Расчет электрических нагрузок

Электрические нагрузки систем электроснабжения определяются для выбора числа и мощности силовых трансформаторов, мощности и места подключения компенсирующих устройств, выбора и проверки токоведущих элементов по условию допустимого нагрева, расчета потерь и колебаний напряжения и выбора защиты. Под максимальной (расчетной) нагрузкой понимают наибольшее значение нагрузки элементов системы электроснабжения, усредненное на интервале времени, за которое температура этих элементов достигает установившегося значения.

Под расчетной нагрузкой по допустимому нагреву понимается такая длительная неизменная нагрузка элемента системы электроснабжения. Расчетная активная нагрузка группы приемников с переменным и постоянным графиком нагрузки определяется по средней мощности и коэффициенту максимума из выражения:

Pp=Kм*Pсм=Км*Рном*Ки где Рномноминальная суммарная активная мощность рабочих электроприемников;

Ки — групповой коэффициент использования активной мощности;

Рсм — средняя мощность рабочих электроприемников за наиболее загруженную смену, квт.

Для группы электроприемников за исключением резервных, одного режима работы средние активная и реактивная нагрузки за наиболее загруженную смену определяются по формулам:

Рсм=Ки*Рном,.

Qсм=Рсм*tg?

где tg? соответствует средневзвешанному соs?, характерному для электроприемников данного режима работы.

При наличии в группе электроприемников разных режимов работы:

Рсм=?Рсм=?Ки*Рном.

Qсм=?qсм=?рсм*tg?

Коэффициент максимума активной мощности Км определяется по справочным таблицам в зависимости от эффективного числа электроприемников группы nэ или по диаграмме.

Эффективным (приведенным) числом электроприемников nэ называется такое число однородных по режиму работы приемников одинаковой мощности, которое дает туже величину расчетного максимума Ртах, что и группа электроприемников, различных по мощности и режиму работы. Эффективное число электроприемников:

При числе ЭП в группе 4 и более допускается принимать nэ равным n при условии, что отношение номинальной мощности наибольшего в группе ЭП к номинальной мощности наименьшего:

При определении m допускается исключать мелкие ЭП, суммарная мощность которых не превышает 5% номинальной мощности всей группы.

В случае, когда величина m>3, а подсчет по формуле затруднителен из-за большого числа разнообразных электроприемников, величину nэ определяют, используя графики, по которым находят вспомогательную величину nэ* - относительное эффективное число ЭП, равное отношению зная nэ* и n, определяют nэ равное nэ*n. Значение nэ* находится в зависимости еще от двух вспомогательных величин n*и Р*:

n*=n1,/n,.

где n1 — число крупных ЭП в группе, мощность каждого из которых не менее половины мощности наибольшего ЭП:

P*=Рном/ Рном1.

где Рном1 — суммарная номинальная мощность этих крупных ЭП;

Рном1 — суммарная номинальная мощность всей группы.

В соответствии с практикой проектирования систем электроснабжения установлено, что:

а) при m>3 и Ки>=0,2 эффективное число электроприемников:

где Phom? — суммарная номинальная мощность группы ЭП; Pmaxl ;

мощность одного ЭП группы.

В тех случаях, когда nэ>n, следует принимать nэ=n.

б) при m>3 и пэ<4 расчетная максимальная нагрузка принимается Рм=Кз*?Рном Кз — коэффициент загрузки, равный 0,9 — для длительного режима работы и 0,75 — для режима ПВ.

Для ЭП с практически постоянным графиком нагрузки величина Км принимается равной 1 и максимальная расчетная мощность нагрузки определяется по средней мощности нагрузки за наиболее загруженную смену:

Рм=Рсм=Ки*Рном Реактивная максимальная расчетная мощность группы ЭП с различными режимами работы:

Qм=Км*Qсм.

В соответствии с практикой проектирования принимают:

Qм=1,1Qсм, при nэ<=10.

Qм=Qсм, при nэ>10.

После определения Рmах и Qmax подсчитывается полная мощность:

Расчетный максимальный ток для ЭП переменного тока:

Средневзвешенное значение коэффициента использования по расчетному узлу:

Ки=?Рсм/?Рн Средневзвешенное значение tg?:

Tg?c=?Qсм/?Рсм.

Пиковый ток Группы ЭП, работающих при отстающем токе, с достаточной точностью определяется из выражения:

Iм=inм+(Iм-Ки*inм),.

Где in. m — наибольший из пусковых токов двигателей в группе по паспортным данным; in.m. — номинальный (приведенный к ПВ=100%) ток двигателя с наибольшим пусковым током;

Ки — коэффициент использования, характерный для двигателя, имеющего наибольший пусковой ток;

Iм — расчетный ток нагрузки всей группы ЭП.

При наличии в расчетном узле приемников как с переменным, так и с постоянным графиком, расчетные нагрузки этих ЭП определяется отдельно, а суммарная расчетная нагрузка по узлу в целом — сложением максимальной нагрузки ЭП с переменным графиком со средней нагрузкой ЭП с практически постоянным графиком.

Расчет нагрузки по станции производим методом коэффициента использования Ки и установленной мощности.

Для группы однородных по режиму работы приемников расчетная нагрузка определяется из выражений:

Рсм=Ксм*Рном?

Qр=Рр*tg?

Суммируя нагрузки отдельных корпусов производства получим суммарную максимальную нагрузку НПС. Для более точного определения максимальной нагрузки производства необходимо узнать потери в трансформаторах 10/0.4кв и потери в линиях Рт=0.02 Sн. н; Qт=0.1 Sн. н; Рл=0.03 Sн. н, где Sн. н — расчетная мощность на шинах низшего напряжения до 1000 В за максимальную загруженную смену, а также коэффициент разновременности максимумов нагрузки по активной мощности: Крм=0.9* 1. Определение расчетной нагрузки электрического освещения корпусов производится по формуле:

Рн.о.=Руд.о*S; Рм.о. = Рн.о. *Кс.о.

Где Руд. о — удельная мощность освещения на квадратный метр площади секции, кВт/м²; S — площадь секции, м²; Рн. о — Номинальная мощность освещения, кВт; Кс.о. — коэффициент спроса освещения; Рм.о. — расчетная нагрузка на освещение, кВт.

Данные расчетов заносим в таблицу 1.1.

Таблица 1.1.