35
применяют электроприемники с резкопеременным графиком нагрузки
(дуговые электрические печи, приводы прокатных станов), однофазные
электроприемники (сварочные и электротермические установки, а также
освещение), потребители несинусоидального тока (полупроводниковые
преобразователи, дуговые электропечи). Как следствие возникают колебания
напряжения, не симметрия напряжений и токов, высшие гармонические
составляющие напряжений и токов. Снижение качества электроэнергии
сказывается на дополнительных потерях в сети, снижает пропускную
способность линий, сокращает срок эксплуатации оборудования,
конденсаторных установок, электрических машин и т. д.
Обеспечение качества электроэнергии достигается следующими
средствами:
• использование повышенных напряжений в сетях с приближением
источников питания к потребителям;
• снижение индуктивного сопротивления линий при питании
резкопеременной нагрузки;
• запараллеливание вторичных обмоток силовых трансформаторов,
которые питают резкопеременную нагрузку;
• использование симметрирующих устройств, а также емкостных
фильтров для гармоник высших порядков, быстро реагирующих синхронных
компенсаторов при выравнивании графика электрических нагрузок, и прочих
мероприятий.
Выводы. При выполнении ВКР необходимо выполнить расчет и выбор
элементов системы электроснабжения, а именно трансформаторных
подстанций, коммутационной аппаратуры и кабельных линий.
2.4. Расчёт силовых электрических нагрузок
36
В данном разделе определяются расчётные мощности силовых пунктов
и на шинах КТП. Результаты расчётов необходимы для выбора сечений
питающей сети и дальнейшего выбора другого оборудования [9]. Выполним
расчёт силовых электрических нагрузок второго уровня электроснабжения
Под вторым уровнем системы электроснабжения подразумеваются
шины силовых пунктов, от которых питаются непосредственно
электроприёмники.
Расчёт производится методом расчётного коэффициента. Метод
подразумевает группировку электроприёмников по силовым пунктам, а
непосредственно в пунктах по мощности, коэффициенту использования,
коэффициенту мощности.
При этом необходимо иметь ввиду, что ремонтные электроприёмники,
резервные, электроприёмники, а также электроприёмники работающие
кратковременно, при расчёте расчётной мощности не учитываются.
В качестве примера производится расчёт кривошипных ножниц Н3121,
расположенных на заготовительном участке. Схема электроснабжения
электроприёмников показана на рисунке 2.1.
Определяется суммарная номинальная мощность однотипных
электроприёмников
, кВт, по формуле [15]
, (2.1)
где
– номинальная мощность одного электроприёмника, кВт;
n – количество данных электроприёмников, шт.
Определяются промежуточные расчётные величины
, кВт, и
, кВАр,
37
где
– коэффициент использования, о.е. Представляет собой
отношение средней активной мощности отдельного элетроприёмника за
наиболее загруженную смену к её номинальному значению.
Определяется промежуточная расчётная величина
,
,
Аналогичные расчёты производятся для всех остальных
электроприёмников с разделением по узлам нагрузки. По узлам нагрузки,
суммируя полученные величины, определяются суммарные значения
кВт,
кВАр,
,
Результаты приведены в
таблице 2.1.
Исследуемый электроприёмник принадлежит к Силовому пункту 6.
Для данного силового пункта определяется средневзвешенное значение
коэффициента использования
, о.е. по формуле
????????
где
– суммарное значение всех номинальных мощностей по
силовому пункту, кВт;
38
1
2
3
4
5 6 7
8
9 10 11 12
А
Б
В
Г
Д
Е
Ж
З
Склад
КТП
КЛИМАТИКА
Токарно-
механический цех
07 отдел
Термический
зал
Сварочный
участок
Заготовительный
участок
7
6
31
ПУ
ПУ
ПУ
СП4
СП1
СП2
СП3
СП5
СП9
ПУ
ПУ
СП6
СП7
21
17
18
28
24
27
26
19
25
25
5
3
2
4
4
8
1
57
59
58
58
44
42
45
48
45
55
53
50
49
52
51
54
53 52
51
55
53
50
49
52
51
54
53
56
43
56
61
60
36
37
33
38
38
33
35
28
19
24
2
9
16
22
13
11
21
15
18
17
12
14
25
25
13
19
22
20
15
18
14
12
17
11
26
10
9
10
34
34
34
39
40
41
Iном=54 ,1 А
Iном=28,5 А
Iном=12,1 А
Iном=15,8 А
Iном=15,6 А
Iном=1,22 А
Iном=43,4 А
Iном=78,8 А
Iном=10 ,2 А Iном=10 ,2 А
Iном=13,5 А
Iном=6,5 А
Iном=33 А
Iном=6,5 А
Iном=15,4 А
Iном=8,9 А
Iном=12 А
Iном=1,24 А
Iном=42 А
Iном=74,5 А
Iном=15,4 А
Iном=41 А
Iном=28,5 А
Iном=37 А
Iном=6,5 А
Iном=28,5 А
Iном=12 А
Iном=41 А
Iном=11,2 А
Iном=9,7 А
Iном=61 А
Iном=15,2 А
Iном=15,2 А
Iном=15,2 А
Iном=68 А
Iном=2,9 А
Iном=66,7 А
Iном=8,5 А
Iном=66,7 А
Iном=2,9 А
Iном=8,9 А
Iном=8,9 А
Iном=12 А
Iном=7 А
Iном=11,2 А
Iном=61 А
Iном=8,5 А
Iном=3,8 А
Iном=74,5 А
Iном=41 А
Iном=42 А
Iном=27 А
Iном=27 А
Iном=67,8 А
Iном=67,8 А
Iном=130 А
Iном=59 А
Iном=126,4 А
Iном=38 А
Iном=39 А
Iном=2,9 А
Iном=22,8 А
Iном=22,8 А Iном=22,8 А
Iном=16 ,7 А
Iном=16 ,7 А
Iном=26 А
Iном=27,6 А
Iном=
53,9 А
Iном=13,5 А
Iном=20,7 А
Iном=13,8 А
Iном=27,6 А
Iном=13,5 А
Iном=53 ,9 А
Iном=2,1 А
Iном=2,4 А
Iном=20,7 А
Iном=40,4 А
Iном=27,6 А
Iном=
53,9 А
Iном=13,5 А
Iном=20,7 АIном=13,8 А
Iном=13,5 А
Iном=27,6 А
Iном=53 ,9 А
Iном=40,4 А
Iном=20,7 А
Iном=40,4 А
Iном=67,4 А
Iном=16,7 А
Iном=25,8 А
Iном=25,8 А
Iном=28,1 А
Iном=12,8 А
СП8
21
IНом=6,5 А
М
М
М
М
М
30
23
М
М
М
21
М
М
М
М
М
М
М
М
М
М
М
М
М
М
М
М
М
М
М
М М
М
М
М
М М
М
М
Инструментальный
участок
М
Iном=12,63 А
Iном=15,8 А
М
43
Iном=26 А
М
57
Iном=12 ,8 А
М
56
Iном=16 ,7 А
М
47
Iном=6,5 А
М
47
Iном=6,5 А
М
47
Iном=6,5 А
М
46
Iном=11,2 А
М
46
Iном=11,2 А
М
Кабинет 1
Кабинет 2
М
32
Iном=101 А
32
Iном=101 А
М
М
32
Iном=101 А
32
Iном=101 А
М М
С/ У
Раздевалка/
Служебное помещение
Коридор
1
Коридор
3
Коридор
2
6000
6000600060006000600060006000600060006000
21 3 4
6000
6000
6000
6000
6000
6000
6000
Ж
З
Д
Г
В
Б
А
5
6 7
8
9 10
11
12
39
Рисунок 2.1 – План размещения силовых пунктов
40
Определяется эффективное число электроприёмников
, шт, по
формуле
????
????
????????
При определении эффективного числа электроприёмников следует
руководствоваться следующими принципами [16]:
округление производится в меньшую сторону;
если
оказывается больше фактического значения n, то
принимается равным n;
если отношение мощности наиболее мощного электроприёмника
, кВт, к наименее мощному
, кВт, меньше 3, то
.
С учётом выше сказанного, в случае с данным силовым пунктом
округляется до ближайшего меньшего и принимается равным 5.
Определяется расчётная активная мощность
, кВт, по формуле
, (2.4)
где
расчётный коэффициент, о.е. Определяется справочным
данным в зависимости от
и
. [8, табл. 3.1]. Принимается равным 1,38.
Определяется расчётная реактивная мощность
, кВАр, по формуле
, (2.5)
где
- значение поправочного коэффициента перед формулой
определяется в зависимости от
. Если
, шт, то
1,1, если
, шт, то
=1.
При
, шт, то
, кВАр, определяется по формуле
(2.6)
41
После расчётов выполняется проверка. Проверка подразумевает под
собой выделение трёх наиболее мощных электроприёмников из узла
нагрузки и сравнение их суммы
, кВт, с расчётной мощностью
,
кВт. Окончательный выбор будет производиться в сторону большей
мощности. В случае с силовым пунктом 6 наибольшую мощность имеют:
ножницы кривошипные Н3121 (18,5 кВт), пила Геллера 8Г663 (7,5 кВт),
вентилятор Ц9-55-10 4А160М4 (18,5 кВт).
Определяется
, кВт, по формуле
????????
где
– коэффициент загрузки, о.е. Принимается равным 0,8.
Сравниваются значения расчётных мощностей
, кВт, и
,
кВт,
????????
Соответственно за расчётную активную мощность
, кВт,
принимается полученное значение в результате проверки, т.е.
Аналогичным образом производится проверка по реактивной
мощности.
Определяется
, кВАр,
48,5>22,13.
42
Соответственно за расчётную реактивную мощность
, кВАр,
принимается полученное значение, т.е.
Определяется полная расчётная мощность
, кВА, по формуле
(2.9)
Определяется расчётный ток
, А, по формуле
????????
Результаты расчёта остальных силовых пунктов и электроприёмников,
входящих в них, сведены в таблицу 2.1. Далее выполнить расчёт пиковых
нагрузок. Пиковой нагрузкой одного или нескольких электроприёмников
называется кратковременное (длительностью 1 – 2 с) нагрузка,
обусловленная пуском электрических двигателей, эксплуатационными КЗ.
В зависимости от числа элеткроприёмников n, шт, пиковый ток
определяется по различным формулам [19].
При n=1 пиковый ток
, А, определяется по формуле
, (2.11)
где
– пусковой ток, А. Определяется по формуле:
(2.12)
где
– пусковой коэффициент, о.е. Определяется по справочным
данным оборудования;
– номинальный ток элеткроприёмника, А. Определяется по
формуле
43
????????
где – КПД электроприёмника, о.е. Определяется по паспортным
данным электрооприёмника.
при пиковый ток
, А, определяется по формуле
, (2.14)
где
– наибольший пусковой ток одного из электроприёмников, А.
при n>5 пиковый ток
, А, определяется по формуле
, (2.15)
В случае с силовым пунктом 6 количество электроприёмников больше
5, поэтому пиковый ток будет определяться по формуле (2.15).
Определяется наибольший номинальный ток
, А, по
совместительству, ток электроприёмника с наибольшим пусковым током по
формуле (2.1)
Определяется максимальный пусковой ток
, А, по формуле (2.12)
Определяется пиковый ток для силового пункта 6
, А, по формуле
(2.15)
Аналогичным образом расчёт пикового тока производится для
остальных силовых пунктов. Результаты расчёта сведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1
Расчёт силовой нагрузки второго уровня электроснабжения
Исходные данные
Расчётные величины
, о.е
шт
Расчётная мощность
, А
,
А
№ по списку
По заданию технолога
По справочн.
данным
, кВт
,
кВАр
,
, кВт
, кВАр
, кВА
Наименование
э/п
n,
шт
Номинальная
(установленн
ая мощность)
,
о.е.
,
о.е
,
кВт
,
кВт
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Силовой пункт 1
32
Испытатель-
ные камеры
2
24
48
0,06
0,45
/1,98
2,9
5,7
1152,0
101,1
33
1
6,4
6,4
0,06
0,45
/1,98
0,4
0,8
41,0
27,0
34
3
5,4
16,2
0,06
0,45
/1,98
1,0
1,9
87,5
22,7
35
1
30
30
0,06
0,45
/1,98
1,8
3,6
900,0
129,6
36
1
14
14
0,06
0,45
/1,98
0,8
1,7
196,0
59,0
37
1
30
30
1,06
0,45/
1,99
31,8
63,0
900,0
59,0
38
1
15,7
15,7
0,06
0,45/
1,98
0,9
1,9
246,5
67,8
39
1
0,7
0,7
0,06
0,45/
1,98
0,0
0,1
0,5
2,9
40
2
9
18
0,06
0,45/
1,98
1,1
2,1
162,0
38,9
Итого
13
179
40,7
80,7
3685,4
2,37
8
96,6
88,7
131,1
199,2
391,3