Расчет электрических нагрузок и выбор трансформатора

Порядок расчета.

Расчет электрических нагрузок проводится для определения величин затрат в системах электроснабжения промышленных предприятий. Расчетная величина электрических нагрузок Рр определяет технические решения и указывает затраты на изготовление электротехнических изделий, на создание и развитие субъектов электроэнергетики, на построение и функционирование объектов электрики.

Расчет нагрузки будет произведен по методу упорядоченных диаграмм. При наличии данных о числе электроприемников, их мощности, режимах работы его рекомендуют применять для расчетов элементов системы электроснабжения 2УР, 3УР (завод нестандартного оборудования является 3УР), питающих силовую нагрузку до 1 кВ.

Порядок расчета:

1. Составляется перечень силовых электроприемников с указанием их номинальной (установленной) мощности.

2.  Определяется рабочая смена с наибольшим потреблением электроэнергии и выделяются характерные сутки.

3. Описываются особенности технологического процесса, влияющие на электропотребление, выделяются электроприемники с высокой неравномерностью нагрузки (которые рассчитывают по максимуму эффективной нагрузки).

4. Исключаются из расчета: а) электроприемники малой мощности; б) резервные по условиям расчета электрических нагрузок; в) Включаемые эпизодически.

5. Определяются группы электроприемников, имеющих одинаковый тип (режим) работы, и выделяются из них подгруппы, имеющие одинаковую величину индивидуального коэффициента использования.

6. Выделяются электроприемники одинакового режима работы, и определяется их средняя мощность:

, (1)

где - номинальная мощность отдельного электроприемника.

7. Вычисляется средняя реактивная нагрузка:

, (2)

где tgφi – коэффициент реактивной мощности, соответствующий средневзвешенному коэффициенту мощности cosφ, характерному для i-го электроприемника.

8. Находится групповой коэффициент использования Ки активной мощности:

, (3)

где - установленная мощность подгруппы.

9. Рассчитывается эффективное число электроприемников в группе из n электроприемников:

, (4)

где nэ – число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое дает то же значение расчетного максимума Pmax, что и группа электроприемников, различных по мощности и режиму работы. При числе электроприемников в группе четыре и более допускается принимать nэ равным n (действительному числу электроприемников) при условии, что отношение номинальной мощности наибольшего электроприемника к номинальной мощности меньшего меньше трех. При этом при определении значения n допускается исключать мелкие электроприемники, суммарная мощность которых не превышает 5% номинальной мощности всей группы.

10. По справочным данным в зависимости от (3) и (4) и постоянной времени нагрева То принимается величина расчетного коэффициента Кр.

11. Определяется расчетный максимум нагрузки:

. (5)

Значение расчетного коэффициента активной мощности Кр для То=2,5ч – сетей напряжением до 1 кВ, питающих 3УР.

Результаты расчетов нагрузок по коэффициенту расчетной активной мощности сводят в таблицу.

Расчет электрических нагрузок.

Исходные данные: категория электроснабжения – 3;

Суммарная площадь S = 389 м2;

Электроприемники приведены в таблице 1, а их технические характеристики в таблице 2.

Так как некоторое оборудование (прессы, гильотинные ножницы) используются редко, следовательно, коэффициент использования очень мал, то при расчете нагрузок они учитываться не будут.

Электроснабжение завода нестандартного оборудования (рисунок 1) осуществляется от одного трансформатора, выбраны распределительные устройства видов ШМА, РП и ЩО.

Нагрузки 3-фазного ПКР приводятся к длительному режиму:

ЭП №3. Сварочный трансформатор.

;

ЭП №4. Полуавтомат сварочный.

;

ЭП № 12. Термопласт автомат.

;

ЭП № 13. Пластавтомат вертикальный.

.

Нагрузки трехфазного ПКР приводятся к длительному режиму.

ЭП № 10. Точечная сварка.

.

Таблица 2 – Технические характеристики электроприемников

№ЭП	Наименование ЭП	Рн, кВт	n	Kн	cosφ	tgφ
трехфазный ДР
5	Дисковая маятниковая пила	1,5	1	0,12	0,85	0,62
6	Камера малярная	5	1	0,12	0,91	0,46
7	Барабан галтовочный	1	1	0,12	0,87	0,56
8	Электроточило наждачное	1,5	1	0,12	0,85	0,62
9, 21	Станок наждачный	1,5	2	0,12	0,85	0,62
14	Дробилка	3	1	0,12	0,88	0,54
15	Фуговальный станок	1,5	1	0,12	0,85	0,62
16	Станок вертикально-сверлильный	1,8	1	0,12	0,85	0,62
17, 18	Станок настольно-сверлильный	1	2	0,12	0,81	0,72
19, 20	Станок токарный универсальный	6	2	0,12	0,85	0,62
22	Станок фрезерный	5	1	0,12	0,85	0,62
23	Станок горизонтально-фрезерный	5	1	0,12	0,85	0,62
24	Вентилятор вытяжной	1	1	0,6	0,81	0,72
25	Вентилятор приточный	1	1	0,6	0,81	0,72
28	Компрессорная установка	5	1	0,7	0,85	0,62
трехфазный ПКР
3	Трансформатор сварочный, ПВ=25%	6,3	1	0,25	0,35	2,68
4	Полуавтомат сварочный, ПВ=25%	10	1	0,2	0,6	1,33
12	Термопласт автомат, ПВ=60%	7	1	0,3	0,86	0,59
13	Пластавтомат вертикальный, ПВ=60%	5,5	1	0,3	0,85	0,62
двухфазный ПКР
10	Точечная сварка, ПВ=25%	9,5	1	0,2	0,6	1,33
однофазный ПКР
11, 27	Сварочный аппарат, ПВ=25%	8	2	0,2	0,6	1,33
Осветительная установка
Лампы накаливания	10Вт/м2	-	-	1	-
Дуговые газоразрядные лампы	25Вт/м2	0,85	0,95	0,33

Нагрузка однофазного ПКР, включенная на линейное напряжение, приводится к длительному режиму и к условной трехфазной мощности.

ЭП № 11, 27. Сварочный аппарат.

 

Рисунок 2 - Распределение однофазной нагрузки по фазам

; .

,

тогда .

Рисунок 3 – Схема включения однофазных нагрузок на фазное напряжение

Определяется методом удельной мощности нагрузка ОУ:

.

Определим площадь, освещаемую лампами накаливания:

,

тогда .

Определим площадь, освещаемую ДРЛ:

,

тогда .

Расчет для РП1:

Колонки 1-7 заполняются из таблицы 2;

.

Определяются ; результат заносится в колонку 9;

результат заносится в колонку 10;

результат заносится в колонку 11.

Определяется ; результат заносится в колонку 12.

.

Определяется ; результат заносится в колонку 13.

При nЭ<10, =1,1:

результат заносится в колонку 15;

результат заносится в колонку 16;

результат заносится в колонку 17.

.

Расчет для РП2:

.

.

.

.

Расчет для РП3:

.

.

.

.

Расчет для ШМА:

Колонки 1-7 заполняются из таблицы 2;

.

Определяются ; результат заносится в колонку 9;

результат заносится в колонку 10;

результат заносится в колонку 11.

Определяется ; результат заносится в колонку 12.

.

Определяется ; результат заносится в колонку 13.

При nЭ<10, =1,1:

результат заносится в колонку 15;

результат заносится в колонку 16;

результат заносится в колонку 17.

.

Выбор трансформатора.

Определяем потери в трансформаторе:

;

;

.

Определяем расчетную мощность трансформатора с учетом потерь, но без компенсации реактивной мощности:

.

По справочнику выбираем ТМ 63-10/0,4

; ; ; ; ;

; ; .

.

 

Таблица 3 – Сводная ведомость нагрузок по предприятию

Наименование РУ и ЭП	Нагрузка установленная							Нагрузка средняя за смену						Нагрузка максимальная
	РН, кВт	n	РНΣ, кВт	КН	cosφ	tgφ	m	Рсм, кВт	Qсм, кВар	Sсм, кВА	nэ	Км	К1м	Рм, кВт	Qм, кВар	Sм, кВА	Iм, А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
РП 1 Трансф-тор сварочный Полуавтомат сварочный Термопласт автомат Пластавтомат вертикальный	6,3/1,1 10/3 7/5,42 5,5/4,3	1 1 1 1	1,1 3 5,42 4,26	0,25 0,2 0,3 0,3	0,35 0,6 0,86 0,85	2,68 1,33 0,59 0,62	0,275 0,6 1,626 1,278	0,737 0,798 0,959 0,792	0,787 0,998 1,888 1,503	0,726 1,584 4,293 3,374	0,811 0,878 1,055 0,871	1,089 1,811 4,42 3,485
Всего по РП1	4	13,8	0,26	0,67	1,31	>3	3,779	3,286	5,176	3	2,64	1,1	9,941	3,651	10,805	16,436
РП 2 Точечная сварка	9,5/2,85	1	2,85	0,2	0,6	1,33	-	0,57	0,785	0,949	-	-	-	0,57	0,758	0,949	1,443
РП 3 Сварочный аппарат	7,2	1	7,2	0,2	0,6	1,33	-	1,44	1,92	2,396	-	-	-	1,44	1,92	2,396	3,64
ШМА Пила дисковая маятниковая Камера малярная Барабан галтовочный Эл.точило наждачное Станок наждачный Дробилка Станок фуговальный Станок вертик.-сверлильный Станок настольно-сверлильный Станок токарный универ-ный Станок фрезерный Станок горизонт.-фрезерный Вентилятор вытяжной Вентилятор приточный Компрес-рная установка	1,5 5 1 1,5 1,5 3 1,5 1,8 1 6 5 5 1 1 5	1 1 1 1 2 1 1 1 2 2 1 1 1 1 1	1,5 5 1 1,5 3 3 1,5 1,8 2 12 5 5 1 1 5	0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,6 0,6 0,7	0,85 0,91 0,87 0,85 0,85 0,88 0,85 0,85 0,81 0,85 0,85 0,85 0,81 0,81 0,85	0,62 0,46 0,56 0,62 0,62 0,54 0,62 0,62 0,72 0,62 0,62 0,62 0,72 0,72 0,62	0,18 0,6 0,12 0,18 0,36 0,36 0,18 0,22 0,24 1,44 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6	0,112 0,276 0,067 0,112 0,223 0,194 0,112 0,134 0,173 0,89 0,372 0,372 0,432 0,432 0,369
Всего по ШМА	18	49,3	0,22	0,85	0,62	>3	6,871	4,27	8,09	8	1,99	1,1	13,673	4,697	14,46	21,992
ЩО ОУ с лампами накаливания ДРЛ	-	-	1,28 4,85	- 0,85	1 0,95	- 0,33	1,28 4,123	- 1,361	1,28 4,342	-	-	-	1,28 4,123	- 1,361	1,28 4,342	-
Всего по ЩО	6,13	0,85	0,98	0,33	>3	5,403	1,361	5,622	-	-	-	5,403	1,361	5,622	8,55
Всего на ШНН	31,027	12,387	34,229	-
ПОТЕРИ	0,685	3,423	3,401	-
Всего на ВН	31,705	15,81	37,63	-