1.2 Определение расчетных электрических нагрузок по цехам предприятия

Для определения ожидаемых электрических нагрузок по цехам предприятия в курсовой работе рекомендуется использовать один из основных методов - метод коэффициента спроса [3]. Применение этого метода обусловлено тем, что в исходных данных на проектирование задана только установленная активная мощность каждого цеха Р_ном, кВт. Для применения более точного метода определения электрических нагрузок – метода упорядоченных диаграмм, нет достаточно полных исходных данных.

Таблица 1.1

Номер по плану	Наименование цеха	Категория потребителей по ПУЭ	Производственная среда
1	Главный корпус	II, III	нормальная
2	Литейный цех	I, III	пыльная, жаркая
3	Механический цех	II, III	нормальная
4	Модельный цех	II, III	нормальная
5	Насосная станция	II, III	нормальная
6	Заводоуправление	III	нормальная
7	Склад готовой продукции	III	нормальная

Расчетные активная Р_р, кВт, и реактивная Q_р, квар, нагрузки силовых приемников цеха напряжением 0,4 кВ определяются по формулам:

Р_р = К_с∙ Р_ном, (1.1)

Q_р = tgφ∙ Р_р, (1.2)

где К_с – средневзвешенный коэффициент спроса, принимаемый по справочным данным [4] или приложения Б настоящих методических указаний;

tgφ – соответствующий характерному для приемников данного цеха средневзвешенному значению коэффициента мощности [4] или приложения Б настоящих методических указаний.

Например, для главного корпуса, имеющего установленную мощность по заданию Р_ном = 11600кВт, определяются по справочной литературе [4] или по таблице Б1 настоящих методических указаний значения средневзвешенных коэффициента спроса К_с = 0,65 и cosφ = 0,75, которому соответствует значение tgφ = 0,88. Тогда расчетные нагрузки для него, определенные по формулам (1.1) и (1.2), равны:

Р_р = 0,65∙11600 = 7540 кВт,

Q_р = 0,88∙7540 = 6635 квар.

Расчетные силовые нагрузки напряжением 0,4 кВ остальных цехов определяются аналогично.

Расчетные силовые нагрузки электроприемников напряжением 6 (10) кВ определяются также по формулам (1.1), (1.2). Исключение составляет определение расчетной реактивной мощности для синхронных электродвигателей (СД). Генерируемая синхронным двигателем реактивная мощность зависит от коэффициента загрузки по активной мощности, коэффициента загрузки по реактивной мощности и относительной величины напряжения на зажимах двигателя [5].

Максимальная величина реактивной мощности Q_сд, квар, которую может генерировать СД, определяется по формуле

(1.3)

где α_м – наибольшая допустимая перегрузка СД по реактивной мощности, зависящая от типа двигателя, относительного напряжения и коэффициента загрузки по активной мощности и определяемая по литературе [5, с.232];

Р_ном.сд – номинальная мощность СД задается в исходных данных, кВт;

tgφ_ном.сд, η_ном.сд – соответственно номинальные коэффициент реактивной мощности и коэффициент полезного действия СД.

При отсутствии данных о величине напряжения на зажимах СД и о значениях коэффициента загрузки по активной мощности К_з в курсовой работе можно принять их равными: U = 1,05 и К_з = 0,9 для двигателей СДН напряжением 6 и 10 кВ (для всех частот вращения).

Например, заданы синхронные двигатели, установленные в насосной станции, типа СДН напряжением 6 кВ: количество n = 4, номинальная мощность одного двигателя Р_ном = 630 кВт, коэффициент мощности cosφ_ном = 0,9, коэффициент полезного действия η_ном = 0,95. Требуется определить расчетные нагрузки СД. По формулам (1.1), (1.3) имеем:

Р′_р = 0,85∙4∙630 = 2142 кВт,

.

В приведенном примере символы активной и реактивной мощностей указаны со штрихом для того, чтобы различать расчетные нагрузки низковольтных и высоковольтных электроприемников.

Вычисленные расчетные нагрузки низковольтных и высоковольтных электроприемников по цехам рекомендуется свести в таблицу 1.2.

Расчетная нагрузка осветительных приемников цеха Р_р.о, кВт, в приближенных расчетах обычно определяется по установленной мощности и коэффициенту спроса в соответствии с выражением [3]

Р_р.о = Р_ном.о ∙К_с.о∙К_ПРА, (1.4)

где Р_ном.о – установленная мощность освещения, кВт;

К_с.о – коэффициент спроса для освещения, принимаемый по справочным данным [3] или [6];

К_ПРА – коэффициент, учитывающий потери активной мощности в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА) газоразрядных ламп, принимаемый по справочным данным [3].

Для вычисления установленной мощности освещения применяется вспомогательный метод определения нагрузки – метод удельной мощности на единицу площади [3]. В соответствии с ним установленная мощность освещения Р_ном.о, кВт, определяется по формуле

Р_ном.о = р_уд∙F, (1.5)

где р_уд – удельная нагрузка площади пола цеха, Вт/м², определяемая по справочным данным [6] или Приложения Б настоящих указаний;

F - площадь пола цеха, определяемая по генплану, м².

Например, площадь главного корпуса F = 144 х 144 м; из справочных данных находим значение коэффициента спроса освещения К_с.о = 0,95 и значение удельной мощности р_уд = 14,3 Вт/м². Используя формулы (1.4), (1.5), получаем значения активных мощностей осветительной нагрузки

Р_ном.о = 14,3∙10^-3 ∙20736 = 297 кВт,

Р_р.о = 297∙ 0,95 = 282 кВт.

Если предполагается установить в цехе газоразрядные источники света, имеющие низкий коэффициент мощности, то в этом цехе следует определить расчетную реактивную мощность освещения по формуле

Q_р.о = tgφ_.о∙ Р_р.о, (1.6)

где tgφ_.о – соответствует cosφ_о = 0,95 с учетом компенсации реактивной мощности газоразрядных источников света.

Например, для главного корпуса имеем

Q_р.о = 0,33 ∙ 282 = 93 квар.

Полная расчетная нагрузка освещения определяется по формуле

. (1.7)

Например, для главного корпуса, подставляя в формулу (1.7) вычисленные значения, получаем

кВ∙А.

Освещение территории предприятия рассчитывается аналогично. Освещаемая площадь F_осв, м², определяется как разность площади всего предприятия и суммарной площади всех цехов, т.е. F_осв = F_пред − ∑F_i.

Результаты расчетов нагрузок освещения по цехам предприятия и территории рекомендуется также привести в таблице 1.2.

Полная расчетная мощность цеха S_р, кВ∙А, определяется по формуле

. (1.8)

Например, для главного корпуса полная расчетная мощность равна

кВ·А

Все расчеты электрических нагрузок рекомендуется свести в таблицу 1.2.