Определение нагрузки группы однофазных электроприемников

 

 

По согласованию с руководителем проекта выбирается группа однофазных электроприемников, количеством не менее трех единиц, включенных на линейное напряжение. В эту группу могут входить однофазные электроприемники, включен-ные на фазное напряжение и трехфазные электроприемники в любом количестве.

 

Например, определим нагрузку группы электроприемников, присоединенных к силовому шкафу СШ-2, сварочного отделения. Фрагмент компоновки технологи-ческого оборудования сварочного отделения приведен на рисунке 6.

 

 

Рисунок 6 – Фрагмент компоновки сварочного отделения

 

 

Параметры электроприемников сварочного отделения, входящих в узел СШ-2,

 

приведены в таблице 9.

 

Таблица 9 – Параметры электроприемников СШ-2

 

Номер	Наименование	Pн,	Sн,	ПВ,	PнПВ,	n,		cosj	tgj
на	kи
оборудования	кВт	кВА	%	кВт	шт
плане
	Сварочный агрегат ПС-500				21, 689		0, 35	0, 89	0, 51
	Преобразователь сварочный				10, 844		0, 35	0, 83	0, 67
	ПСО-300
	Машина	электросварочная				11, 0		0, 25	0, 88	0, 54
	точечная МТМ-25М
	Машина	электросварочная				22, 136		0, 35	0, 7	1, 02
	шовная МШС-50
	Машина	электросварочная				8, 750		0, 35	0, 7	1, 02
	стыковая МСР-25
	Кран-балка	7, 8			3, 9		0, 06	0, 86	0, 59
	Вентилятор			-	7, 0		0, 65	0, 86	0, 59

 

 

Заполняя таблицу, вносим в соответствующий столбец:

 

1 - номер электроприемника на компоновке;

 

2 - название электроприемника в таблице исходных данных;

 

3 - если указана - активную установленную мощность электроприемника;

 

4 - если указана - полную установленную мощность электроприемника;

 

5 - величину продолжительности включения для электроприемников, работа-ющих в ПКР;

 

6 - если электроприемник работает в ПКР, следует указать мощность, приведя ее к ПВ = 100% используя формулы (2) и (3), мощность подъемно транспортных ме-ханизмов, работающих в ПКР при учете их в группе к ПВ = 100% не приводят;

 

7 - количество электроприемников;

 

8 - величину k_и, принимаемую согласно справочным данным [11, 12]. Выбор величины k_и для сварочного оборудования зависит от типа промышленности. Например, машины электросварочные рассматриваемой группы для промышленно-сти тяжелого машиностроения работают с k_и = 0, 2 – 0, 35, принимаем 0, 35;

 

9 - величину cosj, принимаемую согласно исходным данным;

 

10 - величину tgj (вычисляется исходя из значения cosj).

 

Расчет удобно выполнять в таблице. Пример расчета выполнен в таблице 10, согласно следующему алгоритму:

 

1) в столбец 1 вносим наименования однофазных электроприемников, входя-

 

щих в группу согласно таблице 9;

 

2) в столбец 2 вносим мощность электроприемников, приведенную к ПВ = 100% для электроприемников, работающих в ПКР;

 

3) в столбец 3 вносим количество электроприемников;

 

Таблица 10 - Определение нагрузки однофазных электроприемников

 

 

 

Узлы питания

 

групп ЭП

 

 

СШ-2

 

45 Машина элек-тросварочная то-чечная

 

46 Машина элек-тросварочная шовная

 

47 Машина элек-тросварочная сты-ковая

 

 

ИТОГО:

 

к			Pн, включенных на	Коэффициент при-
Pприведенная, ПВ=100%	ЧислоЭП	∑ Рн, (кВт)
	Uл, кВт		ведения к фазам
,
н
			ab		bc		ca	a	b	c
			11, 0					0, 65
								0, 35
							-0, 02		0, 56
11, 0		11, 0
22, 14		22, 14			22, 14					0, 7	0, 3
						0, 22	0, 8
8, 75		17, 5
							17, 5	0, 3			0, 7
							0, 8			0, 22
		35, 62

 

 

 

 

4) в столбце 4 вычисляем значение установленной мощности электроприемни-

 

ков каждого вида, в строке «итого» вычисляем установленную мощность группы; Планируем подключение однофазных электроприемников на фазное и линей-

 

ное напряжение. В учебном проекте на фазное напряжение включаем электропри-емники, мощностью до 5 кВт, а более мощные – на линейное. Распределяем мощ-ность однофазных электроприемников, включенных на линейное напряжение, меж-ду фазами таким образом, чтобы создать наиболее симметричную нагрузку, схема-тично изображая присоединения, как показано на рисунке 7.

 

Pн, включенных							Средние нагрузки
на Uф, кВт	Ки	cosφ		tgφ
a	b	c					Активные, Рсм	Реактивные, Qсм
				a	b		c	a		b	c
			0, 25	0, 88		0, 54	1, 788	0, 963			-0, 06		1, 54
			0, 35	0, 7		1, 02		5, 423		2, 323			1, 704	6, 198
			0, 35
			0, 7		1, 02
							1, 838			4, 288	4, 9			1, 348
							3, 625	6, 386		6, 612	4, 845		3, 244	7, 546

 

 

А

 

В

 

С

 

 

11, 0 кВт	22, 14 кВт	8, 75 кВт	8, 75 кВт

 

Рисунок 7 - Схема распределения однофазных электроприемников, включен-ных на линейное напряжение между фазами

 

При подключении однофазного электроприемника на линейное напряжение, нагрузка, создаваемая им на каждую фазу, будет неравномерной и определится па-рой коэффициентов приведения мощности электроприемника, включенного на ли-нейное напряжение к фазам, зависящим от коэффициента мощности этого электро-приемника. Коэффициенты приведения определяются следующим образом:

_{( в)} = _(вс)в = _{( )} = 0, 5 + 0, 29 ∙ ,

_{( в)в} = _(вс)с = _{( )} = 0, 5 − 0, 29 ∙ ,

(16)

_{( в)} = _(вс)в = _{( )} = 0, 5 ∙ − 0, 29,

_{( в)в} = _(вс) = _{( )} = 0, 5 ∙ + 0, 29.

 

5) согласно выполненного, как показано на рисунке 7 плана подключения электроприемников к фазам, вносим в столбцы 5, 6 и 7 значение мощности электро-

 

приемников, включенных между соответствующими фазами. Например, значение мощности электроприемника 45 - машина электросварочная точечная запишем в столбец 5, т.к. он подключен к фазам А и В. Удобно ориентировать значение мощ-ности электроприемников, включенных на разные линейные напряжения по диаго-нали;

 

 

6) в столбцы 8, 9 и 10 вносим соответствующие коэффициенты приведения к фазам в числителе - для активной и в знаменателе - для реактивной мощности, раз-

 

мещая их в одной строке со значением мощности электроприемника;

 

7) в столбцы 11, 12, и 13 вносим значения мощности электроприемников,

 

включенных на фазное напряжение. В данном примере такой способ включения электроприемников не используется;

 

8) в столбец 14 вносим значение коэффициента использования для каждого вида электроприемников;

 

9) в столбце 15 записываем значение cosj и вычисляем значение tgj;

 

10) в столбцах 16, 17 и 18 вычисляем значение средней активной, а в столб-

 

цах 19, 20, и 21 значение средней реактивной мощности, используя выражения:

 

Для определения загрузки фазы А:

 

активной, в кВт

 

см(а) ⁼ и ^{∙ ∙} ( ) ⁺ и ^{∙ ∙} ( ) ⁺ и^{′ ∙} а0^, реактивной, в квар

=

и

∙

∙

+

и

∙

∙

+ ′

∙

∙ ,

см(а)

( )

( )

и

а0

 

 

Для определения загрузки фазы В

 

активной, в кВт

см( ) ⁼ и ^{∙ ∙} ( ) ⁺ и ^{∙ ∙} ( ) ⁺ и^{′ ∙} 0^,

реактивной, в квар

	=	и	∙	∙	+	и	∙	∙	+ ′	∙ ∙ ,
см( )			( )			( )	и

 

 

Для определения загрузки фазы C

 

активной, в кВт

см( ) ⁼ и ^{∙ ∙} ( ) ⁺ и ^{∙ ∙} ( ) ⁺ и^{′ ∙} 0^,

реактивной, в квар

	=	и	∙	∙	+	и	∙	∙	+ ′	∙ ∙ ,
см(а)			( )			( )	и

 

 

(17)

 

(18)

 

 

(19)

 

(20)

 

 

(21)

 

(22)

 

 

где k_и и k_и' - коэффициенты использования по активной мощности однофазных приемников различного режима работы;

 

p_аb, p_bc p_аc -мощность нагрузок, присоединенных на линейные напряженияфаз АB фаз BC или фаз AC, кВт;

 

p_а0, p_b0, p_с0 -мощность нагрузок, присоединенных на фазные напряженияфаз А B и C, кВт;

 

р_(аb)а, р_(аc)а, р_(аb)b, р_(bс)b, р_(аc)c, р_(bс)c -коэффициенты приведения активнойнагрузки электроприемников, включенных на линейные напряжения к определен-ной фазе, например р(аb)а приводит нагрузку однофазного элекроприемника, вклю-ченного на линейное напряжение между фазами А и В к фазе А, а р(аb)b приводит нагрузку того же электроприемника, включенного на линейное напряжение между фазами А и В к фазе В;

 

q_(аb)а, q_(аc)а, q_(аb)b, q_(bс)b, q_(аc)c, q_(bс)c -коэффициенты приведения реактивнойнагрузки электроприемников, включенных на линейные напряжения к определен-ной фазе, квар.

 

Например, определим загрузку фазы А по активной мощности от электропри-емника №45 - Машина электросварочная точечная используя (17),

 

P_см(а)45= 0, 25× 11, 0× 0, 65 = 1, 788кВт.

 

Полученное значение записываем в ячейку на пересечении столбца 16 и стро-ки содержащей сведения об электроприемнике №45 таблицы 10.

 

Загрузка фазы А по активной мощности от электроприемника №47 Машина электросварочная стыковая составит,

P_см(а)47= 0, 35× 17, 5× 0, 3 = 1, 838кВт.

 

Полученное значение записываем в ячейку на пересечении столбца 16 и стро-ки, содержащей сведения об электроприемнике №47 таблицы 10.

 

Загрузка фазы А по активной мощности определится как сумма значений мощности электроприемников, приведенных к фазе А,

P_см(а) = P_см(а)45+ P_см(а)47= 1, 788 + 1, 838 = 3, 625кВт.

 

Это значение вносим в ячейку столбца 16 и строки «Итого» таблицы 10.

 

 

Определим загрузку фазы А по реактивной мощности от электроприемника №45 - Машина электросварочная точечная используя (18),

 

Q_см(а)45= 0, 25× 11, 00× 0, 02 = 0, 055квар.

 

Полученное значение записываем в ячейку на пересечении столбца 19 и стро-ки, содержащей сведения об электроприемнике №45 таблицы 10.

 

Загрузка фазы А по реактивной мощности от электроприемника №47 Машина электросварочная стыковая составит,

 

Q_см(а)47= 0, 35× 17, 5× 0, 8 = 4, 9квар.

 

Полученное значение записываем в ячейку на пересечении столбца 19 и стро-ки, содержащей сведения об электроприемнике №47 таблицы 10.

 

Загрузка фазы А по реактивной мощности определится как сумма значений мощности электроприемников, приведенных к фазе А,

Q_см(а) = Q_см(а)45+ Q_см(а)47= 0, 055 + 4, 9 = 4, 955квар.

 

Нагрузка остальных фаз определяется аналогично. Итоговое значение вносим

 

в ячейку столбца 19 и строки «Итого» таблицы 10. Определяется наиболее и наименее загруженная фаза.

 

В примере фаза С = 6, 612 – максимально загружена, а фаза А = 3, 625 – мини-мально загружена по активной мощности.

 

По реактивной мощности – максимально загружена фаза С = 7, 546;

 

11) определяется неравномерность загрузки фаз, в %

∆ =	макс ф − мин ф	∙ 100,	(23)
нф	мин ф

где P_{макс ф} – активная сменная мощность наиболее загруженной фазы кВт; P_{мин ф} – активная сменная мощность наименее загруженной фазы кВт.

 

При наличии в группе трехфазных электроприемников загрузка фаз в %

∆ нф =	макс ф − мин ф	∙ 100,	(24)
	мин ф +		Σ н

где SР_н - суммарная мощность трехфазных электроприемников, присоединен-ных к этому узлу, кВт.

 

Например, к СШ-2 подключены четыре трехфазных электроприемника. Све-

 

дения о них приведены в таблице 9.

 

Определим неравномерность загрузки фаз по (24),

6, 612 − 3, 625

^∆ нф ⁼ _{3, 625 +} 1_{3 ∙ (21, 689 + 10, 844 + 3, 9 + 7)} ^{∙ 100 = 16, 5 %}

 

 

Неравномерность загрузки фаз с учетом трехфазных электроприемников со-ставляет 16, 5 % что превышает 15 %;

 

12) определяется условная средняя мощность трехфазной сети от однофаз-

 

ных электроприемников при неравномерности загрузки фаз не превышающей 15%:

 

по активной мощности, в кВт

см.у = см( ) + см( ) + см( ),	(25)
где Pсм(а), Pсм(b), Pсм(c), – активная сменная мощность каждой фазы, кВт;
по реактивной мощности, в квар
см.у = см( ) + см( ) + см( ),	(26)

где Q_см(а), Q_см(b), Q_см(c), – реактивная сменная мощность каждой фазы, квар.

 

В случае если неравномерность загрузки фаз превышает 15%, условная сред-няя мощность трехфазной сети от однофазных электроприемников определится:

 

по активной мощности, в кВт

см.у = 3 ∙ см.макс.ф,

(27)

где P_{см.макс.ф} – активная сменная мощность наиболее загруженной фазы, кВт; по реактивной мощности, в квар

см.у = 3 ∙ см.макс.ф,

(28)

где Q_{см.макс.ф} – реактивная сменная мощность наиболее загруженной фазы,

 

квар.

 

Например, для СШ-2 величина неравномерности загрузки фаз составляет 16, 5%, то условная средняя мощность составит,

 

по активной мощности

_см.у = 3 ∙ 6, 612 = 19, 836 кВт;

 

по реактивной мощности

_см.у = 3 ∙ 7, 546 = 22, 638 квар;

 

13) определяется групповой коэффициент использования для наиболее за-

 

груженной фазы

и макс.ф =		см.макс.ф	(29)
н.л1	+ н.л2	+
			н.1ф.макс.ф

где Р_{см.макс.ф} – средняя мощность максимально загруженной фазы для рассмат-риваемой группы однофазных электроприемников;

Р_н.л1, P_н.л2 – суммарные номинальные мощности однофазных электропри-емников, включенных на линейное напряжение между наиболее нагруженной фазой и смежными с ней в трехфазной системе;

 

Р_{н.1ф.макс.ф} – суммарная номинальная мощность однофазных электроприем-ников, включенных на фазное напряжение наиболее загруженной фазы.

 

Например, для однофазной нагрузки K_и составит,

6, 612

и макс.ф ⁼ _{11, 0 + 17, 5} ^{= 0, 46;}

 

 

14) для однофазных электроприемников величина n_э определяется по упро-

 

щенной формуле

=	2Σ н.1ф	,	(30)
э	3 н.1ф.макс

где SР_н.1ф - сумма номинальных мощностей однофазных электроприемников рассматриваемой группы;

 

P_{н.1ф.макс} - номинальная мощность наибольшего однофазного электропри-емника в рассматриваемой группе.

 

Найденное по формуле 30 значение n_э округляется до ближайшего меньшего числа. Если определенное по упрощенному выражению число n_э > n, или

н.макс

≤ 3,

(31)

н.мин

 

где P_{н макс} - номинальная мощность мощного электроприемника группы; P_{н мин} - номинальная мощность мощного электроприемника группы;

 

то принимается n_э = n.

 

 

Например, для однофазных электроприемников СШ-2

2 ∙ 35, 62

э ⁼ _{3 ∙ 22, 14} ^{= 1, 07.}

 

Согласно (31)

22, 14

_{8, 75} = 2, 53 ≤ 3.

 

 

Принимаем n_э = 6;

 

15) после определения Р_см.у = 19, 836 кВт, Q_см.у = 22, 638 квар, n_э = 6,

 

К_{и макс.ф} = 0, 46, группа однофазных электроприемников учитывается как эквивалент-ная группа трехфазных электроприемников с указанными параметрами в таблице по форме Ф636-92.

 

Расчет для СШ-2 приведен в таблице 11

 

Значения Р_см.у = 19, 836 кВт, Q_см.у = 22, 638 квар, внесены в столбцы 7 и 8, таб-лицы 11. Значение n_э = 6 внесено в столбец 2, а значение К_{и макс.ф} = 0, 46 внесено в столбец 5. Значение cosj и tgj определены из соотношений

j = ^см.у,

см.у

 

где Q_см.у – реактивная сменная условная мощность квар; P_см.у – активная сменная условная мощность кВт.

j =		см.у	,
		2	+ 2
		см.у	см.у

 

 

(32)

 

 

(33)

 

Значение Р_н = 5, 94 кВт определено как частное SР_н и n_э данной группы одно-фазных электроприемников;

 

16) определяется n_э для группы трехфазных и однофазных электроприемни-

 

ков согласно (10)

82, 95²

э ⁼ _{909, 3} ^{= 7, 57}

 

Принимаем меньшее целое значение n_э = 7;

 

Таблица 11-Определение нагрузки трехфазных и однофазных электроприемников СШ-2

 

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: