2. Расчетная часть
2.1 Расчет электрических нагрузок
В этом разделе рассматриваются методы определения электрических нагрузок, осуществляется расчет силовых нагрузок и составляется сводная ведомость.
Создание каждого промышленного объекта начинается с его проектирования: определения ожидаемых (расчетных) нагрузок.
При определении расчетных электрических нагрузок можно пользоваться основными методами:
1. упорядоченных диаграмм (метод коэффициента максимума);
2. удельного потребления электроэнергии на единицу продукции;
3. коэффициента спроса;
4. удельной плотности электрической нагрузки на 1 м2 производственной площади.
Расчет ожидаемых нагрузок приводится методом упорядоченных диаграмм,
являющимся в настоящее время основным при разработке технических и рабочих проектов электроснабжения.
Расчетная максимальная мощность электроприемников определяется из выражения:
Pmax=Kmax * Kи * Pном = Kmax * Pсм,
где: Kи – коэффициент использования;
Kmax – коэффициент максимума активной мощности;
Pсм – средняя активная мощность электроприемников за более загруженную схему.
Для группы электроприемников за более загруженную смену режима работы средняя активная и реактивная нагрузки определяются по формуле:
Рсм = Кu * Рном
Qсм = Pсм * tg φ,
где tg φ – соответствует средневзвешенному cos φ, характерному для электроприемников данного режима работы.
Средневзвешенный коэффициент использования определяется по формуле:
КU.СР.ВЗ. = ∑Рсм / ∑Рном,
где ∑Рсм – суммарная мощность электроприемников и групп за наиболее загруженную смену;
∑Рном – суммарная номинальная мощность электроприемников в группе.
Относительное число электроприемников определяется по формуле:
N* = n1/n,
где n1 – число крупных приемников в группе;
n – число всех приемников в группе.
Относительная мощность наибольших по мощности электроприемников определяется из выражения:
Р* = ∑Рn 1/∑Рном,
где ∑Рn 1 – суммарная активная номинальная мощность крупных электроприемников группы;
∑Рном – суммарная активная номинальная мощность электроприемников группы.
Основное эффективное число электроприемников в группе определяется по справочным таблицам, исходят из значений n* и Р*
n*э = f(n*; P*)
Эффективное число электроприемников в группе определяется по формуле:
Nэ = n*э * n
Коэффициент максимума определяется по справочным таблицам, исходя из значений nэ и КU.СР.ВЗ.:
Кmax = f(Nэ; КU.СР.ВЗ.)
Расчетная максимальная активная мощность цепи:
Рмах = Кмах * ∑Рсм
Расчетная максимальная реактивная мощность в цепи:
Qmax = 1.1 ∑Qсм
Полная расчетная мощность группы определяется по формуле:
Smax = √Pmax2 + Qmax2
Максимальный расчетный ток группы определяется по формуле:
Imax = Smax/(√3 * Uном)
Расчет ожидаемых нагрузок цеха металлорежущих станков.
1. Определяем среднюю активную и реактивную мощности за более загруженную схему электроприемников.
Пример расчета для станков позиции 1-3
Рсм1-3 = Рном × Ки = 0,4 × 0,14 × 3 = 1,68 кВт
Qсм1-3 = Рсм1-3 × tgφ = 1,68 × 1,73 = 2,9 кВАр
Остальные данные по расчету представлены в таблице 4
2. Определяем суммарную мощность по группе:
∑Pном = 3 Pном1-3 + 2 Pном4,5 + 2 Pном6,11 + 2 Pном7,10 + 2 Pном8,9 + 2 Pном12,18 + 3 Pном13-15 + 3 Pном16,17,22 + 2 Pном19,21 + 3 Pном вент = 193,5 кВт
3. Суммируем активные и реактивные нагрузки:
∑Pсм = Pсм1-3 + Pсм4,5 + Pсм6,11 + Pсм7,10 + Pсм8,9 + Pсм12,18 + Pсм13-15 + Pсм16,17,22 + Pсм19,21 + Pсм вент = 57,12 кВт
∑Qсм = Qсм1-3 + Qсм4,5 + Qсм6,11 + Qсм7,10 + Qсм8,9 + Qсм12,18 + Qсм13,15 + Qсм16,17,22 + Qсм19,21 + Qсм вент = 36,53 кВАр.
4. Определяем средневзвешенное значение коэффициента использования:
Ки.ср.вз = 57,12/193,5 = 0,3
5. Определяем относительное число электроприемников:
N* = 5/25 = 0,2
6. Определяем относительную мощность наибольших по мощности электроприемников:
Р* = 160/193,5 = 0,83 кВт
7. Основное эффективное число электроприемников в группе определяем по таблице 2.2 исходя из значений N* и Р*:
n*э = 0,27
8. Определяем эффективное число электроприемников в группе:
Nэ = 0,27 × 25 = 6,75
9. Коэффициент максимума Кмах служит для перехода от средней нагрузки к максимальной. Коэффициент максимума активной мощности определяем по таблице 2.3, исходя из значений nэ и Ки.ср.вз:
Кмах = 1,8
10. Определяем расчетную максимальную активную мощность цепи:
Рмах = 1,8 × 57,12 = 102,82 кВт
11. Определяем расчетную максимальную реактивную мощность цепи:
Qмах = 1,1 × 36,53 = 40,18 кВАр
12. Определяем полную расчетную мощность группы:
Sмах =
13. Определяем максимальный расчетный ток группы:
Iмах = 110,4/(1,73 × 0,38) = 157,7 А
Таблица 3 Сводная ведомость электрических силовых нагрузок по цеху
|
№ п/п |
Наименование оборудования |
Кол-во |
Рном, кВт |
Рсм, кВт |
Qсм, кВАр |
Кмах |
Ки |
Iмах, А |
Максимальная нагрузка |
||
|
Рмах, кВт |
Qмах, кВАр |
Sмах, кВА |
|||||||||
|
1-3 |
Универсально-заточные |
3 |
0,4 |
1,68 |
2,9 |
1,8 |
0,14 |
|
|
|
|
|
4,5 |
Заточные для червячных фрез |
2 |
2,2 |
0,93 |
1,61 |
|
|
|
|
||
|
6,11 |
Заточные |
2 |
2,2 |
0,62 |
1,07 |
|
|
|
|
||
|
7,10 |
Токарно-винторезные |
2 |
50 |
14 |
24,23 |
|
|
|
|
||
|
8,9 |
Заточные для круглых плашек |
2 |
0,8 |
0,22 |
0,38 |
|
|
|
|
||
|
12,18 |
Резьбошлифовальные |
2 |
5,5 |
1,54 |
2,66 |
|
|
|
|
||
|
13-15 |
Плоскошлифовальные |
3 |
3 |
1,26 |
2,18 |
|
|
|
|
||
|
16,17,22 |
Внутришлифовальные |
3 |
1 |
0,42 |
0,73 |
|
|
|
|
||
|
19-21 |
Круглошлифовальные |
3 |
1,1 |
0,45 |
0,78 |
|
|
|
|
||
|
|
Вентиляторы |
3 |
20 |
36 |
27,36 |
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
Итого по |
|
|
|
|
|
157,7 |
102,82 |
40,18 |
110,4 |
|
