Расчет силовой и осветительной нагрузок цеха

Методы расчета электрических нагрузок зависят от характера графиков нагрузок отделенных групп электроприемников цеха. В настоящее время существует несколько методов, с помощью которых можно определить ожидаемые нагрузки вновь проектируемых цехов промышленных предприятий.

В указаниях по проектированию электроснабжения промышленных предприятий рекомендуется производить определение нагрузок для расчета цеховых сетей и выбора трансформаторов методом коэффициентов использования и максимума [2].

Расчетные коэффициенты К_И и К_М получены в результате упорядочения диаграмм по данным обследования ряда отраслей промышленности. Этот метод широко применяется ведущими проектными организациями.

В пояснительной записке необходимо изложить методику расчета нагрузок проектируемого цеха с использованием необходимых формул.

Результаты расчета заносятся в таблицу по форме (табл. 2.1). Такая таблица заполняется для расчета нагрузок цеха в целом, а затем по каждой группе электроприемников при расчете групповых нагрузок по магистральным и распределительным шинопроводам или силовым пунктам.

Таблица 2.1

№ п/п

Наименование узлов питания и групп электроприемников

Количество электроприемников, рабочие/резервные

Установленная мощность, приве- денная к 100%

m = Pном.max/Pном.min

Коэффициент использования Ки

Средняя нагрузка за максимально нагруженную смену

Эффективное число электроприемников nэ = 2*ΣРном/Рmax

Коэффициент максимума, Кmax

Максимальная нагрузка

Расчетные токи Imax/Iпик, А

Примечания

одного электро-прием-ника наиб/наим. Рном, кВт

общая рабочие/ ре-зервные Рном, кВт

Рср.max, кВт

Qcp.max, кВАр

Pmax, кВт

Qmax, кВАр

Smax, кВА

При заполнении таблицы все электроприемники разбиваются на группы А и Б, имеющие различный режим работы. К группе А относятся элетроприемники с переменным графиком нагрузки (металлорежущие станки, прессы, грузоподъемные механизмы (К_И < 0,6)), а к группе Б - с относительно постоянным графиком нагрузки (насосы водоснабжения, компрессоры, вентиляторы, калориферы и др. (К_И ³0,6)).

Электроприемники каждой группы разбивают на подгруппы с одинаковой значениями К_И и tgφ. Величины К_И и tgφ (в соответствии с cosφ) для каждой группы находят по справочнику. Для j–ой подгруппы из n электроприемников определяют суммарную номинальную мощность:

Р_ном.j = , (2.1)

в которую входят мощности только рабочих механизмов без учета резервных. При наличии электроприемников, работающих в повторно-кратковременном режиме (краны, сварочные машины и проч.), их номинальная мощность р_ном, приведенная к ПВ = 100%, определяется по паспортной мощности р_пасп и при заданной продолжительности включения ПВ в долях единицы в соответствии с выражением

р_ном = (2.2)

В графе 6 указывают величину отношения

(2.3)

где р_ном.max и р_ном.min – соответственно максимальная и минимальная мощности из номинальных мощностей электроприемников группы.

При определении величины m могут быть исключены те наименьшие электроприемники, суммарная мощность которых не превышает 5% номинальной мощности всей группы (число этих наименьших электроприемников при определении n_Э не учитывается).

Средние нагрузки j-той подгруппы за максимально загруженную смену определяют по формулам:

Р_ср.max.j = К_и ·Р_ном.j, (2.4)

Q_cp.max.j = К_и·tgφ, (2.5)

затем средние нагрузки складывают и по полученным значениям ΣP_cp.max.j и ΣQ_cp.max.j находят средневзвешенные значения

К_и = ; (2.6)

tgφ = (2.7)

Произведенные расчеты дают возможность далее определить эффективное число электроприемников n_э:

(2.8)

При m>3 и Ки³0,2 эффективное число электроприемников может определяться по упрощенной формуле:

, (2.9)

где - суммарная номинальная мощность всех электроприемников данной группы, кВт; р_ном.max – наибольший по мощности электроприемник данной группы, кВт.

В тех случаях, когда найденное по формуле n_э оказывается больше фактического числа электроприемников n, следует принимать n_э=n.

При m>3 и К_и<0,2 сначала находят относительные величины

; (2.10)

n = , (2.11)

где - относительная мощность наиболее мощных электроприемников; Р_ном.1 - сумма номинальных мощностей тех электроприемнов группы (n₁), каждый из которых имеет мощность не менее половины мощности наибольшего электроприемника; Р_ном – сумма номинальных мощностей всех электроприемников группы (n), приведенная к ПВ=100%; n - относительное число наиболее мощных электроприемников.

Определив Р и n , находят по таблице относительное эффективное число электроприемников n_Э*, а затем величину

= n_э·n . (2.12)

Сводные данные по определению эффективного числа электроприемников приведены в таблице 2.2.

В зависимости от средневзвешанного К_и и n_э по кривым или таблицам находят значения коэффициента максимума К_max.

С помощью K_max определяют расчетные максимумы нагрузок (мощностей):

активной

Р_max = K_max·P_cp.max; (2.13)

реактивной

Q_max= K_max·Q_cp.max ; (2.14)

полной

S_max = ; (2.15)

и тока

. (2.16)

Таблица 2.2