Как найти коэффициент использования электроприемника

Коэффициент использования

Основным показателем режима работы ЭП является коэффициент использования активной мощности одного ЭП Ки или группы ЭП Ки – это отношение средней активной мощности отдельного приемника или группы к ее номинальному значению:

Коэффициент использования

Зная график нагрузки по активной мощности, коэффициент использования активной мощности ЭП за смену может быть определен из выражения:

Коэффициент использования

где Эсм – активная энергия, потребляемая за наиболее загруженную смену;

Эном – энергия, которая могла бы быть потреблена за смену при номинальной загрузке всех ЭП.

График нагрузки

График нагрузки по активной мощности

Площадь под графиком нагрузки в масштабе выражает количество потребляемой электрической энергии за смену (год).

Средние нагрузки для смены определяются по выражению Рсм = Эсм/tсм.

Значения Ки для различных ЭП определены из опыта эксплуатации и принимаются при проектировании по справочным материалам.

Принято:

если Ки < 0,6, то ЭП (или группа) работают с переменным графиком нагрузки;

если Ки ≥ 0,6, то ЭП (или группа) работают с постоянным графиком нагрузки.

Коэффициент использования

Коэффициенты использования и коэффициенты мощности некоторых электроприемников промышленных предприятий_2

Для электрических сетей расчетными нагрузками являются наибольшие возможные нагрузки длительностью не менее 30 мин.
Величина расчетной нагрузки зависит от числа и установленной мощности электроприемников, характера производства и степени автоматизации — производственного процесса.

1. Номинальная (установленная) мощность электроприемников

Номинальная активная мощность для одного электроприемника определяется по формулам:
для приемников освещения и электродвигателей при длительном режиме работы


для электродвигателей повторно-кратковременного режима работы


для трансформаторов электропечей


для трансформаторов сварочных машин и аппаратов и сварочных трансформаторов ручной сварки



где Рн — номинальная мощность приемника освещения или номинальная (паспортная) мощность электродвигателя для длительного режима работы, кВт;
ПВн — номинальная (паспортная) продолжительность включения, отн. ед.;
Рн.п — паспортная мощность электродвигателя при номинальной относительной продолжительности включения, кВт;
Sн — паспортная мощность трансформатора, кВА;
cos
φн— коэффициент мощности электропечи, сварочного аппарата или сварочного трансформатора при номинальных условиях.
Номинальная мощность группы электроприемников определяется как сумма номинальных мощностей всех электроприемников:


где ру — номинальная мощность электроприемника, кВт;
n — общее число электроприемников в группе.

2. Расчетные нагрузки

Для одного электроприемника расчетная активная мощность принимается равной:
при длительном режиме работы


при повторно-кратковременном режиме работы


где ру — номинальная мощность электроприемника, кВт.
При повторно-кратковременном режиме работы электроприемника установленная мощность должна быть приведена к длительному режиму работы по одной из формул (3-2) или (3-4).
Расчетная реактивная мощность одного электроприемника определяется из выражения


где φ — фазовый угол тока электроприемника при режиме расчетной нагрузки.
Для группы электроприемников числом до 3 включительно активная и реактивная расчетные мощности определяются как суммы соответственно активных и реактивных нагрузок электроприемников группы.
При ориентировочных расчетах допускается определять расчетную активную мощность одной или нескольких групп электроприемников по формуле


где Кс и Ру — соответственно средняя величина коэффициента спроса и установленная мощность группы однотипных электроприемников;
n
— общее число групп электроприемников. Реактивная расчетная мощность может быть определена из выражения


где φ — фазовый угол суммарного тока всей группы электроприемников для режима расчетной нагрузки.
Средние значения коэффициента спроса силовой нагрузки для некоторых производств приведены в табл. 3-1 и 3-2.
Коэффициент спроса осветительной нагрузки промышленных предприятий и относящихся к ним вспомогательных и бытовых сооружений принимается по табл. 3-3.
В общем случае коэффициент спроса группы электроприемников промышленного предприятия определяется как произведение коэффициентов использования (Ки) и максимума (Км):

КсиКм (3-11)

Коэффициенты использования и максимума группы электроприемников соответственно равны:


где Рсм — средняя активная нагрузка рассматриваемой группы электроприемников за наиболее нагруженную смену предприятия, квт;
Р и Ру — соответственно расчетная и номинальная активная мощности той же группы электроприемников, квт.
Значения коэффициентов использования в зависимости от типа приводимых механизмов и характера производства приведены в табл. 3-1.
Значения коэффициента использования для нескольких групп электроприемников с разными значениями коэффициента использования определяются по формуле (3-12), в которой под Рсм следует понимать сумму средних нагрузок за наиболее нагруженную смену для всех групп электроприемников:


Коэффициент спроса группы электроприемников для ориентировочных расчетов может быть принят в зависимости от коэффициента использования по табл. 3-4.

3. Определение коэффициента максимума

При расчетах на стадии технического проекта или рабочих чертежей расчетные нагрузки определяются с учетом коэффициента максимума, величина которого зависит от коэффициента использования и эффективного числа электроприемников.
Под эффективным числом группы электроприемников с различной установленной мощностью и разными режимами работы понимается такое число приемников, одинаковых по мощности и однородных по режиму работы, которое обеспечивают ту же величину расчетной нагрузки, что и рассматриваемая группа различных по мощности и режиму работы электроприемников.
В общем случае эффективное число электроприемников может быть найдено из выражения


Эффективное число электроприемников может быть принято равным фактическому их числу в следующих случаях:
а) когда мощность всех приемников одинакова;
б) при коэффициенте использования Ки>0,8;
в) когда выполняются указанные в табл. 3-5 соотношения между коэффициентом использования и величиной отношения, равного:


где Ру.макс и Ру.мин — соответственно номинальные активные мощности наибольшего и наименьшего электроприемников в группе, квт.
При определении Ру.мин должны быть исключены наиболее мелкие электроприемники, суммарная мощность которых не превосходит 5% мощности всей группы приемников.
Когда указанные условия не выполняются, эффективное число электроприемников определяется в зависимости от величин Р*и
n*, вычисляемых пo формулам (*звездочки, поставленные под буквенными обозначениями, указывают на относительные величины).



где n общее число электроприемников группы;
сумма номинальных мощностей всей группы, квт;
число приемников в группе, номинальная мощность каждого из которых больше или равна половине номинальной мощности наиболее мощного приемника в группе;

сумма номинальных мощностей этих приемников, квт.

Мелкие электроприемники, суммарная мощность которых не превосходит 5% номинальной мощности всех электроприемников, при определении не учитываются.
В зависимости от величин р* и
n* по табл. 3-6 находят величину относительного значения эффективного числа электроприемников:


и определяют эффективное число приемников умножением полученного значения на общее число электроприемников группы:


В зависимости от коэффициента использования Ки и эффективного числа приемников nэ по табл. 3-7 определяется коэффициент максимума Км.
Величины расчетных активной и реактивной мощностей группы электроприемников определяется по формулам:



где Рсм — средняя активная мощность для группы электроприемников за наиболее нагруженную смену, кВт;
tgφ
 — соответствует характерному для данной группы электроприемников значению фазового угла в режиме максимальной активной мощности.
Полная расчетная мощность определяется из выражения


расчетный ток — по формуле


где U1 — номинальное напряжение сети, кв.
Коэффициент мощности при режиме расчетной нагрузки равен:


При определении эффективного числа электроприемников для большого числа питающих линий, нескольких трансформаторных пунктов, распределительных подстанций и т. п. допускается применять упрощенную методику расчета, которая заключается в следующем.
Для отдельных линий или подстанций, для которых ранее были определены величины номинальной мощности и эффективного числа электроприемников вычисляются мощности условных электроприемников по формуле


где Ру и nэ — соответственно номинальная мощность и эффективное число электроприемников рассматриваемой линии или подстанции.
При этом не учитывается нагрузка резервных электроприемников, ремонтных сварочных трансформаторов и других ремонтных электроприемников, пожарных насосов, а также электроприемников, работающих кратковременно (дренажные насосы, задвижки, вентили, щитовые затворы и т. п.). Нагрузка таких электроприемников учитывается только при расчете питающих эти приемники линий и линий, питающих силовые распределительные пункты, к которым они подключены.
Определение эффективного числа электроприемников, коэффициентов максимума и спроса для условных электроприемников, вычисленных по формуле (3-26), производится методом, изложенным выше для индивидуальных приемников.
При окончательном подсчете нагрузок должны быть учтены реактивные мощности присоединенных к сети батарей конденсаторов (мощности батарей статических конденсаторов учитываются со знаком «минус»), а также потери активной и реактивной мощности в понижающих трансформаторах.
Для электроприемников с малоизменяющейся во времени нагрузкой (насосы водоснабжения, вентиляторы, отопительные и нагревательные приборы, печи сопротивления и т. п.) коэффициент спроса может быть принят равным коэффициенту использования:

Кси (3-27)

Изложенный метод определения расчетных нагрузок рекомендуется применять на всех ступенях и для всех элементов системы электроснабжения промышленных предприятий без введения в расчеты понижающих коэффициентов. Допускается применение коэффициента участия в максимуме в пределах 0,9—0,95 в случаях, когда при определении нагрузок на высших ступенях системы электроснабжения можно ожидать несовпадения во времени максимально загруженных смен, а также при ориентировочных расчетах.
В табл. 3-8 дано число часов использования максимальной мощности для осветительной нагрузки промышленных предприятий.

Пример 3-1.

В отделении цеха промышленного предприятия установлена группа электродвигателей на номинальное напряжение 380 в с длительным режимом работы. По величине коэффициента использования электроприемники разбиваются на три подгруппы, для каждой из которых в табл. 3-9 указаны число и мощность двигателей, суммарная номинальная мощность, величины коэффициентов использования и мощности.
Требуется определить расчетные нагрузки для всей группы электродвигателей отделения.

Таблица 3-9 Расчетные данные для примера 3-1
№ подгрупп электро-приемников Количество и номинальная мощность электроприемников Суммарная мощность, квт Коэф-фициент исполь-зования Коэф-фициент мощности Средняя мощность за наиболее нагруженную смену
кол-во мощность, квт кол-во мощность, квт кол-во мощность, квт Активная, квт Реактивная,
квар
1 2 100 3 22 266 0,6 0,85 0,62 160 99
2 б 30 180 0,7 0,75 0,88 126 111
3 4 17 6 4 10 2,2 114 0,3 0,6 1,33 34 45
Для всей группы электроприемников 560 0,573 0,78 0,80 320 255

Примечание. В первых семи столбцах указаны заданные величины. Остальные величины определены были при решении примера.

Решение.

Определяются значения tgφ в зависимости от величин cosφ (полученные значения указаны в табл. 3-9).
Для каждой из подгрупп двигателей определяются средние мощности за наиболее загруженную смену.
Для первой подгруппы средняя активная мощность по (3-12) равна:


средняя реактивная мощность по (3-8)


Аналогично определяются средние мощности для второй и третьей подгрупп электродвигателей.
Суммарные средние активная и реактивная мощности отделения цеха за наиболее загруженную смену равны соответственно:



Среднее значение


Общее число электродвигателей

n=2+3+6+4+6+10=31

Групповой коэффициент использования для всех электродвигателей определяется по (3-12):


Для определения коэффициента максимума следует найти значение эффективного числа электроприемников.
Мощность наибольшего двигателя группы (табл. 3-9)

мощность наименьшего двигателя

Электродвигатели мощностью по 2,2 квт при этом не учитываются, так как их суммарная мощность составляет меньше 5% общей мощности группы двигателей:


По (3-16) значение отношения


Согласно данным табл. 3-5 эффективное число электроприемников не может быть приравнено действительному их числу и должно быть определено по табл. 3-6 в зависимости от величин р* и n*
Как видно из табл. 3-9, число электроприемников в группе,
установленная мощность каждого из которых равна или больше половины мощности наиболее крупного приемника, n1=2, так как половина мощности наиболее крупного электродвигателя составляет 100/2 = 50 кВт и указанное число ограничивается числом двигателей мощностью по 100 кВт. Мощность этих двигателей равна:

Находим значения р* и n* соответственно по (3-17) и (3-18):



По табл. 3-6 для полученных значений р* и n* определяем относительное значение эффективного числа электроприемников:


(согласно примечанию к табл. 3-6 для промежуточного значения величины n* принята ближайшая меньшая величина n*э).
Эффективное число электроприемников определяется по (3-20):


В зависимости от значения группового коэффициента использования Ки=0,573 и эффективного числа электроприемников nэ=11,8 по табл. 3-7 путем интерполяции определяем величину коэффициента максимума:

Км=1,24

Величины расчетных активной и реактивной мощности отделения цеха предприятия определяются по (3-21) и (3-22):


Величина полной расчетной мощности по (3-23) равна

а коэффициента мощности по (3-25)


Пример 3-2.

Определить расчетные нагрузки для линии на номинальное напряжение 6 кв, питающей четыре цеховых ТП, для которых предварительным расчетом были определены мощность и эффективное число электроприемников, а также средние активная и реактивная мощности за наиболее нагруженную смену (см. табл. 3-10).
Общая мощность присоединенных к сети батарей конденсаторов составляет 650 квар.

Таблица 3-10 Расчетные данные для примера 3-2
№ ТП Номинальная мощность Ру, квт Средняя мощность за наиболее нагруженную смену Эффективное число электроприемников nэ Мощность условного электроприемника Р’у, квт
активная Рсм, квт реактивная Qсм, квар
1
2
3
4
460
1200
410
300
280
450
145
245
240
340
170
240
26
45
46
22
17,7
26,7
8,92
13,6
Всего 2370 1120 990 139

Решение.

Определяем коэффициент использования всех присоединенных к линии электроприемников по (3-12):

Определяем мощности условных электроприемников из (3-26): для ТП1


для ТП2


Результаты расчета указаны в табл. 3-10.
Вычисляем отношение мощностей наибольшего условного электроприемника и наименьшего по (3-16):


Полученные значения коэффициента использования и величины m удовлетворяют указанным в табл. 3-5 условиям, следовательно эффективное число электроприемников для линии, питающей ТП1-4, может быть принято равным суммарному фактическому числу условных приемников nэ=139.
Величину коэффициента максимума определяем по табл. 3-7 в зависимости от значений Ки =0,473 и
nэ=139:

Км = 1,06

Значения расчетных нагрузок (мощностей) определяем по формулам (3-21) — (3-25).
1. При отключенных батареях конденсаторов
Активная мощность


Реактивная мощность


Полная мощность


Ток линии


Коэффициент мощности


2. При полностью включенных батареях конденсаторов
Активная мощность (пренебрегая потерями мощности в конденсаторах)

Р= 1190 квт

Реактивная мощность

Q = 1050-650 = 400 кВАР


Полная мощность

Ток линии


Коэффициент мощности

Коэффициент использования, для чего нужен?

    Основным показателем режима работы электроустановки является коэффициент использования активной мощности одной электроустановки  kи или группы электроустановок  Ки – это отношение средней активной мощности отдельного приемника или группы к ее номинальному значению:

kи = pc/pном;

    Зная график нагрузки по активной мощности, коэффициент использования активной мощности электроустановки  за смену может быть определен из выражения

где Эсм – активная энергия, потребляемая при наиболее загруженной смене;

Эном – энергия, которая могла бы быть потреблена за смену при номинальной загрузке всех электроприемников.

    Площадь под графиком нагрузки в масштабе выражает количество потребляемой электрической энергии за смену (год).

Средние нагрузки для смены определяются по выражению

Рсм = Эсм/tсм.

    Значения коэффициента использования Ки для различных электроприемников определены из опыта эксплуатации и принимаются при проектировании по справочным материалам.

Принято:

— если Ки меньше 0,6, то электроприемники  (или группа) работают с переменным графиком нагрузки;

— если Ки больше или равно 0,6, то электроприемники (или группа) работают с постоянным графиком нагрузки.

Таблица. Коэффициенты использования и коэффициенты мощности некоторых электроприемников промышленных предприятий

Наименование ЭП

Ки

cosф

Металлорежущие станки мелкосерийного производства с нормальным режимом работы (мелкие токарные, строгальные, долбежные, фрезерные, сверлильные, и т.п.)

0,12 – 0,14

0,5

То же при крупносерийном производстве

0,16

0,6

То же при тяжелом режиме работы (штамповочные прессы, автоматы, револьверные, обдирочные, зубофрезерные, а также крупные токарные, фрезерные, и т.п.)

0,17 – 0,25

0,65

Поточные линии, станки с ЧПУ

0,6

0,7

Переносный электроинструмент

0,06

0,065

Вентиляторы, эксгаустеры, санитарно-техническая  вентиляция

0,6 – 0,8

0,8 – 0,85

Краны, тельферы, кран-балки при ПВ = 25 %

0,06

0,5

То же при ПВ = 40 %

0,1

0,5

Транспортеры

0,5 – 0,6

0,7 – 0,8

Сварочные трансформаторы дуговой сварки

0,25 – 0,3

0,35 – 0,4

Приводы молотов, ковочных машин, волочильных станков, очистных барабанов, бегунов и др.

0,2 – 0,24

0,65

Элеваторы, шнеки, несбалансированные конвейеры

0,4 – 0,5

0,6 – 0,7

Однопостовые сварочные двигатель — генераторы

0,3

0,6

Многопостовые сварочные двигатель — генераторы

0,5

0,7

Сварочные машины шовные

0,2 – 0,5

0,7

Насосы, компрессоры, дизель — генераторы, двигатель — генераторы

0,7 – 0,8

0,8 – 0,85

Сварочные машины стыковые и точечные

0,2 – 0,25

0,6

Сварочные дуговые автоматы

0,35

0,5

Печи сопротивления с автоматической загрузкой изделий, сушильные шкафы, нагревательные приборы

0,75 – 0,8

0,95

Печи сопротивления с неавтоматической загрузкой

0,5

0,95

Вакуум — насосы

0,95

0,85

Вентиляторы высокого давления

0,75

0,85

Вентиляторы к дробилкам

0,4 – 0,5

0,7 – 0,75

Газодувки (аглоэкструдеры) при синхронных двигателях

0,6

0,8 – 0,9

То же при асинхронных двигателях

0,8

0,8

Молотковые дробилки

0,8

0,85

Шаровые мельницы

0,8

0,8

Грохоты

0,5 – 0,6

0,6 – 0,7

Смесительные барабаны

0,6 – 0,7

0,8

Чашевые охладители

0,7

0,85

Сушильные барабаны и сепараторы

0,6

0,7

Электрофильтры

0,4

0,87

Вакуум-фильтры

0,3

0,4

Вагоноопрокидыватели

0,6

0,5

Грейферные краны

0,2

0,6

Лампы накаливания

0,85

1,0

Люминесцентные лампы

0,85 – 0,9

0,95

Коэффициент использования установленной мощности

    Коэффициент использования установленной мощности — важнейшая характеристика эффективности работы предприятий электроэнергетики. Она равна отношению среднеарифметической мощности к установленной мощности электроустановки за определённый интервал времени. В ядерной энергетике дают немного другое определение: коэффициент использования установленной мощности равен отношению фактической энерговыработки реакторной установки за определённый период эксплуатации к теоретической энерговыработке при работе без остановок на номинальной мощности. Нетрудно заметить, что значение коэффициента использования установленной мощности при обоих способах подсчёта будет одинаковым, однако последнее определение, во-первых соответствует международному понятию коэффициента использования установленной мощности (за исключением словосочетания реакторная установка, которое в общем-то можно заменить на электроустановка, определение при этом останется правильным и будет полностью соответствовать международному значению), а во-вторых предполагает более простой подсчёт его значения.

    Важность коэффициента использования установленной мощности заключается в том, что этот параметр характеризует эффективность электростанции в целом, включая не только её технологическое совершенство, но и квалифицированность персонала, организацию работы как руководством самой станции, так и организацию всей отрасли на государственном уровне, а также учитывает многие другие факторы.

    В большинстве стран ведётся упорная борьба за высокий коэффициент использования установленной мощности электростанций, что особенно важно в свете последних мировых тенденций по увеличению энергоэффективности и энергосбережения. Особую роль эта характеристика играет в ядерной энергетике, что связано с некоторыми специфическими особенностями обеспечения высокого коэффициента использования установленной мощности в этой сфере. 

Рубрика: Проектно-изыскательные работы 

1.3. Расчет электрических нагрузок

Расчет электрических нагрузок выполняется с целью правильного выбора сечений линий и распределительных устройств, коммутационных и защитных аппаратов, числа и мощности трансформаторов на разных уровнях системы электроснабжения. В зависимости от места определения расчетных нагрузок и необходимой точности расчет выполняется:

методом упорядоченных диаграмм показателей графиков нагрузок (по средней мощности и коэффициенту максимума);

по установленной мощности и коэффициенту спроса;

по средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузок;

по удельной нагрузке на единицу производственной площади;

по удельному расходу электроэнергии на единицу продукции при заданномобъеме выпуска продукции за определенный период.

Определение расчетной нагрузки по удельным показателям дополняет первые три метода и позволяет проверить полученные по ним результаты.

1.3.1. Определение расчетных электрических нагрузок в трехфазных сетях

Метод упорядоченных диаграмм. Основной метод расчета электрических нагрузок. По нему определяются максимальные (Рм, Qм, Sм) расчетные нагрузки группы электроприемников. Для этого в пределах расчетного узла выделяют группу ЭП с переменным (группа А) и группу ЭП с практически постоянным графиком нагрузок (группа Б).

К электроприемникам с практически постоянным графиком нагрузки могут быть отнесены такие, у которых ки 0,6, квкл = 1 и коэффициент заполнения суточного графика за наиболее загруженную

смену кзап 0,9. При

отсутствии

таких

данных ЭП

относят к

электроприемникам с переменным графиком нагрузки.

Максимальные расчетные нагрузки группы приемников с

переменным графиком нагрузки определяются из выражений:

Рм = Км Рсм;

Qм= Км Qсм;

Sм =

Рм2 + Qм2 ,

(1.13)

где Рм, Qм, Sм – максимальные активная, реактивная и полная нагрузки; Км – коэффициент максимума активной нагрузки (справочные данные, например [2]); Км – коэффициент максимума

реактивной нагрузки: Км = 1,1 при nэф 10 и Км = 1 при nэф > 10;

20

Рсм, Qсм – средняя активная и реактивная мощности всей группы электроприемников за наиболее загруженную смену:

n

n

n

Рсм =

рсмi = ки i рном i ;

Q= pсмi tgϕi ,

(1.14)

i =1

i =1

i =1

где ки – коэффициент использования отдельного ЭП (справочные данные [1]);

рном – номинальная мощность отдельного ЭП, приведенная к длительному режиму (резервные ЭП не учитываются);

tgϕ – коэффициент реактивной мощности (справочные данные [1]); Км = f(Ки, nэф) – определяется по таблице или графикам [1, 2], может

быть оценен по соотношению:

Км = 1 +

1,5

1Ки

,

(1.15)

nэф

Ки

где nэф – эффективное число электроприемников;

Ки – средневзвешенный коэффициент использования группы ЭП:

К

и

=

Рсм

,

(1.16)

Р

ном

где Рном – суммарная номинальная мощность ЭП всей группы. nэф = f(n, m, Ки, Рном) может быть определено по соотношению:

n

2

рном i

2

n

эф

=

i =1

=

Рном

(1.17)

n

рном2

n

i

рном2

i

i =1

i =1

или одним из упрощенных способов,

где n – фактическое число электроприемников в группе; т – показатель силовой сборки в группе:

m =

рсм max

,

(1.18)

рном min

где рном max, рном min – номинальные приведенные к длительному режиму активные мощности наибольшего и наименьшего ЭП в группе.

Для электроприемников с практически постоянным графиком нагрузки максимальная расчетная нагрузка принимается равной средней мощности за наиболее загруженную смену (Рм = Рсм; Qм = Qсм).

Основные положения по определению расчетных электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм приведены в таблице 1.3.

Определение эффективного числа электроприемников. Под эффективным числом электроприемников понимается такое число

21

Таблица 1.3.

Сводка основных положений по определению расчетных электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм

Фактическое

число элек-

т

=

Рном max

nэф

Рм, кВт

Qм, кВАр

троприемни-

Pном min

ков в группе,

n

n

n

Три и менее

не определяется

Рм = рном i

Qм = рном i tgϕi

i=1

i=1

При

т 3

Рм = Км Рсм =

При nэф 10

определении

n

Qм = 1,1 Qсм;

исключаются

ЭП,

= Км ки i рном i

суммарная

мощ-

i=1

при nэф > 10

nэф = n

(Км определяется

ность

которых

не

по таблице)

Qм = Qсм =

превышает

5%

n

tgϕi

n

= рсмi

рном

группы

i=1

i=1

n

Qм = 0,75 Рм

Рм= кзагрi рномi

(для ЭП длитель-

i=1

т > 3

(допускается

ного режима

nэф < 4

принимать

cosϕ=0,8;

Более трех

(точное определе-

ние не требуется)

кзагр=0,9

для ЭП

tgϕ=0,75);

длительного ре-

Qм = Рм

жима и кзагр=0,75

(для ЭП ПКР

для ЭП ПКР)

cosϕ=0,7; tgϕ=1)

При nэф 10

Рм = Км Рсм

Qм = 1,1 Qсм;

т > 3

nэф 4

при nэф > 10

(Км определяется

Qм = Qсм =

по таблице)

n

= рсмi

tgϕi

i=1

Рм = Рсм =

т > 3

nэф > 200

n

рном i

Qм = Qсм

= ки i

i=1

Если более

75% установленной

мощности расчетного узла со-

не определя-

Рм = Рсм =

Qм = Qсм =

ставляют ЭП с практически по-

n

n

tgϕi

стоянным графиком

нагрузки

ется

= ки i

рном i

= рсмi

(ки 0,6, квкл 1, кзаполн > 0,9

на-

i=1

i=1

сосы, компрессоры, вентиляторы)

При наличии в расчет-

Определяется

только

Рм = Рм1

+ Рм2=

ном узле ЭП с пере-

для ЭП с переменным

Qм = Qм1

+ Qсм2

менным и постоянным

графиком нагрузки

= Км Рсм1 + Рсм2

графиком нагрузки

22

однородных по режиму работы приемников одинаковой мощности, которое обуславливает ту же величину расчетной нагрузки, что и группа фактических различных по номинальной мощности и режиму работы приемников.

Пример 1.5. К трем силовым распределительным пунктам присоединены 24 электроприемника длительного режима работы следует номинальных мощностей: 3 по 20 кВт, 6 по 10 кВт, 5 по 7 кВт и 10 по 4,5 кВт. Определить nэф.

Решение.

Так как отсутствует дополнительная информация об электроприемниках, для определения nэф воспользуемся соотношением (1.17):

n

2

рном i

(3 20 + 6 10

+ 5 7 + 10 4,5)

2

200

2

i 1

nэф =

=

=

=

= 18 .

n

3 20

2

+ 6 10

2

+ 5 7

2

+ 10

4,5

2

2248

рном2

i

i=1

Способы упрощенного вычисления nэф.

1. При четырех и более фактических ЭП в группе эффективное число приемников nэф считается равным фактическому n при т ≤ 3 и

любом Ки.

При определении nэф исключаются те наименьшие ЭП группы, суммарная номинальная мощность которых не превышает 5% суммарной номинальной мощности всей группы Рном. При этом число исключенных электроприемников не учитывается также и в величине n.

Пример 1.6. Определить nэф для группы ЭП длительного режима работы следующих номинальных мощностей: 10 по 0,6 кВт, 5 по 4,5 кВт, 6 по 7 кВт, 5 по 10 кВт и 2 по 14 кВт. Групповой коэффициент использования Ки = 0,5.

Решение.

Проверяем возможность принять в расчете nэф = n. Определяем значение показателя силовой сборки в группе т.

Десять наименьших электроприемников по 0,6 кВт могут быть исключены, так как их суммарная мощность 6 кВт меньше 5% общей суммарной номинальной мощности приемников всей группы (Рном = 148,5 кВт). Тогда наибольшим по мощности в группе будет приемник 14 кВт, наименьшим – 4,5 кВт. Следовательно:

т =

рном max

=

14

3.

рном min

4,5

При т = 3 и Ки = 0,5 значение nэф может быть принято равным n, что без учета исключенных приемников составит:

nэф = 28 10 = 18 .

Сравним полученный результат с расчетом по (1.17):

23

n

2

рном i

(10 0,6 + 5 4,5

+ 6

7 + 5 10 +

2

148,5

2

1

2 14)

nэф =

i=

=

=

= 17 .

n

10 0,6

2

+ 5 4,5

2

+ 6

7

2

+

5 10

2

+ 2 14

2

1290,8

рном2

i

i=1

Полученные значения nэф достаточно близки.

2. При т > 3 и Ки ≥ 0,2 эффективное число электроприемников определяется по соотношению:

n

2 рном i

nэф =

i =1

.

(1.19)

рном max

В тех случаях, когда найденное по этой формуле nэф оказывается больше, чем п фактическое, следует принимать nэф = n.

Пример 1.7.

Определить nэф для группы приемников длительного режима работы следующих номинальных мощностей: 4 по 20 кВт, 5 по 14 кВт, 6 по 10 кВт, 5 по 7 кВт, 4 по 4,5 кВт, 5 по 2,8 кВт и 20 по 1 кВт. Групповой коэффициент использования Ки = 0,4.

Решение.

Определим величины n и т:

n = 4 + 5 + 6 + 5 + 4 + 5 + 20 = 49 ;

т =

рном max

=

20

= 20 .

рном min

1

Следовательно, эффективное число ЭП не может быть принято равным фактическому числу приемников, так как т > 3.

При т > 3 и Ки = 0,4 по формуле (1.19) имеем:

n

2 рном i

= 2 297

nэф =

i=1

= 30 .

рном max

20

По соотношению (1.17) nэф составит:

n

2

рном i

(4

20 + 5 14 + 6 10 +

5 7 + 4 4,5 + 5

2

297

2

1

2,8 + 20 1)

nэф =

i=

=

=

= 25 .

n

2

2

2

2

2

2

2

рном2

i

4

20

+ 5

14

+ 6 10

+

5 7

+ 4

4,5

+

5 2,8

+ 20

1

3485

i=1

Погрешность в определении величины Км в связи с упрощенным вычислением nэф составляет около 1%.

3. При т > 3 и Ки < 0,2 эффективное число электроприемников определяется с помощью кривых или таблиц [1, 2]. Порядок определения nэф следующий:

24

определяется наибольший по номинальной мощности электроприемник рассматриваемой группы;

определяются наиболее крупные электроприемники, номинальная мощность которых равна или больше половины мощности наибольшего электроприемника группы;

определяются число n1 и суммарная номинальная мощность Рном 1 наибольших электроприемников группы;

определяются число n и суммарная номинальная мощность Рном всех приемников группы;

• находятся значения n =

1

и Р =

Рном1

;

*

n

n

*

Рном

по кривым или по таблице [1, 2] по найденным значениям n* и

Р* определяется величина nэф*, а затем из выражения nэф* = nэф n находится nэф = nэф* n .

Пример 1.8.

Определить nэф для группы электроприемников длительного режима работы следующих номинальных мощностей: 4 по 10 кВт, 5 по 7 кВт, 4 по 4,5 кВт, 5 по 2,8 кВт и 20 по 1 кВт. Групповой коэффициент использования Ки = 0,1.

Решение.

Рассмотрим возможность применения каждого из способов упрощенного вычисления nэф для данного примера.

Значение показателя силовой сборки в группе равно:

т =

рном max

=

10

= 10 .

рном min

1

При т = 10 эффективное число ЭП не может быть принято равным n согласно первому способу. Соотношение (1.19) не применимо, так как Ки < 0,2. Следовательно, nэф должно быть определено по третьему способу.

Общее количество электроприемников в группе составляет n = 38, а их суммарная мощность:

38

Рном = рном i = 4 10 + 5 7 + 4 4,5 + 5 2,8 + 20 1 = 127 кВт.

i=1

Наибольшие ЭП в группе: 4 по 10 кВт и 5 по 7 кВт, то есть n1 = 4 + 5 = 9. Суммарная мощность наибольших электроприемников:

Рном1 = 4 10 + 5 7 = 75 кВт.

Тогда

Рном1

=

n

=

9

= 0,23; Р

=

=

75

= 0,59 .

n

1

n

38

Рном

127

*

*

По таблице [1, 2] для n* = 0,23 и Р* = 0,59 находим nэф * = 0,56.

Следовательно,

25

nэф = nэф * n = 0,56 38 = 21.

По соотношению (1.17) эффективное число электроприемников составит:

n

2

рном i

(4 10 + 5 7 + 4

4,5

+ 5 2,8 +

2

2

n

эф

=

i=1

=

20 1)

= 127

= 21,

n

2

2

2

2

2

рном2

i

4 10

+ 5

7

+ 4

4,5

+

5 2,8

+

20 1

785

i=1

то есть оба способа дают один и тот же результат.

Примеры применения метода упорядоченных диаграмм для расчета электрических нагрузок объектов.

Пример 1.9.

По рассчитанным в примере 1.3 параметрам электропотребления и приведенным исходным данным уточнить расчетную нагрузку трехфазной линии, питающей электроприемники. Оценить погрешность расчета нагрузки при определении Км по таблице и соотношению (1.15).

Решение.

Расчетная нагрузка линии находится по коэффициенту максимума Км и среднесменной нагрузке, которая составляет 54 кВт (см. решение примера 1.3). Для определения Км находится:

коэффициент использования группы электроприемников:

Ки = Рсм = 54 = 0,15 ;

Рном 370

показатель силовой сборки в группе:

т =

рном max

=

3

< 3

рном min

1,1

эффективное число электроприемников:

так как т < 3, то nэф = n = 154 (см. исходные данные к примеру 1.3). При Ки = 0,15 и nэф = 154 коэффициент максимума по таблице [1, 2] равен Км 1 = 1,15, а расчетная нагрузка составляет:

Ррасч1 = Км1 Рсм = 1,15 54 = 62 кВт.

По соотношению (1.15) коэффициент максимума равен:

Км 2

= 1+

1,5

1Ки

= 1+

1,5

10,15 = 1,29

;

nэф

Ки

154

0,15

а расчетная нагрузка:

Ррасч 2 = Км 2 Рсм = 1,29 54 = 70 кВт.

Ошибка в определении расчетной нагрузки не превышает:

δ =

Ррасч 2 Р

расч1

100% =

70 62

100% = 13% .

Ррасч1

62

26

Пример 1.10.

Определить электрическую расчетную нагрузку троллея, от которого питаются два заливочных крана, имеющих следующие механизмы:

а) главный подъем, ПВ = 25% с двумя двигателями по 100 кВт (могут работать только одновременно);

б) вспомогательный подъем, главная и вспомогательная тележки, ПВ = 25% с тремя двигателями: 2 по 15 кВт и один 60 кВт;

в) передвижение моста, ПВ = 25% с двумя двигателями по 80 кВт. Коэффициент использования для механизмов заливочного крана равен 0,2, а cosϕ = 0,6. Напряжение сети 380 В.

Решение.

Всего на одном кране 5 электроприемников (7 электродвигателей), из которых один с двумя электродвигателями, общая паспортная (установленная) мощность – 450 кВт (на двух кранах – 900 кВт).

Все электроприемники приводятся к ПВ = 100%: а) главный подъем:

2

Рном1 = рном i ПВi

= 2 100 0,25 = 2 50 = 100 кВт;

i=1

б) вспомогательный подъем и тележки:

3

Рном 2 = рном i ПВi

= 2

15

0,25 + 60 0,25 = 2 7,5 + 30 = 45 кВт;

i=1

в) передвижение моста:

2

Рном 3 = рном i

ПВi

= 2 80 0,25 = 2 40 = 80 кВт.

i=1

Суммарная номинальная (установленная) мощность электроприемников одного крана, приведенная к ПВ = 100%:

Рном = Рном1 + Рном 2 + Рном3 = 100 + 45 + 80 = 225 кВт,

а двух кранов – 450 кВт.

Определяется показатель силовой сборки в группе:

т =

рном max

=

2

50

> 3 .

рном min

7,5

Здесь рном max – мощность двух электродвигателей главного подъема, которые работают одновременно. Оба эти электродвигателя принимаются как один электроприемник (2 50 = 100 кВт);

рном min – мощность двигателя тележки (7,5 кВт).

Так как т > 3, а Ки = 0,2, то nэф определяется по соотношению (1.19):

n

2 рном i

2 450

nэф =

i=1

=

= 9 .

рном max

100

По справочным данным [1, 2] при nэф = 9 и Ки = 0,2 коэффициент максимума равен 1,9.

Средняя нагрузка за наиболее загруженную смену составит:

Рсм = Ки Рном = 0,2 450 = 90 кВт; 27

Qсм = Рсм tgϕ = 90 1,33 = 120 кВАр;

а максимальная расчетная:

Рм = Км Рсм = 1,9 90 = 171кВт; Qм = 1,1 Qсм = 1,1 120 = 132 кВАр;

Sм = Рм2 + Qм2 = 1712 + 1322 = 216 кВА;

I м =

Sм

=

216

= 328

А.

Uном

3

0,38

3

Пример 1.11.

Определить максимальную расчетную нагрузку линии, от которой запитаны следующие электроприемники длительного режима работы:

а) 2 по 80 кВт, 2 по 50 кВт, cosϕ = 0,8, ки = 0,4;

б) один ЭП мощностью 40 кВт, 6 по 15 кВт, cosϕ = 0,8, ки = 0,55;

в)14 двигателей разной мощности от 7 до 15 кВт общей мощности 170 кВт,

ки = 0,2, cosϕ = 0,65.

Решение.

Общая номинальная (установленная) мощность:

n

Рном = рном i = 2 80 + 2 50 + 1 40 + 6 15 + 170 = 560 кВт.

i=1

Средние активная и реактивная нагрузки за смену:

n

Рсм = ки i pном i = 0,4 2 80 + 0,4 2 50 + 0,55 1 40 + 0,55 6 15 + 0,2 170 = 216 кВт;

i=1

n

n

Qсм =

рсм i tgϕi = ки i рном i tgϕi

= 0,4 2 80 0,75 + 0,4 2 50 0,75 + = 177 кВАр.

i=1

i=1

Эффективное число электроприемников определяется по соотношению (1.19) так как:

показатель силовой сборки в группе равен:

т= рном max = 80 > 3 ;

рном min 7

средневзвешенный коэффициент использования составляет:

К

и

=

Рсм

= 216

= 0,39 > 0,2 .

Р

560

ном

Эффективное число электроприемников:

n

2pномi

2 560

пэф =

i=1

=

= 14 .

рном max

80

По найденным величинам nэф = 14 и Ки = 0,39, используя, например [1], по таблице находится коэффициент максимума Км = 1,31. Тогда максимальные активная, реактивная и полная мощности соответственно будут:

Рм = Км Рсм = 1,31 216 = 283 кВт;

28

Qм = 1,0 Qсм = 1,0 177 = 177 кВАр;

Sм = Рм2 + Qм2 = 2832 + 1772 = 336 кВА.

По величине полной мощности предварительно может быть выбран трансформатор для питания рассматриваемой группы электроприемников.

Пример 1.12.

Для примера 1.11 определить максимальную расчетную нагрузку и расчетный ток линии, заменив коэффициент использования электроприемников позиции б) на значение ки = 0,85. Напряжение сети 380 В.

Решение.

К рассматриваемой линии подключены как электроприемники с переменным графиком нагрузки (позиции а) и в)), так и электроприемники с практически постоянным графиком нагрузки (позиция б)). Для каждой из групп расчет выполняется отдельно.

Электроприемники с переменным графиком нагрузки ки < 0,6.

Общая номинальная (установленная) мощность:

n

Рном1 = рном i = 2 80 + 2 50 + 170 = 430 кВт.

i=1

Средние активная и реактивная мощности нагрузки за смену:

n

pном i = 0,4 2 80 + 0,4 2 50 + 0,2 170 = 138 кВт;

Рсм1 = ки i

i=1

n

n

Qсм1 = рсмi tgϕi =

ки i рномi

tgϕi =

i=1

i=1

= 0,4 2 80 0,75 + 0,4 2 50 0,75 + 0,2 170 1,2 = 118,8 кВАр.

Показатель силовой сборки в группе:

т

=

рном max

=

80

> 3 .

рном min

7

Средневзвешенный

коэффициент

использования

по

группе

электроприемников:

Рсм1

Ки =

=

138

= 0,32 > 0,2 .

Рном1

430

Эффективное число электроприемников (определяется по (1.19)):

n

2 рном i

2 430

nэф =

i=1

=

= 11 .

рном max

80

По найденным величинам Ки = 0,32 и nэф = 11 находится коэффициент максимума Км = 1,48. Тогда максимальные активная и реактивная мощности соответственно будут:

Рм1 = Км Рсм1 = 1,48 138 = 204,2 кВт; Qм1 = 1,0 Qсм1 = 1,0 118,8 = 118,8 кВАр.

29

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

Расчет электрических нагрузок одна из основных задач инженера-проектировщика. В этой статье мне хотелось бы рассказать про расчет электрических нагрузок промышленных установок. При расчете нагрузок промышленных объектов следует учитывать некоторые особенности.

Расчет выполняется по РТМ 36.18.32.4-92 (Указания по расчету электрических нагрузок).
Данный метод расчета не распространяется на электроприемники с резкопеременным графиком нагрузки, промышленный электрический транспорт, жилые и общественные здания, а также на электроприемники, с известным графиком нагрузки.

При расчете используются следующие определения:

Установленная мощность одного ЭП (рн) – мощность электроприемника по паспорту.

Групповая установленная активная мощность (Pн) – сумма установленных мощностей всех электроприемников силового щита.

Реактивная мощность одного ЭП (qн) – реактивная мощность одного электроприемника при номинальной активной мощности.

Групповая реактивная мощность (Qн) – алгебраическая сумма реактивных мощностей всех электроприемников силового щита.

Коэффициент использования отдельного электроприемника (ки)  или группы ЭП (Ки) – отношение средней активной мощности отдельного ЭП (рс) или группы ЭП (Рс) за наиболее загруженную смену к ее номинальному значению (рн или Рн).

Эффективное число электроприемников (nэ) – это такое число однородных по режиму работы ЭП одинаковой мощности, которое обусловливает те же значения расчетной нагрузки, что и группа различных по мощности ЭП.

Расчетная активная (Рр) и реактивная (Qр) мощность – это такая мощность, которая соответствует такой токовой нагрузке (Iр) и эквивалентна фактической изменяющейся во времени нагрузке по наибольшему возможному тепловому воздействию на элемент системы электроснабжения.

Коэффициент расчетной мощности (Кр) – отношение расчетной активной мощности (Рр) к значению (КиРн) группы ЭП.

Последовательность расчета электрических нагрузок промышленного объекта.

Для начала предлагаю скачать программу с готовыми таблицами и формулами, выполненными по форме Ф636-92. Для исключения случайного удаления формул, ячейки с формулами защищены от редактирования.

Чтобы получить программу, зайдите на страницу МОИ ПРОГРАММЫ.

В архиве кроме программы найдете также РТМ 36.18.32.4-92.doc и М788-1069.xls (Справочные данные по расчетным коэффициентам электрических нагрузок).

Данная программа позволяет рассчитывать электрические нагрузки электроустановок до 1000В. Для наглядности, ячейки, которые имеют функциональную связь, выделены одинаковым цветом.

Внешний вид таблицы для расчета ВРУ по РТМ 36.18.32.4-92

Внешний вид таблицы для расчета ВРУ по РТМ 36.18.32.4-92

Первая таблица выполнена для вводно-распределительного устройства (ВРУ) или ГРЩ. В эту таблицу заносится информация по распределительным щитам, щитам рабочего и аварийного освещения, а также одиночные электроприемники подключаемые непосредственно от ВРУ. Сюда вносим суммарную установленную мощность щита (Pн), групповой коэффициент использования (Ки) и общий коэффициент мощности силового щита. Мощность вносить только трехфазную. При наличии однофазных электроприемников, их следует привести к эквивалентной трехфазной мощности.

Если группы однофазных ЭП, которые распределены по фазам с неравномерностью не выше 15% по отношению к общей мощности трехфазных и однофазных ЭП в группе, то эквивалентная трехфазная мощность будет равна сумме всех однофазных приемников. В противном случае эквивалентную трехфазную мощность следуем принимать по наиболее загруженной фазе умноженной на три (Рэкв=3Ра или 3Рb или 3Рc).

Расчет неравномерности загрузки фаз

Расчет неравномерности загрузки фаз

Расчет нагрузок распределительных щитов производится в таблицах ЩС1-ЩС7. Думаю достаточно 7 таблиц для распределительных щитов.

Внешний вид таблицы для расчета ЩС по РТМ 36.18.32.4-92

Внешний вид таблицы для расчета ЩС по РТМ 36.18.32.4-92

При расчете распределительных силовых щитов, в таблицы вносятся также все трехфазные ЭП. Однофазные ЭП приводятся к эквивалентной трехфазной мощности. При наличии однотипных приемников с одинаковой мощностью, коэффициентом использования и коэффициентом мощностью, они объединяются в группы. После заполнения всех ЭП, необходимо выбрать из таблицы 1 коэффициент расчетной нагрузки в зависимости от эффективного числа электроприемников (nэ) и группового коэффициента использования (Ки).

Коэффициент расчетной нагрузки для ВРУ выбирается по таблице 2.

При необходимости следует выполнить компенсацию реактивной мощности. Как рассчитать мощность конденсаторной установки я уже писал. После этого необходимо пересчитать расчетный ток ВРУ с учетом компенсации реактивной мощности. Для этого в ячейку вместо (Qр) нужно записать значение реактивной мощности: Q=Qр- Qконд.установки. В итоге получим (Iр) с учетом компенсации реактивной мощности.

В программе еще можно рассчитать ток однофазного ЭП.

В принципе, если на ВРУ записывать расчетную мощность (Рр) щитов и групповой коэффициент использования (Ки) взять 1, то получим тот же результат.

По расчету общественных зданий будет посвящен отдельный пост. Там есть некоторые особенности.

Советую подписаться на новые статьи, чтобы узнать об этом как можно раньше.

Расчетная мощность любой группы электроприемников не может быть меньше номинальной мощности наиболее мощного электроприемника группы.

Также посмотрите мою статью : Определение условной трехфазной мощности, создаваемой в трехфазной сети однофазными ЭП

Условия получения программы смотрите на странице МОИ ПРОГРАММЫ.

Доработанная программа выглядит так:

Про расчет электрических нагрузок по РТМ 36.18.32.4-92:

Советую почитать:

расчетРТМ

«
*
*
*
*

»

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как найти сторону двенадцатиугольника вписанного в окружность
  • Как составить положение об оплате труда при сдельной оплате труда
  • Как найти периметр параллелограмма вписанного в окружность
  • Недавно удаленные файлы на андроид как найти
  • Как найти мою музыку в телефоне самсунг