🗊Презентация Электроснабжение / Основы электроснабжния ЛК – 2

Электроснабжение / Основы электроснабжния ЛК – 2 Направление ООП: Дорохина Екатерина Сергеевна доцент каф. ЭиАФУ

Методы расчета электрических нагрузок Расчет электрических нагрузок выполняется с целью правильного выбора сечений линий и распределительных устройств, коммутационных и защитных аппаратов, числа и мощности трансформаторов на разных уровнях системы электроснабжения. Цель расчета электрических нагрузок – определение токов, протекающих по токоведущим элементам, для выяснения их допустимости по условиям нагрева элементов.

Методы расчета электрических нагрузок метод упорядоченных диаграмм; по установленной мощности и коэффициенту спроса; по средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузок; по удельной нагрузке на единицу производственной площади; по удельному расходу электроэнергии на единицу продукции при заданном объеме выпуска продукции за определенный период.

Метод коэффициента спроса Наиболее простой метод расчета, находит применение для предварительных расчетов общезаводских нагрузок, нагрузок узлов с высокими значениями числа электроприемников и/или их коэффициента использования. Порядок расчета:

Расчетная нагрузка узла системы электроснабжения (цеха, корпуса, предприятия): Расчетная нагрузка узла системы электроснабжения (цеха, корпуса, предприятия): где Кр.м – коэффициент разновременности максимумов нагрузок отдельных групп электроприемнкиов, принимаемый по табличным данным; – сумма расчетных активных и реактивных нагрузок отдельных групп приемников

Метод коэффициента формы Рекомендуется для групп электроприемников с резкопеременной нагрузкой, колеблющейся с большой частотой. Расчетная нагрузка таких приемников близка к среднеквадратичной. Может применяться для определения нагрузок на шинах низшего напряжения цеховых трансформаторных подстанций при равномерных графиках нагрузок.

Соотношения: Соотношения: где – коэффициент формы соответственно графика активной и реактивной нагрузки, характеризует неравномерность графика во времени, в случае затруднения расчета – Кф = 1,01,3.

Метод удельного расхода электроэнергии Метод эффективен для производств с непрерывным технологическим процессом. Может быть использован для предварительных и поверочных расчетов, при технико-экономическом обосновании намеченных вариантов систем электроснабжения. Соотношения: где Мсм – выпуск за смену единиц продукции; Wа уд – расход электроэнергии на единицу продукции; Тсм – продолжительность смены.

При известном удельном расходе Wа уд в годовом объеме М При известном удельном расходе Wа уд в годовом объеме М где Тм – число часов использования максимума нагрузки.

Метод упорядоченных диаграмм Основной метод расчета электрических нагрузок. По нему определяются максимальные (Рм, Qм, Sм) расчетные нагрузки группы электроприемников (ЭП). 1. Выделяют 2 группы ЭП: группа А – ЭП с переменным графиком нагрузок: коэффициент использования отдельного ЭП, коэффициент включения ЭП коэффициент заполнения суточного графика за наиболее загруженную смену ; группа Б – ЭП с практически постоянным графиком нагрузок: ,

2. Определяют максимальные расчетные нагрузки группы приемников: 2. Определяют максимальные расчетные нагрузки группы приемников: ЭП с переменным графиком нагрузки: ; ; где Рм, Qм, Sм – максимальные активная, реактивная и полная нагрузки; Км – коэффициент максимума активной нагрузки (справочные данные); – коэффициент максимума реактивной нагрузки: =1,1 при nэф=10 и =1 при nэф >10; Рсм, Qсм – средняя активная и реактивная мощности всей группы ЭП за наиболее загруженную смену:

где ки – коэффициент использования отдельного ЭП (справочные данные); где ки – коэффициент использования отдельного ЭП (справочные данные); рном – номинальная мощность отдельного ЭП, приведенная к длительному режиму (резервные ЭП не учитываются); tg – коэффициент реактивной мощности (справочные данные); Км = f(Ки, nэф) – определяется по таблице или графикам, может быть оценен по соотношению:

ЭП с практически постоянным графиком нагрузки: ЭП с практически постоянным графиком нагрузки: максимальная расчетная нагрузка принимается равной средней мощности за наиболее загруженную смену: Рм = Рсм; Qм = Qсм.

Сводка основных положений по определению расчетных электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм

Определение эффективного числа электроприемников Эффективное число электроприемников - такое число однородных по режиму работы приемников одинаковой мощности, которое обуславливает ту же величину расчетной нагрузки, что и группа фактических различных по номинальной мощности и режиму работы приемников.

Способы упрощенного вычисления эффективного числа ЭП 1. Эффективное число приемников в группе считается равным фактическому числу ЭП при: фактическое число ЭП ; показатель силовой сборки в группе ; средневзвешенный коэффициент использования Ки – любое значение. При этом при определении исключаются те наименьшие ЭП группы, суммарная номинальная мощность которых не превышает 5% суммарной номинальной мощности всей группы Рном. При этом число исключенных электроприемников не учитывается также и в величине n.

2. При 2. При показатель силовой сборки в группе т > 3; средневзвешенный коэффициент использования Ки 0,2. В тех случаях, когда найденное по этой формуле оказывается больше, чем п фактическое, следует принимать = n.

3. При 3. При показатель силовой сборки в группе т > 3; средневзвешенный коэффициент использования Ки0,2. эффективное число ЭП определяется с помощью кривых или таблиц по следующему порядку: определяется наибольший по номинальной мощности электроприемник рассматриваемой группы; определяются наиболее крупные электроприемники, номинальная мощность которых равна или больше половины мощности наибольшего электроприемника группы; определяются число n1 и суммарная номинальная мощность Рном1 наибольших ЭП группы; определяются число n и суммарная номинальная мощность Рном всех приемников группы;

находятся значения находятся значения по кривым или по таблицам по найденным значениям n* и Р* определяется величина nэф*. затем определяется

Комплексный метод Расчеты производятся от верхних уровней к нижним, по известной информации о технологии производства, запланированных объемах производства и его номенклатуре, используя информационную базу аналогичных заводов. Предусматривает одновременное применение нескольких способов расчета максимальной нагрузки Рm по следующим параметрам: энергоемкости продукции Э на УР6. Энергоемкость Э – количество энергии, планируемое или расходуемое предприятием на выпуск единицы продукции.

где , – энергоемкость и объем технологической продукции i-го вида; – годовое число часов использования максимума нагрузки (принимается по основным показателям завода-аналога). общегодовому энергопотреблению А на УР6, УР5, УР4. где – cреднегодовой коэффициент максимума; А – общегодовое энергопотребление; – среднегодовая мощность; =8760 – число часов в году.

среднегодовому коэффициенту спроса УР6-УР2. среднегодовому коэффициенту спроса УР6-УР2. где – сумма установленных мощностей. удельным мощностям нагрузок на УР6-УР2. где  – удельная мощность (плотность) нагрузки; F – площадь предприятия, района, цеха. Расчет электрических нагрузок для УР1 не производится. Выбор коммутационной аппаратуры и проводников для этого уровня осуществляется по номинальной мощности отдельных электроприемников или сумме их номинальных мощностей.

Расчет однофазных нагрузок Определение наиболее нагруженной фазы и степени неравномерности распределения нагрузки. Включение однофазных ЭП на фазное напряжение нагрузка каждой фазы определяется суммой всех подключенных нагрузок на эту фазу.

Включение однофазных ЭП на линейное напряжение нагрузка отдельных фаз определяется как полусумма нагрузок двух плеч, прилегающих к данной фазе. Включение однофазных ЭП на линейное напряжение нагрузка отдельных фаз определяется как полусумма нагрузок двух плеч, прилегающих к данной фазе. Степень неравномерности распределения нагрузки по фазам: где Рф.нб, Рф.нм – мощность наиболее и наименее загруженной фазы.

Приведение однофазных нагрузок к условной трехфазной мощности. Приведение однофазных нагрузок к условной трехфазной мощности. При Н≤15% расчет ведется как для трехфазных нагрузок (сумма всех однофазных нагрузок). При Н15%, то расчетная нагрузка определяется по рекомендациям. При числе однофазных приемников до трех: Условная трехфазная номинальная мощность : где - мощность наиболее нагруженной фазы. При включении электроприемников на фазное напряжение: - один электроприемник; - для двух и трех электроприемников.

Расчетная нагрузка однофазных ЭП, включенных на фазное или линейное напряжение при числе их более трех при одинаковом коэффициенте использования и cos: Расчетная нагрузка однофазных ЭП, включенных на фазное или линейное напряжение при числе их более трех при одинаковом коэффициенте использования и cos: При этом nэф для определения коэффициента максимума для однофазных источников определяется следующим выражением: где – сумма номинальных мощностей однофазных ЭП данного расчетного узла; рном о.max – номинальная мощность наибольшего однофазного ЭП.

При числе однофазных ЭП с различными коэффициентами использования и cos более 3 и при включении их на фазные и линейные напряжения они распределены по фазам по возможности равномерно, то расчет ведется через средние нагрузки за наиболее загруженную смену по каждой фазе. При числе однофазных ЭП с различными коэффициентами использования и cos более 3 и при включении их на фазные и линейные напряжения они распределены по фазам по возможности равномерно, то расчет ведется через средние нагрузки за наиболее загруженную смену по каждой фазе. Общая средняя нагрузка отдельных фаз определяется суммированием средних однофазных нагрузок данной фазы (фаза – нуль) и однофазных нагрузок, включенных на линейное напряжение, с соответствующим приведением последних к нагрузкам одной фазы и фазному напряжению с использованием коэффициентов приведения.

Например для фазы А: Например для фазы А: где – нагрузки, присоединенные на линейное напряжение соответственно между фазами АВ и АС; – нагрузки, присоединенные между фазой А и нулевым проводом; – коэффициенты приведения нагрузок, включенных на линейное напряжение АВ и АС к фазе А; – коэффициенты использования по активной мощности однофазных приемников различного режима работы.

Находится наиболее загруженная фаза по активной мощности, например, и эквивалентная трехфазная нагрузка сети от однофазных электроприемников: Находится наиболее загруженная фаза по активной мощности, например, и эквивалентная трехфазная нагрузка сети от однофазных электроприемников: Средневзвешенное значение коэффициента использования определяется для этой же наиболее загруженной фазы: Расчетная нагрузка от однофазных электроприемников:

Пиковые нагрузки Пиковая нагрузка – это максимальная нагрузка длительностью 1-2 с. По ней проверяют колебания напряжения, выбирают уставки защиты, плавкие вставки предохранителей. Пиковый ток Iпик группы электроприемников, работающих при отстающем токе, определяется: Iпик = Iпуск max + (I расч - ки Iном max ), где Iпуск max – наибольший из пусковых токов электроприемника в группе по паспортным данным; Iрасч – расчетный ток нагрузки группы ЭП; Iном max – номинальный (приведенный к ПВ=100%) ток ЭП с наибольшим пусковым током; ки – коэффициент использования электроприемника, имеющего наибольший пусковой ток.

При подключении к электрической сети группы из двух-пяти электроприемников за пиковый ток принимается: При подключении к электрической сети группы из двух-пяти электроприемников за пиковый ток принимается: суммарный номинальный ток группы электроприемников без учета номинального тока электроприемника, имеющего наибольший пусковой ток. В качестве наибольшего пикового тока одного ЭП принимается: для электродвигателей – пусковой ток, для печных и сварочных трансформаторов – пиковый ток по паспортным данным; электрические печи сопротивления и осветительные установки с лампами накаливания – совпадают с расчетными.