Розрахунок силового навантаження методом упорядкованих діаграмм

Розрахунок силового навантаження проводиться в два етапи. На першому етапі розраховується сумарне навантаження будівельного майданчика для вибору трансформаторів комплексної трансформаторної підстанції (КТП). На другому етапі визначаються навантаження по групах підключення електроприймачів для вибору низьковольтного електрообладнання. Виконання другого етапу розрахунків можливе тільки після розробки схеми низьковольтного будмайданчика, тому в даній главі розраховується тільки сумарне навантаження будмайданчика.

Вихідними даними для розрахунків є номінальні потужності електрообладнання, перелік якого дано в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1.

Перелік электрообладнання

Найменування електроустаткування	№ на плане	Pэп, кВт
Зварювальні трансформатори (ПВ = 25%)	1, 2	20 кВА
Токарно-гвинторізний верстат	3	10,5
Трубозгинальний верстат	4	2,2
Ножниці механічні	5	3,2
Транспортер вантажний	6, 11	5
Кран навантажувач (ПВ = 50%)	7, 27	18,2
Баштовий кран (ПВ = 60%)	8	41,5
Насоси розчину	9, 10, 19, 20, 22	6,5
Малярська станція	12, 13, 14	15
Трансформатори термообробки бетону (ПВ = 40%)	15, 16	50 кВА
Насос водяний поршневий	17, 18	7,5
Підйомник щогловий грузоаий (ПВ = 60%)	21, 23	12
Верстат-різак по металу	24	7
Верстат наждачний (1-фазний)	25	1,5
Вертикально-свердлильний верстат (1-фазний)	26	1,2

Потужності трифазного обладнання, що працює в повторно-короткочасному режимі, приводимо до тривалого режиму:

Р_н=S_п∙cosφ∙ , (1.1)

Р_н=P_п∙ , (1.2)

Де, Р_н − приведена до тривалого режиму потужність;

Р_п − паспортна активна потужність, кВт;

S_п − повна паспортна потужність, кВА;

cosφ − коофіцієнт потужності приймача [1, с. 24−25];

ПВ − протяжність включення, о.е..

Для зварювальних трансформаторів, кранів, підйомників та трансформаторів термообробки бетону маємо:

Р_1,2=20∙0,35∙ =3,5 кВт;

Р_7,27=18,2∙ =12,9 кВт;

Р₈=41,5∙ =32,1 кВт;

Р_15,16=50∙0,95∙ =30,0 кВт;

Р_21,23=12∙ =9,3 кВт.

Р_у⁽³⁾=3∙Р_м.ф⁽¹⁾, (1.3)

Де Р_у⁽³⁾ − умовна трифазна потужність;

Р_м.ф⁽¹⁾ − потужність найбільш завантаженої фази.

Р_м.ф25,26⁽¹⁾=Р₂₅=1,5 кВт, Р_у25,26⁽³⁾=3∙1,5=4,5 кВт.

2. Визначення сумарного навантаження цеху та числа і потужності трансформаторів.

Розрахунок сумарного навантаження будмайданчика виконаний в таблиці 1.2 в наступному порядку.

Для кожної групи однакових електроприймачів визначені значення коефіцієнта використання К_ві и коефіцієнта потужності tgφ_i по [1, табл. 1.5.1; 2, табл. 2.2].

Средні активні Р_срi и реактивні потужності Q_срi кожної групи однакових електроприймачів розраховані за формулами:

Р_{ср i}=Р_{ном i}·К_{и i}; (1.4)

Q_{ср i}=Р_{ср i}·tg φ_i , (1.5)

де Р_{ном i} – номінальна потужність одного електроприймача в i-ій групі, кВт.

Середньозважені коефіцієнти К_иср и tgφ_ср для будмайданчика в цілому визначалися за формулами:

К_{и ср}=Р_{ср i} /Р_ном∑, (1.6)

tgφ_ср=Q_{ср i} / Р_{ср i}, (1.7)

де Р_ном∑ – суммарна номінальна потужність всіх електроприймачів, кВт.

Ефективне число електроприймачів знаходиться за формулою:

n_э=2·Р_ном∑ / Р_ном.max. (1.8)

где Р_ном.max – найбільша номінальна потужність одного электроприймача.

Коефіцієнт розрахункового навантаження К_р визначається по [3, табл. 2] в залежності від середньозваженого коефіцієнта використання та ефективного числа електроприймачів К_р=f(К_и.ср, n_э).

Розрахункові активні і реактивні силові навантаження будмайданчика [3]:

Р_р=К_р·Р_{ср i} ; (1.9)

Q_р=К_р·Q_{ср i} . (1.10)

В результаті проведених розрахунків отримано:

Р_р=105,9 кВт,

Q_р=76,8 кВАр.

Таблица 1.2.

Розрахунок електричних навантажень (форма Ф6336–90) для вибору трансформаторів КТП

Наименование электроприемника	Кол-во ЭП nф	Номинальная мощность, кВт		Ки	tgφ	Pср, кВт	Qср, кВАр	nэ	Кр	Рр, кВт	Qр, кВАр
		одного ЭП	общая
Зварювальні трансформатори	2	3,5	7	0,25	2,67	1,75	4,67
Токарно-гвинторізний верстат	1	10,5	10,5	0,14	1,73	1,47	2,54
Трубозгинальні верстат	1	2,2	2,2	0,15	1,33	0,33	0,44
ножиці механічні	1	3,2	3,2	0,15	1,33	0,48	0,64
транспортер вантажний	2	5	10	0,15	1,73	1,5	2,59
кран навантажувач	2	12,9	25,8	0,1	1,73	2,58	4,46
баштовий кран	1	32,1	32,1	0,1	1,73	3,21	5,55
Насоси розчину	5	6,5	32,5	0,7	0,75	22,75	17,06
Малярська станція	3	15	45	0,7	0,75	31,5	23,63
Трансформатори термообробки бетону	2	30,0	60	0,75	0,33	45	14,85
Насос водяний поршневий	2	7,5	15	0,7	0,75	10,5	7,88
Підйомник щогловий вантажний	2	9,3	18,6	0,1	1,73	1,86	3,22
Верстат-різак по металу	1	7	7	0,14	1,73	0,98	1,7
верстат наждачний	1	4,5	4,5	0,14	1,73	0,63	1,09
Всього	26	2,2−32,1	273,4	0,46	0,725	124,54	90,32	17	0,85	105,9	76,8

2.ВИБІР ТРАНСФОРМАТОРІВ З УРАХУВАННЯМ компенсації реактивної потужності

Сумарне навантаження будмайданчика з урахуванням освітлювального навантаження становить:

Р_Σ=Р_р+P_{р о}, (2.1)

Q_Σ=Q_р+Q_ро, (2.2)

Р_Σ=105,9+17,8=123,7 кВт,

Q_Σ=76,8+5,9=82,7 кВАр.

Так як за завданням всі електроприймачі мають 2 категорію з надійності електропостачання, то для забезпечення їх надійного електропостачання приймаємо до установки на КТП два трансформатора.

Розрахункову потужність трансформатора визначаємо за формулою:

S_{расч.тр}= , (2.3)

тут К_з=0,7 − рекомендований коефіцієнт завантаження для двохтрансформаторної ТП ;

N=2 − число трансформаторів.

S_{расч.тр}= =88,4 кВА.

Приймаємо до установки два трансформатора ТМ–100/10.

Визначаємо реактивну потужність, яку доцільно передавати через силовий трансформатор з мережі 10 кВ в мережу 0,4 кВ [5, с. 106]:

Q_т= ; (2.4)

Q_т= =65,6 кВАр.

Знаходимо потужність низьковольтних компенсуючих установок (НКУ) [3, с. 106]:

Q_НКУ1=Q_Σ – Q_т, (2.5)

Q_НКУ1=82,7–65,6=17,1 кВАр.

Потужність НКУ, необхідних для зведення втрат електроенергії в розподільній мережі до мінімуму:

Q_НКУ2=Q_Σ – Q_НКУ1 –N∙S_т.ном. (2.6)

Разрахунковий коефіцієнт  заежить від схеми живлення КТП и розрахункових параметрів К_р1 и К_р2, які визначаються по [4, с. 108–109, таблиці 4.6 и 4.7]: К_р1=9, К_р2=2. Для даних значень =0,4

Приймаємм, що цехова ТП отримує живлення по радіальній схемі, тоді по [3, с. 108–109, рисунок 4.8б] знайдено, що =0,42, відповідно:

Q_НКУ2=82,7–17,1–0,42∙2100= −18,4 кВАр.

Так я значення Q_нк20, то прймаєтся Q_нк2=0.

Сумарна потужність НБК:

Q_нк=Q_нк1+Q_нк2, (2.7)

Q_нк=17,1+0=17,1 кВАр.

Выбираємо тип і потужність батарей конденсаторів по [2, с. 399]: один косинусний конденсатор КС1–0,38–18 3У3.

Фактична реактивна потужність, що передається з мережі 10 кВ в мережу 0,4 кВ:

Q_неск=Q_р–Q_ККУ, (2.8)

Q_неск=82,7–18=64,7 кВАр.