Определение и обозначение основных величин

Для представления электрических величин и коэффициентов, характеризующих электропотребление, принята следующая система обозначений: показатели электропотребления индивидуальных электроприемников (ЭП) обозначаются строчными буквами, а групп ЭП – прописными буквами латинского или греческого алфавита.

Номинальная (установленная) мощность одного ЭП – мощность, обозначенная на заводской табличке или в его паспорте. Применительно к агрегату с многодвигательным приводом под номинальной мощностью подразумевают наибольшую сумму номинальных мощностей одновременно работающих двигателей агрегата.

Групповая номинальная (установленная) активная мощность – сумма номинальных активных мощностей группы ЭП:

 

, (1.1)

 

где n – число электроприемников.

Номинальная реактивная мощность g_н одного ЭП – реактивная мощность, потребляемая из сети или отдаваемая в сеть при номинальной активной мощности и номинальном напряжении, а для синхронных двигателей – при номинальном токе возбуждения.

Групповая номинальная реактивная мощность – алгебраическая сумма номинальных реактивных мощностей, входящих в группу ЭП:

 

tg φ, (1.2)

 

где tgφ – паспортное или справочное значение коэффициента реактивной мощности.

Групповая средняя активная или реактивная мощность за период времени Т определяется как частное от деления расхода активной или реактивной энергии всех входящих в группу ЭП на длительность периода:

 

Р_c= ; Q_c= (1.3)

Средняя активная (или реактивная) мощность группы равна сумме средних активных (или реактивных) мощностей входящих в группу ЭП (кроме резервных):

 

Р_с = ; Q_c = . (1.4)

 

В дальнейшем под термином «средняя активная (или реактивная) мощность» имеется в виду наибольшее возможное значение средней активной (или реактивной) мощности за наиболее загруженную смену продолжительностью Т = Т_см (Т_см – продолжительность смены), т.е. смену с наибольшим потреблением энергии группой ЭП, цехом или предприятием в целом.

Коэффициентом использования отдельного электроприемника или группы ЭП К_и называется отношение средней активной мощности отдельного ЭП р_с или группы ЭП Р_с за наиболее загруженную смену к её номинальному значению:

 

= ; К_и = . (1.5)

 

В справочных материалах, содержащих расчетные коэффициенты для определения электрических нагрузок промышленных предприятий, справочные значения коэффициентов использования приведены по характерным (однородным) категориям ЭП. К одной характерной категории относятся ЭП, имеющие одинаковое технологическое назначение, а также одинаковые верхние границы возможных значений и коэффициентов реактивной мощности tgφ. Например, сверлильные станки относятся к характерной категории «металлорежущие станки», которая представлена в справочных материалах расчетными коэффициентами = 0, 14 и tg φ = 2, 3. Это означает, что активная и реактивная средняя (за максимально загруженную смену) мощность любого станка, относящегося к указанной характерной категории, может быть выше Р_c = Р_н и g_с = P_н tgφ с вероятностью превышения не более 0, 05.

Для группы, состоящей из ЭП различных категорий (т.е. с разными ), средневзвешенный коэффициент использования определяется по формуле:

 

_, (1.6)

 

где n – число характерных категорий ЭП, входящих в данную группу.

Эффективное число электроприемников n_э – это такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое обуславливает те же значения расчетной нагрузки, что и группа различных по мощности электроприемников. Величина n_э определяется по следующему выражению:

 

n_э= , (1.7)

где Р_{н макс} – номинальная мощность наиболее мощного ЭП группы; n – фактическое число электроприемников.

Если найденное по этой формуле число n_э окажется больше n, то следует принимать n_э = n. В случае, если Р_н.макс/Р_н.мин 3, также принимается n_э = n.

Расчётная мощность Р_р, Q_р – это мощность, соответствующая такой неизменной токовой нагрузки I_р, которая эквивалентна фактической изменяющейся во времени нагрузке по возможному наибольшему тепловому воздействию на элемент системы электроснабжения. Вероятность превышения фактической нагрузки над расчётной не превышает 0, 05 на интервале осреднения, длительность которого принята равным трём постоянным времени нагрева (3Т₀) элемента системы электроснабжения, через которые передаётся ток нагрузки (кабель, провод, шинопровод, трансформатор и т.д.).

Для оценочных ЭП расчётная мощность принимается равной номинальной. Для одиночных ЭП повторно-кратковременного режима расчётная мощность принимается равной номинальной приведённой к длительному режиму.

Коэффициентом расчётной мощности К_р называется отношение расчётной активной мощности Р_р к значению средней мощности Р_с группы ЭП с эффективным числом ЭП n_э :

 

К_р = . (1.8)

 

Коэффициент расчётной мощности зависит от эффективного числа электроприёмников, средневзвешенного коэффициента использования, а также от постоянной времени нагрева сети, для которой производится расчёт электрических нагрузок.

Т₀ = 10 мин – для сетей напряжением до 1 кВ, питающих распределительные шинопроводы, пункты, сборки, щиты. Значения К_р для этих сетей принимаются по табл. 1.6; Т₀ = 2, 5 часа – для магистральных шинопроводов и цеховых трансформаторов. Значение К_р для этих сетей принимается по табл. 1.7; Т₀ 30 мин – для кабелей напряжением 6 кВ и выше, питающих цеховые трансформаторные подстанции и распределительные устройства. Расчётная мощность для этих элементов определяется при К_р = 1.

Коэффициентом спроса К_с группы ЭП называется отношение расчетной активной мощности к номинальной мощности группы:

К_с (1.9)

 

Коэффициентом одновременности К_о называется отношение расчётной мощности на шинах напряжением 6 – 10 кВ к сумме расчётных мощностей потребителей, подключенных к шинам напряжением 6 – 10 кВ.

 

К_о= . (1.10)

 

Порядок расчёта

 

Электрические нагрузки являются исходными данными для решения комплекса вопросов при проектировании системы электроснабжения цеха и в целом промышленного предприятия.

Определение электрических нагрузок является первым этапом проектирование любой системы электроснабжения и производится для выбора трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций, токоведущих элементов, компенсирующих установок, защитных устройств и т.д.

Исходными данными для определения электрических нагрузок являются количество и мощность приёмников электроэнергии, находящихся в цехе, категория по степени надёжности, характеристика помещения по окружающей среде.

Для определения расчётных нагрузок групп электроприёмников цеха наибольшее применение получил метод упорядоченных диаграмм показателей графиков нагрузки, который положен в основу «Указаний по определению электрических нагрузок в промышленных установках». Этот метод позволяет по номинальной мощности и характеристике приёмников определить расчётный максимум нагрузки.

Расчёт электрических нагрузок ведётся по длительному режиму работы приёмников. При наличии приёмников электроэнергии, работающих в повторно-кратковременном режиме, установленная мощность Р_у, кВт, должна быть приведена к длительному режиму по одной из формул:

– для двигателей повторно-кратковременного режима

 

; (1.11)

 

– для трансформаторов электропечей

cosj_н; (1.12)

 

– для трансформаторов сварочных машин и сварочных трансформаторов ручной сварки

 

cosj_н; (1.13)

 

где ПВ– номинальная (паспортная) продолжительность включения, отн. ед.; Р_н.п – паспортная мощность электродвигателя при относительной номинальной продолжительности включения, кВт; S_н – паспортная мощность трансформатора, кВ^.А; cosj_н - коэффициент мощности электропечи, сварочного аппарата или сварочного трансформатора при номинальных условиях.Расчёт электрических нагрузок ЭП напряжением до 1 кВ производится для каждого узла питания (распределительный пункт, шкаф, сборка, распределительный шинопровод, щит станций управления, троллей, магистральный шинопровод, цеховая трансформаторная подстанция), а также по цеху, корпусу в целом.

Исходные данные для расчета табл. 1.1 заполняются на основании полученных заданий на проектирование электротехнической части (графы 1–4, табл. 1.5) и согласно справочным материалам (графы 5, 6, табл. 1.5), в которых приведены значения коэффициентов использования и реактивной мощности. При этом все ЭП группируются по характерным категориям с одинаковыми и tgφ независимо от мощности ЭП. В каждой строке указывается ЭП одной характерной категории.

В графе 3 указываются минимальная и максимальная мощности электроприёмников одной характерной группы.

Для многодвигательных приводов учитываются все одновременно работающие электродвигатели данного привода. Если в числе этих двигателей имеются одновременно включаемые (с индивидуальным режимом работы), то они учитываются в расчёте как один ЭП с номинальной мощностью, равной сумме номинальных мощностей одновременно работающих двигателей.

Для электродвигателей с повторно-кратковременным режимом работы не производится приведение их номинальных мощности к длительному режиму (ПВ = 100 %). При включении однофазного ЭП на фазное напряжение он учитывается в графе 2 табл. 1.5 как эквивалентный трёхфазный ЭП с номинальной мощностью:

 

р_н = 3^.р_но; q_н = 3^.q_но, (1.14)

 

где р_но, q_но – активная и реактивная мощность однофазного ЭП.

При включении однофазного ЭП на линейное напряжение он учитывается как эквивалентный трёхфазный ЭП с номинальной мощностью:

р_н = ^.р_но; q_н= ^.q_но. (1.15)

 

При наличии группы однофазных ЭП, которые распределены по фазам с неравномерностью не выше 15 % по отношению к общей мощности трёхфазных и однофазных ЭП в группе, они могут быть представлены в расчёте как эквивалентная группа трёхфазных ЭП с той же суммарной мощностью. В случае превышения указанной неравномерности номинальная мощность эквивалентной группы трёхфазных ЭП принимается равной тройному значению мощности наиболее загруженной фазы.

При наличии в справочных материалах интервальных значений К_n следует для расчёта принимать наибольшее значение. Значение должны быть определены из условия, что вероятность превышения значения фактической средней мощности над расчётной для характерной категории ЭП должна быть не более 0, 05.

В графах 7, 8 определяются средние активные и реактивные мощности каждой характерной группы электроприёмников:

Р_с = Р_н^. k_и ; Q_c = Р_с^. tg φ. (1.16)

 

Определяются суммарные значения средней активной и реактивной мощности:

 

; φ, (1.17)

 

где m – число характерных категорий ЭП.

Определяется средневзвешенный коэффициент использования

 

. (1.18)

 

Значение К_и заносится в графу 5 итоговой строки.

Определяется эффективное число электроприёмников по выражению

 

, (1.19)

 

где Р_н.макс – номинальная мощность наиболее мощного ЭП.

Значение n_э заносится в графу 9 итоговой строки. В зависимости от средневзвешенного коэффициента использования и эффективного числа электроприёмников определяется коэффициент расчётной нагрузки К_р (табл. 1.6, 1.7). Расчётная активная мощность групп ЭП напряжением до 1 кВ (графа 11 табл. 1.5) определяется в зависимости от средней мощности Р_с и соответствующего значения К_р, кВт:

 

Р_р = К_р^.Р_{с .} (1.20)

 

Расчётная реактивная мощность (графа 12 табл. 1.5) определяется следующим образом:

Для питающих сетей напряжением до 1 кВ в зависимости от n_э:

при n_э 10 Q_р = 1, 1Q_c,

при n_э> 10 Q_р = Q_c.

Для магистральных шинопроводов и на шинах цеховых трансформаторных подстанций, а также при определении реактивной мощности в целом по цеху, корпусу, предприятию, квар:

 

Q_р = К_р^.Q_c. (1.21)

 

К расчетным силовым нагрузкам Р_рс, Q_рс прибавляются осветительные нагрузки Р_ро, Q_ро:

Р_р=Р_рс+Р_ро ; Q_р=Q_рс+Q_ро . (1.22)

 

Значение токов расчётной нагрузки, по которой выбирается сечение линий по допустимому нагреву, определяется по выражению

 

I_р , (1.23)

 

где S_p = Р_р² +Q_р² – полная расчётная мощность в кВ.А (графа 13 табл. 1.5).

Расчётная мощность на шинах 6-10 кВ распределительных и главных подстанций определяется с учётом коэффициента одновременности, значение которого принимается согласно табл. 1.5 в зависимости от величины средневзвешенного коэффициента использования и числа присоединений к сборным шинам РУ, ГПП:

 

Р_р = Р_с^.К_о; (1.24)

 

Q_р = Q_c^.К_о; (1.25)

 

S_p = . (1.26)

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I) Получение передаточных функций разомкнутой и замкнутой системы, по возмущению относительно выходной величины, по задающему воздействию относительно рассогласования .
2. I-1. Определение объёма гранта
3. II. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ГРАНИЦ МОРФОЛОГИЧЕСКОГО ПОЛЯ ЧЕЛОВЕКА
4. II. Определение площади зоны заражения АХОВ.
5. Ill. Самоопределение к деятельности
6. IV.3. Определение преобладания типа темперамента
7. V) Построение переходного процесса исходной замкнутой системы и определение ее прямых показателей качества
8. V. По характеру изменения физической величины
9. Абстрактное как абстрактно-всеобщее определение конкретного целого
10. Аксиоматическое определение вероятности
11. Аксиоматическое определение вероятности.
12. Активный транспорт ксенобиотиков через биологические мембраны: опре-деление и характеристика основных механизмов.