3(1×25)	105	1,0	100	100	3(1×25)
4	ШР1	Вентилятор	8,44	42,2	HПН2-60		1	16,88	60	20	АВРГ	3(1×1,2)	18	1,0	20	20	3(1×2)
5	ШР2	Токаарно-винторезный	8,14	40,7	ВА13-25		1	61,05	25	16 112	АВРГ	3(1×1,2)	18	1,0	16	16	3(1×1,2)
6	ШР2	Вертикально-сверлильный	3,11	15,55	ВА13-25		1	23,33	25	5,0 35	АВРГ	3(1×1,2)	18	1,0	5,0	5,0	3(1×1,2)
7	ШР2	Резьбонарезочный	16,29	81,45	ВА13-25		1	122,18	25	25 175	АВРГ	3(1×1,2)	18	1,0	25	25	3(1×3)
8	ШР2	Долбежный	2,63	13,15	ВА13-25		1	19,73	25	3,15 22,05	АВРГ	3(1×1,2)	18	1,0	3,15	3,15	3(1×1,2)
9	ШР2	Шлифовальный	3,83	19,15	ВА13-25		1	28,73	25	5,0 35	АВРГ	3(1×1,2)	18	1,0	5,0	5,0	3(1×1,2)
10	ШР3	Молот	25,32	126,6	HПН2-60		1	50,64	60	60	АВРГ	3(1×16)	75	1,0	60	60	3(1×16)
11	ШР3	Мостовой кран	30,38	151,9	HПН2-60		1	18,23	60	40	АВРГ	3(1×8)	46	1,0	40	40	3(1×8)
12	ШР3	Сварочный агрегат	100	300	HПН2-100		1	92,95	100	100	АВРГ	3(1×25)	105	1,0	100	100	3(1×25)
16	ШР2	ШР3	133,06	355,7	ВА 57-35		1	444,63	250	160 400	АВРГ	3(1×50)	165	1,0	160	160	3(1×50)
17	СШ	ШР2	110,3	380,3	ВА 57-35		1	475,38	250	125 500	АВРГ	3(1×50)	165	1,0	160	160	3(1×50)
18	СШ	ШР1	221,82	756,78	ВА 57-35		1	814,4	250	250 1000	АВРГ	3(1х95)	255	1,0	250	250	1(1х95)
21	ТМ	СШ	607,74	877,74	ВА 74-40			1097,17	800	625 1300

Таблица 2.2