Лабораторная работа №5

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ЦЕХА. ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ПИТАЮЩИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

 

Цель: получение практических навыков по расчету электрических нагрузок цеха и выбору числа и мощности питающих трансформаторов.

Подготовка к работе:

1. Пройти инструктаж по технике безопасности на рабочем месте.

2. Ознакомиться с описанием работы, методикой расчета.

3. Выполнить задание.

Исходные данные:

- варианты с данными приведены в таблице 8,

- каталоги оборудования.

1. Методика расчета

1.1 Метод коэффициента максимума (упорядоченных диаграмм)

Это основной метод расчета электрических нагрузок, который сводится к определению максимальных (Р_м,Q_M,S_M)расчетных нагрузок группы электроприемников.

Р_М = К_мр_см;          Q_М = К_м^’Q_см;       S_м = √(Р_м² +∆Q_м²)

где Р_м — максимальная активная нагрузка, кВт;

Q_M — максимальная реактивная нагрузка, квар;

S_M — максимальная полная нагрузка, кВА;

К_м— коэффициент максимума активной нагрузки;

К_м^’— коэффициент максимума реактивной нагрузки;

р_см — средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт;

Q_см — средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену, квар.

р_см = К_иР_н;     Q_см = р_смtgφ,

где К_и — коэффициент использования электроприемников, определяется на основании опыта эксплуатации по таблице 2;

Р_н — номинальная активная групповая мощность, приведенная к длительному режиму, без учета резервных электроприемников, кВт;

tg φ — коэффициент реактивной мощности;

К_м = F(K_и, п_э) определяется по таблицам (графикам) (см. таблицу 4), а при отсутствии их может быть вычислен по формуле

К_м =1+1,5/√n_э ∙ √((1-К_и.ср)/К_и.ср)

где п_э— эффективное число электроприемников;

К_и.ср — средний коэффициент использования группы электроприемников,

К_и.ср = Р_см.∑ / Р_н.∑,

где Р_см.∑,Р_н.∑ — суммы активных мощностей за смену и номинальных в группе электроприемников, кВт;

п_э = F(n, т,К_и.ср,Р_н)может быть определено по упрощенным вариантам (таблица 3),
где п — фактическое число электроприемников в группе;                                                          

т — показатель силовой сборки в группе,

m = Р_н.нб/ Р_н.нм,

где Р_н.нб, Р_н.нм— номинальные приведенные к длительному режиму активные мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе, кВт.

В соответствии с практикой проектирования принимаетсяК'_м=1,1при п_э<10; К'_м=1 при п_э>10.

Приведение мощностей 3-фазных электроприемников к длительному режиму

Р_Н=Р_П— для электроприемников длительного режима (ДР);

Р_н= Р_П √ПВ — для электроприемников повторно-кратковременного режима (ПКР);

Р_н=S_ncosφ √ПB — для сварочных трансформаторов повторно-кратковременного режима;

Р_н=S_ncosφ— для трансформаторов длительного режима,

где Р_н,Р_п— приведенная и паспортная активная мощность, кВт;

S_n — полная паспортная мощность, кВ∙А;

ПВ — продолжительность включения, отн. ед.

Приведение 1-фазных нагрузок к условной 3-фазной мощности

Нагрузки распределяются по фазам с наибольшей равномерностью и определяется вели­чина неравномерности (Н)

Н= (Р_ф.нб – Р_ф.нм) / Р_ф.нм ∙100%

где Р_ф.нб, Р_ф.нм — мощность наиболее и наименее загруженной фазы, кВт.

При Н >15% и включении на фазное напряжение

Р_у⁽³⁾ = 3∙Р_м.ф⁽¹⁾

где Р_у⁽³⁾ —условная 3-фазная мощность (приведенная), кВт;

Р_м.ф⁽¹⁾— мощность наиболее загруженной фазы, кВт.

При Н >15% и включении на линейное напряжение

Р_у⁽³⁾ = √3∙Р_м.ф⁽¹⁾ – для одного электроприемника;

Р_у⁽³⁾ = 3∙Р_м.ф⁽¹⁾ – для нескольких электроприемников.

При Н ≤ 15 % расчет ведется как для 3-фазных нагрузок (сумма 1-фазных нагрузок).

Примечание. Расчет электроприемников ПКР производится после приведения к длительному режиму.

1.2 Определение потерь мощности в трансформаторе

Приближенно потери мощности в трансформаторе учитываются в соответствии с соот­ношениями

∆Р = 0,02 S_нн;

∆Q = 0,1 S_нн;

∆S= √(∆Р² + ∆Q²);

S_ВН = S_НН + ∆S.

 

Определение мощности наиболее загруженной фазы

· При включении на линейное напряжение нагрузки отдельных фаз однофазных электропри­емников определяются как полусуммы двух плеч, прилегающих к данной фазе (рисунок 2).

Р_А = (Р_АС + Р_АВ)/2;

Р_В = (Р_АВ + Р_ВС)/2;

Р_С = (Р_ВС + Р_АС)/2.

Из полученных результатов выбирается наибольшее значение.

Рисунок 2 -Схема включения 1-фазных нагрузок на линейное напряжение

· При включении 1-фазных нагрузок на фазное напряжение нагрузка каждой фазы опреде­ляется суммой всех подключенных нагрузок на эту фазу (рисунок 3).

 

Рисунок 3 -Схема включения 1-фазных нагрузок на фазное напряжение

Таблица 2 -Рекомендуемые значения коэффициентов

Наименование механизмов и аппаратов	КИ	КС	Cos φ	tg φ
1	2	3	4	5
Металлорежущие станки мелкосерийного произ­водства с нормальным режимом работы (токарные, фрезерные, сверлильные, точильные, карусельные и т. п.)	0,14	0,16	0,5	1,73
Металлорежущие станки крупносерийного произ­водства с нормальным режимом работы (те же)	0,16	0,2	0,6	1,33
Металлорежущие станки с тяжелым режимом ра­боты (штамповочные прессы, автоматы, револь­верные, обдирочные, зубофрезерные, а также крупные токарные, строгальные, фрезерные, кару­сельные, расточные)	0,17	0,25	0,65	1,17
Переносной электроинструмент	0,06	0,1	0,65	1,17
Вентиляторы, сантехническая вентиляция	0,6	0,7	0,8	0,75
Насосы, компрессоры, дизельгенераторы	0,7	0,8	0,8	0,75
Краны, тельферы	0,1	0,2	0,5	1,73
Сварочные трансформаторы	0,25	0,35	0,35	2,67
Сварочные машины (стыковые и точечные)	0,2	0,6	0,6	1,33
Печи сопротивления, сушильные шкафы, нагрева­тельные приборы	0,75	0,8	0,95	0,33

Таблица 3 – Упрощенные варианты определения пэ

п	Ки.ср	т	Рн	Формула для пэ
1	2	3	4	5
<5	≥ 0,2	≥ 3	Переменная	пэ = (∑Рн)2 / ∑Рн2
≥ 5	≥ 0,2	≥ 3	Постоянная	пэ = п
≥ 5	≥ 0,2	<3		пэ = п
≥ 5	<0,2	<3	Переменная	пэне определяется, а Рм = KЗPH.∑, где К3— коэффициент загрузки К3(пкр)= 0,75 (повторно-кратковремен­ный режим) К3(др)= 0,9 (длительный режим) K3(ар) = 1 (автоматический режим)
≥ 5	≥ 0,2	≥ 3		пэ = 2∑Рн /∑Рн.нб
≥ 5	<0,2	≥ 3		Применяются относительные единицы пэ = пэ*п; пэ* = F(n*,Р*); п* = п1 / п; Р*=Рn1/ Рн.п
>300	≥ 0,2	≥ 3	-—	пэ = п

Примечание. В таблице 3:

К₃— коэффициент загрузки — это отношение фактической потребляемой активной мощ­ности (Р_ф) к номинальной активной мощности (Р_н)электроприемника;

п_э^*— относительное число эффективных электроприемников определяется по таблице 5;

п₁— число электроприемников с единичной мощностью больше или равной 0,5Р_н.Нб;

п^*— относительное число наибольших по мощности электроприемников;

Р* — относительная мощность наибольших по мощности электроприемников.

Таблица 4 -Зависимость К_м = F(n_э, К_и)

 

nэ	Коэффициент использования, Ки
	0,1	0,15	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
4	3,43	3,22	2,64	2,14	1,87	1,65	1,46	1,29	1,14.	1,05
5	3,23	2,87	2,42	2	1,76	1,57	1,41	1,26	1,12	1,04
6	3,04	2,64	2,24	1,88	1,66	1,51	1,37	1,23	1,1	1,04
7	2,88	2,48	2,1	1,8	1,58	1,45	1,33	1,21	1,09	1,04
8	2,72	2,31	1,99	1,72	1,52	1,4	1,3	1,2	1,08	1,04
9	2,56	2,2	1,9	1,65	1,47	1,37	1,28	1,18	1,08	1,03
10	2,42	2,1	1,84	1,6	1,43	1,34	1,26	1,16	1,07	1,03
12	2,24	1,96	1,75	1,52	1,36	1,28	1,23	1,15	1,07	1,03
14	2,1	1,85	1,67	1,45	1,32	1,25	1,2	1,13	1,07	1,03
16	1,99	1,77	1,61	1,41	1,28	1,23	1,18	1,12	1,07	1,03
18	1,91	1,7	1,55	1,37	1,26	1,21	1,16	1,11	1,06	1,03
20	1,84	1,65	1,5	1,34	1,24	1,2	1,15	111	1,06	1,03
25	1,71	1,55	1,4	1,28	1,21	1Д7	1,14	1,1	1,06	1,03
30	1,62	1,46	1,34	1,24	1,19	1,16	1,13	1,1	1,05	1,03
35	1,25	1,41	1,3	1,21	1,17	1,15	1,12	1,09	1,05	1,02
40	1,5	1,37	1,27	1,19	1,15	1,13	1,12	1,09	1,05	1,02
45	1,45	1,33	1,25	1,17	1,14	1,12	1,11	1,08	1,04	1,02
50	1,4	1,3	1,23	1,16	1,14	1,11	1,1	1,08	1,04	1,02
60	1,32	1,25	1,19	1,14	1,12	1,1	1,09	1,07	1,03	1,02
70	1,27	1,22	1,17	1,12	1,1	1,1	1,09	1,06	1,03	1,02
80	1,25	1,2	1,15	1,11	1,1	1,1	1,08	1,06	1,03	1,02
90	1,23	1,18	1,13	1,1	1,09	1,09	1,08	1,06	1,02	1,02
100	1,21	1,17	1,12	1,1	1,08	1,08	1,07	1,05	1,02	1,02

 

 

п* Р*     1 0,95 0,9 0,85 0,8 0,75 0,7 0,65 0,6 0,55 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,11 1 2 3 4 5 6 7/8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 0,005 0,005 0,005 0,006 0,007 0,007 0,009 0,01 0,011 0,013 0,016 0,019 0,024 0,03 0,03 0,051 0,073 0,11 0,18 0,34 0,01 0,009 0,011 0,012 0,013 0,015 0,017 0,019 0,023 0,026 0,031 0,037 0,047 0,059 0,059 0,1 0,14 0,2 0,32 0,52 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,03 0,03 0,04 0,04 0,05 0,06 0,07 0,09 0,011 0,011 0,019 0,026 0,36 0,51 0,71 0,03 0,03 0,03 0,04 0,04 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,11 0,13 0,16 0,16 0,27 0,36 0,48 0,64 0,81 0,04 0,04 0,04 0,05 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0,12 0,15 0,18 0,22 0,22 0,34 0,44 0,57 0,72 0,86 0,05 0,05 0,05 0,06 0,07 0,07 0,08 0,1 0,11 0,13 0,15 0,18 0,22 0,26 0,21 0,41 0,51 0,64 0,79 0,9 0,06 0,06 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,12 0,13 0,15 0,18 0,21 0,26 0,31 0,27 0,47 0,58 0,7 0,83 0,92 0,08 0,08 0,08 0,09 0,11 0,12 0,13 0,15 0,17 0,2 0,24 0,28 0,33 0,4 0,33 0,57 0,68 0,79 0,89 0,94 0,10 0,09 од 0,12 0,13 0,15 0,17 0,19 0,22 0,25 0,29 0,34 0,4 0,47 0,38 0,66 0,70 0,85 0,92 0,95 0,15 0,14 0,16 0,17 0,2 0,23 0,25 0,28 0,32 0,37 0,42 0,48 0,56 0,67 0,48 0,8 0,88 0,93 0,95   0,20 0,19 0,21 0,23 0,26 0,29 0,33 0,37 0,42 0,47 0,54 0,64 0,69 0,76 0,56 0,89 0,93 0,95     0,25 0,24 0,26 0,29 0,32 0,36 0,41 0,45 0,51 0,57 0,64 0,71 0,78 0,85 0,72 0,83 0,95       0,30 0,29 0,32 0,35 0,39 0,43 0,48 0,53 0,6 0,66 0,73 0,8 0,86 0,9 0,84 0,95         0,35 0,33 0,37 0,41 0,45 0,5 0,56 0,62 0,68 0,74 0,81 0,86 0,91 0,94 0,95           0,4 0,38 0,42 0,47 0,52 0,57 0,63 0,69 0,75 0,81 0,86 0,91 0,93 0,95             0,45 0,43 0,47 0,52 0,58 0,64 0,7 0,76 0,81 0,87 0,91 0,93 0,95               0,5 0,48 0,53 0,58 0,64 0,7 0,76 0,82 0,89 0,91 0,94 0,95                 0,55 0,52 0,57 0,63 0,69 0,75 0,82 0,87 0,91 0,94 0,95                   0,6 0,57 0,63 0,69 0,75 0,81 0,87 0,91 0,94 0,95                     0,65 0,62 0,68 0,74 0,81 0,86 0,91 0,94 0,95                       0,7 0,66 0,73 0,8 0,86 0,9 0,94 0,95                         0,75 0,71 0,78 0,85 0,9 0,93 0,95                           0,8 0,76 0,83 0,89 0,94 0,95                             0,85 0,8 0,88 0,94 0,95                               0,9 0,85 0,92 0,95                                 1,0 0,95

---

---

Таблица 5 - Значения п*э = F(n*, Р*)   Н = Рфн1Рфнм • 102 = 14'2~1 °'7• 1О2 = 33 %>15%   н.нб   Определяется т =   результат заносится в колонку 8.   Таблица 1.5.6. Сводная ведомость нагрузок по цеху Вариант Катего­рия ЭСН S,m2 Номера электроприемников по таблице 1.5.5 Вариант 1 2 3 4 5 6 1 1 450 1-[ §-14-17-23-25-28 2-@-15-18-23-25-29 16 2 2 500 1-5-15-18-24-26-29 1-4-14-17- 24-26-28 17 3 3 550 1-6-16-21-22-26-28 1-0-14-17-23-26-29 18 4 2 600 1-7-14-17-23-27-29 3- g-16-20-22-26-28 19 5 3 400 2-|-15-18-24-25-28 3-9-16-19- -24-27-29 20 6 1 450 3-|-16-22-25-29 2- •8-15-18-22-25-28 21 7 3 500 1-[ д. 14-17-24-27-28 2- 11-15-18-24-25-29 22                     Таблица 1.5.7.Варианты индивидуальных заданий для РПЗ-5   1 2 3 4 5 6 23 8 1 550 2- 11 -15-18-22-25-29 1- 10 -14-17-22-25-28     9 2 600 3- 12 -16-19-23-25-28 1-13-18- 22 -23-26-29 24 10 1 600 1- 13 -18-20-22-26-29 3- 12 -16-22-25-28 25 11 2 550 2- 14 -19-21-24-27-28 3-15-17-20 -24-27-29 26 12 3 500 3- 15 -17-20-23-26-29 2-14-19- 21 -23-26-28 27 13 2 450 3- 16 -19-20-24-27-28 2-7- 17-21-24-27-29 28 14 3 400 2-7- 17- 21-22-26-29 3-0-19-20-24-26-28 29 15 1 350 1-10 -18 ,-22-23-27-28 0-7-19-21-24-25-29 30                                             Продолжение табл. 1.5.7   Примечание. Обведены номера электроприемников для расчета в РПЗ-8.   (RЛ Рис. 1.9.1. Зависимость ЛГ = F   Мощность, кВ А Rf,мОм Х„мОм мОм Z<'\ мОм 25 153,9 243,6 287 3110 40 88 157 180 1949 63 52 102 114 1237 100 31,5 64,7 72 779 160 16,6 41,7 45 487 250 9,4 27,2 28,7 312 400 5,5 17,1 18 195 630 3,1 13,6 14 129 1000 2 8,5 8,8 81 1600 1 5,4 5,4 54             307,6 194,4 363,9 — — — 393,6 210,1 473,1   Потери                           9,5 47,3 48,3 —