3.7 Определение электрических нагрузок силовых электроприемников

Определение электрических нагрузок силовых электроприемников цеха про-мышленного предприятия должно быть выполнено согласно руководящим техниче-ским материалам [9] и пособию к указаниям по расчету [10]. В проекте рекоменду-ется выделить следующие части расчета нагрузки от силовых электроприемников:

1. расчет нагрузки от группы трехфазных электроприемников отделения;

2. расчет нагрузки от группы однофазных электроприемников отделения;

3. расчет нагрузки от группы электроприемников цеха.

3.7.1 Определение нагрузки группы трехфазных электроприемников

По согласованию с руководителем проекта выбирается отделение, содержащее группу трехфазных электроприемников, преимущественно присоединенных к ши-нопроводу. Фрагмент компоновки технологического оборудования заготовительно-го отделения приведен на рисунке 5.

Рисунок 5 – Фрагмент компоновки технологического оборудования

23

Например, определим нагрузку группы электроприемников, присоединенных

• распределительному шинопроводу ШР-1 заготовительного отделения. Параметры электроприемников, входящих в группу, приведены в таблице 7.

Таблица 7 – Параметры электроприемников шинопровода ШР-1

Номер		ПВ,	Pн,	PнПВ,	n,		cos	tg
на	Наименование оборудования					kи
		%	кВт	кВт	шт
плане
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Отрезной станок с ножов. пилой	-	1,7	1,7	1	0,14	0,62	1,27
6	Настольно-сверлильный станок	-	0,6	0,6	3	0,14	0,79	0,78
7	Обдирочно-шлифовальный станок	-	2,8	2,8	4	0,14	0,84	0,65
8	Вальцовка трехвальная	-	2,5	2,5	1	0,14	0,84	0,65
9	Трубогибочный станок	-	7	7	2	0,14	0,86	0,59
11	Кран-балка	25	7	3,5	1	0,06	0,86	0,59
12	Зигмашина	-	1,7	1,7	2	0,14	0,82	0,7
13	Вентилятор	-	7	7	1	0,65	0,86	0,59

Заполняя таблицу, вносим в соответствующий столбец:

1 - номер электроприемника на компоновке;

2 - название электроприемника в таблице исходных данных;

3 – величину продолжительности включения для подъемно-транспортных ме-ханизмов, ПВ выраженную в процентах;

4 - установленную мощность единичного электроприемника;

5 - установленную мощность, в кВт, приведенную к ПВ = 100% используя следующие формулы:

рн = рнПКР ∙ √		,	(2)
	ПВ

где p_нПКР - номинальная мощность в повторно-кратковременном режиме рабо-ты электроприемника, кВт,

ПВ – номинальная продолжительность включения.

рн = нПКР ∙ √		∙ .	(3)
	ПВ

где s_нПКР - номинальная полная мощность в повторно-кратковременном режи-ме работы электроприемника, кВА,

ПВ – номинальная продолжительность включения %,

24

cos – коэффициент мощности электроприемника.

Например, кран-балка с электродвигателем номинальной мощностью 7 кВт работает в ПКР с ПВ = 25%, тогда, ее мощность, приведенная к ПВ = 100%,

р_н = 7 ∙ √0,25 = 3,5 кВт.

6 – количество электроприемников;

7 – величину k_и принимаемую из справочных данных [11, 12], выбор величины k_и для металлообрабатывающих станков зависит от той группы, к которой был отне-сен станок на этапе классификации оборудования см п.4.4. Например, станки рас-сматриваемой группы однодвигательные и могут быть классифицированы как ме-таллорежущие станки при мелкосерийном производстве, для которых устанавлива-ется k_и = 0,12 – 0,16, а для кран-балки, работающей в ПКР = 25% k_и = 0,06;

8 – величину cos принимаемую из исходных данных;

9. – величину tg вычисляется исходя из значения cos.

Расчет ведется методом коэффициента расчетной нагрузки по форме Ф 636-92

[9]:

1. в столбцы 1-3, 5 и 6 вносятся исходные и справочные данные, подготовлен-

ные в таблице 7, мощность подъемно-транспортных механизмов вносится не приве-денная к ПВ = 100%;

2. определение суммарной мощности электроприемников в кВт, выполняется

• итоговой строке столбца 4

н

= Σ( н

∙

),

(4)

где pнi - номинальная мощность i-го электроприемника, кВт;

ni - количество i-х электроприемников.

Рн = 1,71 + 0,63 + 2,84 + 2,51 + 72 + 71 + 1,72 + 71 = 48,6 кВт.

3. определение среднесменной мощности отдельных электроприемников:

активной, в кВт
см = н ∙ и,	(5)

где p_н – номинальная мощность электроприемника кВт; k_и – коэффициент использования электроприемника;

реактивной, в квар

25

_см = _см ∙ ,

где p_см - сменная мощность электроприемника, кВт; tg - коэффициент реактивной мощности.

Например, для отрезного станка с ножовочной пилой:

_см = 1,7 ∙ 0,14 = 0,238 кВт,

_см = 0,238 ∙ 1,27 = 0,302 квар.

Для остальных электроприемников расчет аналогичен;

4. определение сменной мощности данной группы электроприемников:

активной, в кВт

_см = Σ( _см ∙ ),

где p_смi – сменная мощность, электроприемника кВт; n_i – количество i-х электроприемников, шт;

реактивной, в квар

_см = Σ( _см ∙ ),

где q_смi – сменная реактивная мощность, электроприемника квар; n_i – количество i-х электроприемников, шт.

Например, для электроприемников рассматриваемой группы:

Р_см = 0,2381 + 0,2523 + 1,5684 + 0,351 + 1,962 + 0,421 + 0,4762 + + 4,5501 = 9,814 кВт;

Q_см = 0,3021 + 0,1973 + 1,0194 + 0,2281 + 1,1562 + 0,2491 + 0,3332 + + 2,6851= 6,18 квар;

5. определение группового коэффициента использования

= ^{Σ см},

_и Σ _н

где P_см – сменная мощность группы электроприемников, кВт;

P_н – установленная мощность группы электроприемников, кВт. Например, для электроприемников рассматриваемой группы

9,814

^{= = 0,202;}

и _48,6

(6)

(7)

(8)

(9)

26

6. определение ∑np_н²:

∑np_н² = 11,7² + 30,6² + 42,8² + 12,5² + 27² + 17² + 21,7² + 17² = 243,36 кВт²;

7. определение эффективного числа электроприемников для группы

	(Σ )2
э =	н	(10)
	Σ ∙ 2
	н

где (P_н)² – квадрат суммы установленной мощности группы электроприемни-ков кВт²;

np_н² – сумма квадратов установленной мощности отдельных электропри-емников группы кВт².

Принимаем меньшее целое значение n_э.

Например, для группы ШР-1 n_э

48,6²

э ⁼ _243,36 ^{= 9,7}

Принимаем меньшее целое значение n_э = 9;

8. используя [таблица 1, 9] находим значение коэффициента расчетной нагрузки - K_р, в зависимости от K_и и n_э: Для K_и = 0,202 и n_э = 9, K_р = 1,43;

8. Определение расчетной активной нагрузки группы электроприемников, в

кВт,

р = см ∙ р ,

(11)

где P_см – сменная активная мощность группы электроприемников кВт, K_р – коэффициент расчетной нагрузки.

Например, в рассматриваемом случае

_р = 9,814 ∙ 1,43 = 14,034 кВт.

Если расчетная мощность окажется меньше номинальной мощности наиболее мощного электроприемника, следует принять P_р = p_{н max};

В нашем случае 14,034 > 7 (P_н электроприемника 9 или 13).

10. Определение расчетной реактивной нагрузки в квар, группы электро-

приемников при n_э ≤ 10

р = 1,1 ∙ см,

(12)

27

при n_э > 10

р = см,

(13)

где Q_см – сменная реактивная мощность группы электроприемников, квар. Для рассматриваемого примера, при n_э =9

Q_р = 1,16,18 = 6,798 квар;

11. определение полной расчетной мощности в кВА

р = √ см2 + см2		.	(14)

Например, полная мощность группы определится

_р = √14,034² + 6,798² = 15,594 кВ ∙ А;

12. определение расчетного тока, в А

=		р	,	(15)
р	√3 ∙ н

где U_н – номинальное напряжение ступени распределения.

Например, полный ток группы определится

15,594

р ⁼ _{√3 ∙ 0,38} ^{= 23,692 А.}

Результаты этого и аналогичных расчетов нагрузки трехфазных электроприемников выполнены в таблице 8.

Расчет нагрузки трехфазных электроприемников остальных узлов рассматриваемого отделения приводится только в виде таблицы, выполненной средствами Excel.

28

Таблица 8 - Определение нагрузки трехфазных электроприемников

		Исходные данные																Расчетные величины																		Расчетная мощность																		Ток
По заданию							Справочные																							2						Pр, кВт			Qр, квар									Sр, кВА						Iр, А
									данные
																															н
																			н												/∑n*p
																																					н									см						р
			Рн, кВт																																																	2
																						tgφ			2									Кр						≤10			см			=Q						2+
																			p																		Р																														н
																									н						)																								р
Наиме-																															2																																	3 √
																			и			см									н						см			э						р						р
нование	n							kи				cosφ				tgφ
																			k			p			nР						=(∑Р						= P			n			=1,1Q			Q						=
ЭП			pн			npн																																		при						иначе									=
																															n						Р						Q
																															э						р						р									р			р
1	2		3			4		5				6								7			8			9						10			11			12						13						14						15
Силовой шкаф СШ-1
2	1		7			7		0,22				0,86				0,59			1,54			0,914			49
3	1		14			14		0,14				0,88				0,54			1,96			1,058			196
4	1		15,7			15,7		0,14				0,88				0,54			2,198			1,186			246,49						5			1,72
10	1		4,5			4,5		0,22				0,85				0,62			0,99			0,614			20,25
5	2		10			20		0,22				0,88				0,54			4,4			2,375			200
ИТОГО	6					61,2		0,181											11,088			6,146			711,74												19,071			6,761									20,234						30,743
Шинопровод ШР-1
1	1		1,7			1,7		0,14				0,62				1,27			0,238			0,302			2,89
6	3		0,6			1,8		0,14				0,79				0,78			0,252			0,197			1,08
7	4		2,8			11,2		0,14				0,84				0,65			1,568			1,019			31,36
8	1		2,5			2,5		0,14				0,84				0,65			0,35			0,228			6,25						9			1,43
9	2		7			14		0,14				0,86				0,59			1,96			1,156			98,00
11	1		7			7		0,06				0,86				0,59			0,42			0,249			49,00
12	2		1,7			3,4		0,14				0,82				0,7			0,476			0,333			5,78
13	1		7			7		0,65				0,86				0,59			4,550			2,685			49,00
ИТОГО	15					48,6		0,202											9,814			6,180			243,36												14,034			6,798									15,594						23,692

29