Методические указания
Эта тема курса является важнейшей, так как правильное определение величин ожидаемых электрических нагрузок потребителя обуславливает технические характеристики всех элементов системы электроснабжения, является основой рационального построения и оптимизации ее технико-экономических показателей.
Наиболее полно информацию об изменяющейся нагрузке дает её график. При отсутствии графиков нагрузки для определения расчетных нагрузок пользуются показателями и основными физическими величинами, характеризующими графики. Все показатели (именованные и относительные) и методы расчета нагрузок должны быть изучены. Основными методами расчета нагрузок являются метод упорядоченных диаграмм и статистический метод. Необходимо знать общие рекомендации по выбору метода определения расчетных нагрузок.
Необходимо знать, как расчетным путем можно определить расход электроэнергии, потери мощности и энергии в элементах системы электроснабжения потребителя.
Литература: [1, с.20–42; 2, с.19–86; 4; 5, c. 66–90; 7, с.113–144].
Вопросы для самопроверки
Для чего нужны графики электрических нагрузок?
Как строятся графики электрических нагрузок, и какие приборы применяют для их снятия?
Как классифицируются графики электрических нагрузок?
Какими могут быть индивидуальные графики нагрузок?
Для чего нужны упорядоченные графики нагрузок?
Назовите основные физические величины, характеризующие графики нагрузок, приведите их определения и способы расчета.
Перечислите безразмерные показатели, характеризующие графики электрических нагрузок, объясните способы их определения.
Какие основные методы определения расчетных нагрузок применяются при проектировании систем электроснабжения?
Как определяется расчетная нагрузка (активная и реактивная) методом упорядоченных диаграмм?
Что такое эффективное число электроприемников?
Как определяется расчетная нагрузка статистическим методом?
Как определить расчетную нагрузку однофазных электроприемников?
Как и с какой целью определяют пиковые нагрузки?
Перечислите вспомогательные методы определения расчетных нагрузок и объясните когда их целесообразно применять.
Назовите порядок определения расчетных нагрузок на напряжении до I кВ методом упорядоченных диаграмм.
Назовите порядок определения расчетных нагрузок на напряжении выше I кВ методом упорядоченных диаграмм.
Как определяются потери мощности и энергии в элементах системы электроснабжения?
Как аналитическим путем определить расход электроэнергии?
ЗАДАНИЕ 3:
Для варианта задана группа из пяти трехфазных приемников электрической энергии напряжением 380 В (табл. 1.1), нагрузка каждого из них за смену приведена в виде графика (табл. 1.2), параметры приемников приведены в табл. 1.3, средневзвешенный коэффициент активной мощности cosφср.взв.= 0,6.
Необходимо построить групповой график нагрузки и определить основные физические величины (среднюю, среднеквадратичную, часовую максимальную и пиковую нагрузки) и безразмерные показатели группового графика (коэффициенты использования, загрузки, максимума, спроса, заполнения и формы графика).
Таблица 1.1. Данные по составу электроприемников в группе
Номер варианта |
Номер электроприемника |
Номер варианта |
Номер электроприемника |
||||||||
1 |
1 |
3 |
9 |
20 |
26 |
26 |
2 |
3 |
6 |
11 |
14 |
2 |
2 |
4 |
10 |
12 |
22 |
27 |
1 |
11 |
14 |
18 |
26 |
3 |
3 |
7 |
17 |
19 |
25 |
28 |
4 |
7 |
12 |
14 |
16 |
4 |
4 |
5 |
8 |
14 |
24 |
29 |
3 |
10 |
11 |
22 |
26 |
5 |
5 |
6 |
11 |
15 |
23 |
30 |
3 |
8 |
14 |
15 |
23 |
6 |
6 |
9 |
10 |
21 |
26 |
31 |
5 |
7 |
9 |
10 |
24 |
7 |
7 |
11 |
14 |
17 |
18 |
32 |
6 |
11 |
22 |
23 |
26 |
8 |
8 |
9 |
11 |
15 |
19 |
33 |
7 |
13 |
15 |
17 |
21 |
9 |
9 |
12 |
14 |
16 |
17 |
34 |
11 |
15 |
16 |
20 |
22 |
10 |
10 |
11 |
19 |
20 |
26 |
35 |
10 |
13 |
17 |
18 |
20 |
11 |
2 |
3 |
6 |
14 |
18 |
36 |
9 |
13 |
16 |
19 |
26 |
12 |
4 |
11 |
17 |
19 |
26 |
37 |
15 |
20 |
21 |
23 |
26 |
13 |
1 |
5 |
6 |
24 |
26 |
38 |
13 |
16 |
17 |
24 |
25 |
14 |
5 |
10 |
14 |
18 |
23 |
39 |
14 |
15 |
16 |
22 |
23 |
15 |
6 |
8 |
12 |
15 |
22 |
40 |
12 |
18 |
19 |
21 |
22 |
16 |
8 |
13 |
16 |
20 |
26 |
41 |
16 |
20 |
23 |
24 |
25 |
17 |
7 |
12 |
17 |
19 |
20 |
42 |
18 |
19 |
20 |
24 |
26 |
18 |
10 |
12 |
13 |
16 |
17 |
43 |
6 |
7 |
12 |
14 |
25 |
19 |
9 |
11 |
14 |
17 |
21 |
44 |
8 |
10 |
11 |
14 |
23 |
20 |
11 |
14 |
16 |
17 |
19 |
45 |
9 |
15 |
20 |
24 |
25 |
21 |
13 |
15 |
16 |
18 |
20 |
46 |
10 |
20 |
22 |
25 |
26 |
22 |
12 |
14 |
18 |
19 |
24 |
47 |
8 |
12 |
20 |
21 |
24 |
23 |
16 |
17 |
18 |
20 |
23 |
48 |
1 |
9 |
11 |
16 |
18 |
24 |
15 |
18 |
19 |
22 |
26 |
49 |
2 |
5 |
6 |
8 |
10 |
25 |
14 |
16 |
20 |
23 |
25 |
50 |
3 |
6 |
13 |
23 |
26 |
Таблица 1.2. Данные по сменной нагрузке электроприемников
№ п/п |
Потребляемая мощность в часы смены, кВт |
|||||||
0-1 |
1-2 |
2-3 |
3-4 |
4-5 |
5-6 |
6-7 |
7-8 |
|
|
|
5 |
8 |
10 |
16 |
7 |
17 |
18 |
2 |
|
|
10 |
16 |
8 |
25 |
14 |
5 |
28 |
18 |
|
|
5 |
7 |
2 |
10 |
8 |
4 |
11 |
3 |
|
|
1 |
4 |
2 |
3 |
1,5 |
3,5 |
4 |
0,5 |
|
|
3 |
8 |
11 |
4 |
2 |
13 |
5 |
7 |
|
|
7 |
10 |
5 |
11 |
10 |
8 |
4 |
2 |
|
|
35 |
55 |
60 |
40 |
20 |
70 |
65 |
15 |
|
|
2 |
3,5 |
5,5 |
1,5 |
4 |
1 |
2 |
0 |
|
|
0 |
4 |
8 |
10 |
3 |
6 |
10 |
1 |
|
|
20 |
30 |
40 |
15 |
10 |
0 |
15 |
10 |
|
|
10 |
15 |
5 |
25 |
0 |
36 |
15 |
5 |
|
|
1 |
4 |
2 |
3,5 |
1,5 |
0 |
3 |
4 |
|
|
0 |
2,5 |
6 |
1 |
5 |
2,5 |
6,5 |
1,5 |
|
|
0 |
1,4 |
0,5 |
1 |
0,2 |
1,5 |
0 |
1 |
|
|
10 |
35 |
50 |
25 |
16 |
48 |
0 |
40 |
|
|
0,5 |
5 |
2 |
0 |
4,5 |
1,5 |
3 |
0 |
|
|
40 |
80 |
56 |
66 |
29 |
83 |
44 |
15 |
|
|
9 |
13 |
0 |
8 |
4,5 |
10 |
3 |
7 |
|
|
0 |
0,7 |
0,2 |
1 |
0,1 |
0 |
0,8 |
0 |
|
|
5 |
20 |
4 |
18 |
2,5 |
0 |
16 |
2,5 |
|
|
1,5 |
4 |
0 |
2,5 |
0,5 |
3,5 |
0,45 |
0 |
|
|
10 |
36 |
15 |
33 |
8 |
0 |
38 |
5 |
|
|
25 |
40 |
11 |
34 |
8 |
39 |
39 |
1,5 |
|
|
15 |
25 |
11 |
20 |
21 |
8 |
6 |
7,5 |
|
|
9 |
22 |
18 |
10 |
15 |
8,5 |
0 |
4 |
|
|
44 |
71 |
56 |
23 |
18 |
0 |
36 |
20 |
Таблица 1.3. Параметры электрических приемников
№ электроприемника |
рн, кВт |
sн, кВА |
Cosφн |
|
|
1 |
18,5 |
- |
0,88 |
89,5 |
7,0 |
2 |
30 |
- |
0,87 |
92,0 |
7,5 |
3 |
- |
28 |
0,6 |
- |
3 |
4 |
4 |
- |
0,84 |
85,0 |
6,5 |
5 |
- |
21,5 |
0,55 |
- |
2,5 |
6 |
11 |
- |
0,86 |
87,5 |
7,5 |
7 |
75 |
- |
0,89 |
92,5 |
7,5 |
8 |
5,5 |
- |
0,8 |
85,0 |
7 |
9 |
15 |
- |
0,85 |
88,0 |
6,5 |
10 |
45 |
- |
0,89 |
92,5 |
7,5 |
11 |
- |
65 |
0,65 |
- |
3,5 |
12 |
- |
16 |
0,5 |
- |
3 |
13 |
- |
14 |
0,6 |
- |
3 |
14 |
2,2 |
- |
0,74 |
81,0 |
6 |
15 |
55 |
- |
0,86 |
92,5 |
7 |
16 |
7,5 |
- |
0,81 |
85,5 |
6,5 |
17 |
90 |
- |
0,86 |
93,0 |
6,5 |
18 |
22 |
- |
0,83 |
90,0 |
6,5 |
19 |
1,5 |
- |
0,72 |
77,0 |
4,5 |
20 |
- |
40,5 |
0,7 |
- |
2 |
21 |
- |
9 |
0,5 |
- |
3 |
22 |
- |
122 |
0,4 |
- |
2 |
23 |
- |
75 |
0,6 |
- |
3,5 |
24 |
30 |
- |
0,8 |
91,0 |
6,5 |
25 |
37 |
- |
0,7 |
85,0 |
7 |
26 |
75 |
- |
0,88 |
94,0 |
7,5 |
,
о.е.
Групповой график нагрузки слагается из индивидуальных графиков путем суммирования соответствующих ординат.
ЗАДАНИЕ 4:
Исходя из указанных в табл. 2.1, 2.2 исходных данных для группы электроприемников механического корпуса промышленного предприятия определить методом упорядоченных диаграмм расчетную электрическую нагрузку на напряжении 380 В.
Таблица 2.1. Данные электроприемников для расчета нагрузок
№ п/п |
Наименование приемника |
pном, кВт |
kи |
сos |
iном, А |
iп/iном |
1 |
Сверлильный станок |
3 |
0,14 |
0,5 |
6,1 |
6,5 |
2 |
Печь сопротивления |
3,5 |
0,75 |
0,8 |
6,3 |
1 |
3 |
Сварочный трансформатор |
4 |
0,2 |
0,4 |
5,78 |
1 |
4 |
Насос |
7,5 |
0,6 |
0,8 |
12,5 |
7,5 |
5 |
Токарный станок |
7,5 |
0,16 |
0,6 |
14,8 |
7,5 |
6 |
Точильный станок |
3 |
0,12 |
0,4 |
6,1 |
6,5 |
7 |
Вентиляторы |
1,5 |
0,6 |
0,8 |
3,3 |
6,5 |
8 |
Штамповочный пресс |
11 |
0,25 |
0,6 |
21 |
7,5 |
9 |
Строгальный станок |
15 |
0,2 |
0,65 |
28 |
7 |
10 |
Шлифовальный станок |
3 |
0,14 |
0,5 |
6,1 |
6,5 |
11 |
Револьверные станки |
11 |
0,16 |
0,5 |
14,8 |
7,5 |
12 |
Фрезерный станок |
5,5 |
0,16 |
0,6 |
12,5 |
7,5 |
Таблица 2.2. Состав группы электроприемников (первая цифра – номер электроприемника по табл.2.1., вторая – кол-во электроприемников)
Вариант |
Группа |
Вариант |
Группа |
Вариант |
Группа |
1 |
1-1, 2-4, 5-1, 6-1, 9-1 |
11 |
3-5, 7-2 |
21 |
10-5, 12-2 |
2 |
1-1, 5-2, 8-1,9-1, 10-1 |
12 |
12-4, 8-2, 7-1 |
22 |
5-6, 8-3 |
3 |
12-1, 11-5, 10-1, 6-1, 5-1 |
13 |
4-7, 7-2, |
23 |
6-4, 5-3 |
4 |
1-1, 2-1, 5-1, 8-2, 11-2 |
14 |
4-2, 6-6 |
24 |
12-5, 11-2 |
5 |
11-1, 10-1, 9-2, 1-5 |
15 |
2-5,7-3 |
25 |
8-5 |
6 |
12-4, 8-2, 7-1 |
16 |
1-1, 2-1, 5-1, 6-2, 9-1 |
26 |
6-4, 5-3 |
7 |
12-1, 11-5, 10-1, 6-1, 5-1 |
17 |
3-5, 7-2 |
27 |
7-5, 6-4 |
8 |
1-1, 2-1, 5-1, 8-2, 11-2 |
18 |
2-5, 7-3 |
28 |
12-4, 8-2, 7-1 |
9 |
4-6, 7-2 |
19 |
11-2, 10-1, 9-1, 1-5 |
29 |
6-4, 5-3 |
10 |
11-2, 10-1, 9-2, 1-1 |
20 |
1-1, 5-1, 8-1, 9-1, 10-1 |
30 |
3-5, 7-2 |
31 |
5-4, 3-5, 2-1, 9-6, 7-7 |
32 |
2-7, 8-4, 3-6, 7-4, 8-2, 5-9 |
33 |
2-4, 7-10, 4-8, 8-4 |
34 |
2-6, 11-9, 12-8, 7-2, 5-6 |
35 |
8-4, 11-9, 3-8, 4-7, 6-8, 7-12 |
36 |
7-1, 5-1, 12-10, 9-10, 4-8 |
ЗАДАНИЕ 5:
Исходя из указанных в табл. 3.1. исходных данных для групп электроприемников механического корпуса промышленного предприятия определить методом упорядоченных диаграмм расчетную электрическую нагрузку цеха на напряжении до 1 кВ (380 В) и на напряжении выше 1 кВ (10 кВ). Результаты расчета электрических нагрузок цеха представить в виде табл.3.2.
Таблица 3.1. Исходные данные к заданию 5
№ варианта |
Электроприемники напряжением до 1 кВ |
||||||||||||||
Металлорежущие станки мелкосерийного производства |
То же, крупносерийного производства
|
Вентиляторы |
Насосы, компрессоры |
Тельферы |
Сварочные машины шовной сварки (мощность дана в кВА) |
Элеваторы, конвейеры сблокированные |
Площадь цеха, м2 |
||||||||
n Рн |
Рн min Рн max |
n Рн |
Рн min Рн max |
n Рн |
Рн min Рн max |
n Рн |
Рн min Рн max |
n Рн |
Рн min Рн max |
n Sн |
Sн min Sн max |
n Рн |
Рн min Рн max |
F |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
1. |
75 120 |
5 40 |
90 1650 |
10 120 |
20 160 |
1 20 |
35 2000 |
10 300 |
80 300 |
3 30 |
30 500 |
10 50 |
300 2400 |
3 20 |
100000 |
2. |
120 450 |
1 20 |
35 1300 |
10 60 |
40 1300 |
5 120 |
40 230 |
5 20 |
45 250 |
2 20 |
60 700 |
10 40 |
250 3000 |
3 20 |
75000 |
3. |
320 3000 |
5 80 |
25 500 |
10 30 |
65 1100 |
1 50 |
15 980 |
10 100 |
25 300 |
5 30 |
40 400 |
10 50 |
200 640 |
3 5 |
125000 |
4. |
30 540 |
5 50 |
160 2200 |
5 80 |
65 250 |
5 20 |
75 1000 |
5 100 |
70 1100 |
5 50 |
45 580 |
10 40 |
50 400 |
3 20 |
80000 |
5. |
250 1200 |
1 30 |
45 350 |
1 20 |
130 700 |
0,5 10 |
45 620 |
10 50 |
65 800 |
10 50 |
100 2100 |
10 50 |
55 600 |
3 20 |
90000 |
6. |
35 320 |
3 80 |
230 750 |
0,5 10 |
65 500 |
5 20 |
15 2200 |
10 200 |
30 220 |
5 40 |
80 900 |
10 40 |
34 1000 |
3 50 |
110000 |
7. |
80 850 |
5 40 |
90 400 |
1 5 |
20 400 |
5 30 |
45 300 |
5 40 |
60 600 |
5 40 |
30 450 |
10 40 |
100 1700 |
10 40 |
95000 |
8. |
240 2300 |
10 70 |
25 450 |
10 80 |
100 540 |
1 10 |
65 400 |
5 20 |
80 2000 |
10 300 |
100 1700 |
10 40 |
60 1250 |
3 100 |
125000 |
9. |
300 3000 |
3 80 |
120 700 |
1 20 |
50 80 |
1 5 |
40 300 |
0,5 40 |
35 250 |
2 40 |
90 1500 |
10 50 |
30 250 |
3 20 |
90000 |
10. |
130 640 |
1 80 |
50 350 |
0,5 15 |
120 1000 |
1 30 |
70 400 |
5 20 |
120 1100 |
5 50 |
50 630 |
10 40 |
55 2800 |
3 100 |
85000 |