Перейти к содержанию

Главное меню:

Территория электротехнической информации WEBSOR

Найти

Расчетные нагрузки промышленных предприятий

Электроснабжение > Расчет нагрузок

Расчетные нагрузки промышленных предприятий

Для электрических сетей расчетными нагрузками являются наибольшие возможные нагрузки длительностью не менее 30 мин.
Величина расчетной нагрузки зависит от числа и установленной мощности электроприемников, характера производства и степени автоматизации - производственного процесса.

1. Номинальная (установленная) мощность электроприемников

Номинальная активная мощность для одного электроприемника определяется по формулам:
для приемников освещения и электродвигателей при длительном режиме работы


для электродвигателей повторно-кратковременного режима работы


для трансформаторов электропечей


для трансформаторов сварочных машин и аппаратов и сварочных трансформаторов ручной сварки



где Рн - номинальная мощность приемника освещения или номинальная (паспортная) мощность электродвигателя для длительного режима работы, квт;
ПВн - номинальная (паспортная) продолжительность включения, отн. ед.;
Рн.п - паспортная мощность электродвигателя при номинальной относительной продолжительности включения, квт;
Sn - паспортная мощность трансформатора, ква;
cos
jн- коэффициент мощности электропечи, сварочного аппарата или сварочного трансформатора при номинальных условиях.
Номинальная мощность группы электроприемников определяется как сумма номинальных мощностей всех электроприемников:


где ру - номинальная мощность электроприемника, квт;
n - общее число электроприемников в группе.

2. Расчетные нагрузки

Для одного электроприемника расчетная активная мощность принимается равной:
при длительном режиме работы


при повторно-кратковременном режиме работы


где ру - номинальная мощность электроприемника, квт.
При повторно-кратковременном режиме работы электроприемника установленная мощность должна быть приведена к длительному режиму работы по одной из формул (3-2) или (3-4).
Расчетная реактивная мощность одного электроприемника определяется из выражения


где j - фазовый угол тока электроприемника при режиме расчетной нагрузки.
Для группы электроприемников числом до 3 включительно активная и реактивная расчетные мощности определяются как суммы соответственно активных и реактивных нагрузок электроприемников группы.
При ориентировочных расчетах допускается определять расчетную активную мощность одной или нескольких групп электроприемников по формуле


где Кс и Ру - соответственно средняя величина коэффициента спроса и установленная мощность группы однотипных электроприемников;
n
- общее число групп электроприемников. Реактивная расчетная мощность может быть определена из выражения


где j - фазовый угол суммарного тока всей группы электроприемников для режима расчетной нагрузки.
Средние значения коэффициента спроса силовой нагрузки для некоторых производств приведены в табл. 3-1 и 3-2.
Коэффициент спроса осветительной нагрузки промышленных предприятий и относящихся к ним вспомогательных и бытовых сооружений принимается по табл. 3-3.
В общем случае коэффициент спроса группы электроприемников промышленного предприятия определяется как произведение коэффициентов использования (Ки) и максимума (Км):

Кс=КиКм (3-11)

Коэффициенты использования и максимума группы электроприемников соответственно равны:




где Рсм - средняя активная нагрузка рассматриваемой группы электроприемников за наиболее нагруженную смену предприятия, квт;
Р и Ру - соответственно расчетная и номинальная активная мощности той же группы электроприемников, квт.
Значения коэффициентов использования в зависимости от типа приводимых механизмов и характера производства приведены в табл. 3-1.
Значения коэффициента использования для нескольких групп электроприемников с разными значениями коэффициента использования определяются по формуле (3-12), в которой под Рсм следует понимать сумму средних нагрузок за наиболее нагруженную смену для всех групп электроприемников:


Коэффициент спроса группы электроприемников для ориентировочных расчетов может быть принят в зависимости от коэффициента использования по табл. 3-4.

3. Определение коэффициента максимума

При расчетах на стадии технического проекта или рабочих чертежей расчетные нагрузки определяются с учетом коэффициента максимума, величина которого зависит от коэффициента использования и эффективного числа электроприемников.
Под эффективным числом группы электроприемников с различной установленной мощностью и разными режимами работы понимается такое число приемников, одинаковых по мощности и однородных по режиму работы, которое обеспечивают ту же величину расчетной нагрузки, что и рассматриваемая группа различных по мощности и режиму работы электроприемников.
В общем случае эффективное число электроприемников может быть найдено из выражения


Эффективное число электроприемников может быть принято равным фактическому их числу в следующих случаях:
а) когда мощность всех приемников одинакова;
б) при коэффициенте использования Ки>0,8;
в) когда выполняются указанные в табл. 3-5 соотношения между коэффициентом использования и величиной отношения, равного:


где Ру.макс и Ру.мин — соответственно номинальные активные мощности наибольшего и наименьшего электроприемников в группе, квт.
При определении Ру.мин должны быть исключены наиболее мелкие электроприемники, суммарная мощность которых не превосходит 5% мощности всей группы приемников.
Когда указанные условия не выполняются, эффективное число электроприемников определяется в зависимости от величин Р*и
n*, вычисляемых пo формулам (*-звездочки, поставленные под буквенными обозначениями, указывают на относительные величины).



где n - общее число электроприемников группы;
- сумма номинальных мощностей всей группы, квт;
- число приемников в группе, номинальная мощность каждого из которых больше или равна половине номинальной мощности наиболее мощного приемника в группе;

- сумма номинальных мощностей этих приемников, квт.

Мелкие электроприемники, суммарная мощность которых не превосходит 5% номинальной мощности всех электроприемников, при определении не учитываются.
В зависимости от величин р* и
n* по табл. 3-6 находят величину относительного значения эффективного числа электроприемников:


и определяют эффективное число приемников умножением полученного значения на общее число электроприемников группы:


В зависимости от коэффициента использования Ки и эффективного числа приемников nэ по табл. 3-7 определяется коэффициент максимума Км.
Величины расчетных активной и реактивной мощностей группы электроприемников определяется по формулам:



где Рсм — средняя активная мощность для группы электроприемников за наиболее нагруженную смену, квт;
tg
j — соответствует характерному для данной группы электроприемников значению фазового угла в режиме максимальной активной мощности.
Полная расчетная мощность определяется из выражения


расчетный ток — по формуле


где Uн — номинальное напряжение сети, кв.
Коэффициент мощности при режиме расчетной нагрузки равен:


При определении эффективного числа электроприемников для большого числа питающих линий, нескольких трансформаторных пунктов, распределительных подстанций и т. п. допускается применять упрощенную методику расчета, которая заключается в следующем.
Для отдельных линий или подстанций, для которых ранее были определены величины номинальной мощности и эффективного числа электроприемников вычисляются мощности условных электроприемников по формуле


где Ру и nэ — соответственно номинальная мощность и эффективное число электроприемников рассматриваемой линии или подстанции.
При этом не учитывается нагрузка резервных электроприемников, ремонтных сварочных трансформаторов и других ремонтных электроприемников, пожарных насосов, а также электроприемников, работающих кратковременно (дренажные насосы, задвижки, вентили, щитовые затворы и т. п.). Нагрузка таких электроприемников учитывается только при расчете питающих эти приемники линий и линий, питающих силовые распределительные пункты, к которым они подключены.
Определение эффективного числа электроприемников, коэффициентов максимума и спроса для условных электроприемников, вычисленных по формуле (3-26), производится методом, изложенным выше для индивидуальных приемников.
При окончательном подсчете нагрузок должны быть учтены реактивные мощности присоединенных к сети батарей конденсаторов (мощности батарей статических конденсаторов учитываются со знаком «минус»), а также потери активной и реактивной мощности в понижающих трансформаторах.
Для электроприемников с малоизменяющейся во времени нагрузкой (насосы водоснабжения, вентиляторы, отопительные и нагревательные приборы, печи сопротивления и т. п.) коэффициент спроса может быть принят равным коэффициенту использования:

Кс=Ки (3-27)


Изложенный метод определения расчетных нагрузок рекомендуется применять на всех ступенях и для всех элементов системы электроснабжения промышленных предприятий без введения в расчеты понижающих коэффициентов. Допускается применение коэффициента участия в максимуме в пределах 0,9—0,95 в случаях, когда при определении нагрузок на высших ступенях системы электроснабжения можно ожидать несовпадения во времени максимально загруженных смен, а также при ориентировочных расчетах.
В табл. 3-8 дано число часов использования максимальной мощности для осветительной нагрузки промышленных предприятий.

Пример 3-1.

В отделении цеха промышленного предприятия установлена группа электродвигателей на номинальное напряжение 380 в с длительным режимом работы. По величине коэффициента использования электроприемники разбиваются на три подгруппы, для каждой из которых в табл. 3-9 указаны число и мощность двигателей, суммарная номинальная мощность, величины коэффициентов использования и мощности.
Требуется определить расчетные нагрузки для всей группы электродвигателей отделения.

Таблица 3-9 Расчетные данные для примера 3-1

Примечание. В первых семи столбцах указаны заданные величины. Остальные величины определены были при решении примера.

Решение.

Определяются значения tgj в зависимости от величин cosj (полученные значения указаны в табл. 3-9).
Для каждой из подгрупп двигателей определяются средние мощности за наиболее загруженную смену.
Для первой подгруппы средняя активная мощность по (3-12) равна:


средняя реактивная мощность по (3-8)


Аналогично определяются средние мощности для второй и третьей подгрупп электродвигателей.
Суммарные средние активная и реактивная мощности отделения цеха за наиболее загруженную смену равны соответственно:



Среднее значение


Общее число электродвигателей

n=2+3+6+4+6+10=31

Групповой коэффициент использования для всех электродвигателей определяется по (3-12):


Для определения коэффициента максимума следует найти значение эффективного числа электроприемников.
Мощность наибольшего двигателя группы (табл. 3-9)



мощность наименьшего двигателя



Электродвигатели мощностью по 2,2 квт при этом не учитываются, так как их суммарная мощность составляет меньше 5% общей мощности группы двигателей:


По (3-16) значение отношения


Согласно данным табл. 3-5 эффективное число электроприемников не может быть приравнено действительному их числу и должно быть определено по табл. 3-6 в зависимости от величин р* и n*
Как видно из табл. 3-9, число электроприемников в группе,
установленная мощность каждого из которых равна или больше половины мощности наиболее крупного приемника, n1=2, так как половина мощности наиболее крупного электродвигателя составляет 100/2 = 50 квт и указанное число ограничивается числом двигателей мощностью по 100 квт. Мощность этих двигателей равна:



Находим значения р* и n* соответственно по (3-17) и (3-18):



По табл. 3-6 для полученных значений р* и n* определяем относительное значение эффективного числа электроприемников:


(согласно примечанию к табл. 3-6 для промежуточного значения величины n* принята ближайшая меньшая величина n*э).
Эффективное число электроприемников определяется по (3-20):


В зависимости от значения группового коэффициента использования Ки=0,573 и эффективного числа электроприемников nэ=11,8 по табл. 3-7 путем интерполяции определяем величину коэффициента максимума:

Км=1,24


Величины расчетных активной и реактивной мощности отделения цеха предприятия определяются по (3-21) и (3-22):




Величина полной расчетной мощности по (3-23) равна



а коэффициента мощности по (3-25)



Пример 3-2.

Определить расчетные нагрузки для линии на номинальное напряжение 6 кв, питающей четыре цеховых ТП, для которых предварительным расчетом были определены мощность и эффективное число электроприемников, а также средние активная и реактивная мощности за наиболее нагруженную смену (см. табл. 3-10).
Общая мощность присоединенных к сети батарей конденсаторов составляет 650 квар.

Таблица 3-10 Расчетные данные для примера 3-2

№ ТП

Номинальная мощность Ру, квт

Средняя мощность за наиболее нагруженную смену

Эффективное число электроприемников nэ

Мощность условного электроприемника Р'у, квт

активная Рсм, квт

реактивная Qсм, квар

1
2
3
4

460
1200
410
300

280
450
145
245

240
340
170
240

26
45
46
22

17,7
26,7
8,92
13,6

Всего

2370

1120

990

139

-

Решение.

Определяем коэффициент использования всех присоединенных к линии электроприемников по (3-12):

Определяем мощности условных электроприемников из (3-26): для ТП1


для ТП2


Результаты расчета указаны в табл. 3-10.
Вычисляем отношение мощностей наибольшего условного электроприемника и наименьшего по (3-16):


Полученные значения коэффициента использования и величины m удовлетворяют указанным в табл. 3-5 условиям, следовательно эффективное число электроприемников для линии, питающей ТП1-4, может быть принято равным суммарному фактическому числу условных приемников nэ=139.
Величину коэффициента максимума определяем по табл. 3-7 в зависимости от значений Ки =0,473 и
nэ=139:

Км = 1,06


Значения расчетных нагрузок (мощностей) определяем по формулам (3-21) - (3-25).
1. При отключенных батареях конденсаторов
Активная мощность


Реактивная мощность


Полная мощность


Ток линии


Коэффициент мощности


2. При полностью включенных батареях конденсаторов
Активная мощность (пренебрегая потерями мощности в конденсаторах)

Р= 1190 квт


Реактивная мощность

Q = 1050-650 = 400 квар


Полная мощность



Ток линии


Коэффициент мощности


Основы | Электромашины | Оборудование | Нормы | Подстанция | Электроснабжение | Освещение | Воздушная линия | Карта сайта


Назад к содержанию | Назад к главному меню