Расчет электрических нагрузок цеха

(ПРЕДПРИЯТИЯ)

Электрические нагрузки определяют выбор всей системы электроснабжения. Для их расчета используют метод коэффициента спроса и метод упорядочения диаграмм. Первый метод обычно используется на стадии проектного задания, когда неизвестны мощности отдельных электроприемников (ЭП) [7, 12].

Метод упорядочения диаграмм или метод коэффициента максимума является основным при разработке технических и рабочих проектов электроснабжения. Он позволяет по номинальной мощности ЭП с учетом их числа и характеристик определить расчетную нагрузку любого узла схемы электроснабжения. По этому методу расчетная максимальная нагрузка группы ЭП:

. (2.1)

Групповая номинальная мощность Р _н определяется как сумма номинальных мощностей ЭП за исключением резервных.

Коэффициент использования К _и одного или группы ЭП (табл. 2.1) характеризует использование активной мощности и представляет собой отношение средней активной мощности одного или группы ЭП за наиболее загруженную смену к номинальной мощности.

Коэффициент максимума К _м представляет собой отношение расчетного максимума активной мощности нагрузки группы ЭП к средней мощности нагрузки за наиболее загруженную смену.

Для группы ЭП одного режима работы средние активная и реактивная нагрузки за наиболее нагруженную смену определяются:

; . (2.2)

Номинальная мощность п однотипных ЭП

. (2.3)

Таблица 2.1

Расчетные коэффициенты электрических нагрузок

Для потребителей с переменной нагрузкой (группа А) расчетную активную нагрузку Р _р(А) группы ЭП отделения (участка, цеха) определяют с учетом коэффициента максимума К _м и средней нагрузки отделения:

, (2.4)

где К _м(А) – определяется в зависимости от эффективного числа ЭП n _э и от группового коэффициента использования К _и за наиболее загруженную смену (табл. 2.2).

Таблица 2.2

Коэффициенты максимума К _м для различных коэффициентов использования

в зависимости от n _э

Средневзвешенный коэффициент использования отделения ЭП группы А

, (2.5)

где Р _н(А) – суммарная номинальная активная мощность ЭП группы

;

Р _см(А) – суммарная среднесменная активная мощность ЭП группы А

.

Эффективное число ЭП группы А находится по формуле

, (2.6)

или по упрощенным выражениям [7].

Расчетная реактивная нагрузка группы ЭП с переменной нагрузкой для отделения и в целом по цеху определяется с учетом приведенного числа ЭП:

при n _э> 10 , (2.7)

при n _э£ 10 . (2.8)

Для потребителей группы Б с постоянным графиком нагрузки (К _м = 1) нагрузка группы ЭП равна средней нагрузке за наиболее загруженную смену. Расчетные активные и реактивная мощности ЭП группы Б отделения:

; . (2.9)

К таким ЭП могут быть отнесены, например, электродвигатели насосов водоснабжения, вентиляторов, нерегулируемых дымососов, компрессоров, воздуходувок, нерегулируемых печей сопротивления.

После определения нагрузок отделений находится расчетная нагрузка по цеху:

, , (2.10)

где Р _{см j} , Q _{см j} – активная и реактивная нагрузки ЭП j -го отделения; m – количество отделений.

Расчетная активная и реактивная мощности цеха:

кВт; кВ∙ Ар. (2.11)

При наличии в цехе однофазных ЭП, распределенных по фазам с неравномерностью £ 15 % они учитываются как трехфазные той же суммарной мощности. В противном случае расчетная нагрузка однофазных ЭП принимается равной тройной величине нагрузки наиболее загруженной фазы [12].

При числе однофазных ЭП до трех, их условная трехфазная номинальная мощность определяется:

а) при включении однофазного ЭП на фазное напряжение при трехфазной системе

, (2.12)

где S_n – паспортная мощность; Р _н.ф. – номинальная мощность максимально нагруженной фазы;

б) при включении одного ЭП на линейное напряжение

. (2.13)

Максимальные нагрузки однофазных ЭП при числе их более трех при одинаковом К _и и cosj, включенных на фазное или линейное напряжение, определяются:

; . (2.14)

Для определения электрических нагрузок цеха составляется сводная ведомость (табл. 2.3) с заполнением всех расчетных данных.

Таблица 2.3

Сводная ведомость электрических нагрузок цеха

Наименование характерной группы ЭП	Количество ЭП	Установленная мощность ЭП, приведенная к ПВ = 100 %	Коэффициент использования К и		Средняя нагрузка за наиболее загруженную смену	n э	К м	Максимальная расчетная мощность
Р н одного, кВт	Р н общая, кВт	Р см, кВт	Q см, кВт	Р м, кВт	Q м, кВ∙ Ар
…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…	…

Осветительные нагрузки рассчитываются приближе6нным методом по удельной мощности на освещаемую площадь.

Расчетная осветительная нагрузка отделений цеха:

; (2.15)

где Р _удо – удельная расчетная мощность на 1 м² производственной площади отделения (F);

К _со – коэффициент спроса освещения (табл. 2.4).

Таблица 2.4

Расчетные коэффициент К _и, cоsj, Р _уд0 и К _со отдельных цехов промышленных предприятий

При использовании известных значений удельной мощности общего равномерного освещения в зависимости от типа светильника и, исходя из оптимального их расположения в помещении, определяется мощность одной лампы [8, 14].

Для освещения основных цехов с высотой более 6 м и при наличии открытых пространств используются газоразрядные лампы типа ДРЛ с cosj = 0, 58. Для административных и бытовых помещений применяются люминесцентные лампы с cosj = 0, 85, для освещения мелких помещений используются лампы накаливания с cosj = 1.

Полная расчетная нагрузка цеха определяется суммированием расчетных нагрузок силовых и осветительных групп электроприемников

. (2.16)

По величине полной расчетной нагрузки подбирается трансформатор с учетом компенсации реактивной мощности.

Примечание: примеры по определению электрических нагрузок представлены в [12].