Розрахунок силових електричних навантажень

Аналіз електричних навантажень підприємств.

1.1Характеристика і розподіл споживачів електроенергії

№ п/п	Назва Електроприладу	шт.	Рn, кВт	∑ Р кВт	n, хв^-1	k в	η	Cosφ	tgφ
1.	Токарний патронний вертикальний напівавтомат 1А734Ф3		3,7+1,1++0,8	5,6		0,12	0,84	0,4	1,32
2.	Горизонтально-розточувальний верстат 2620 В		8,5+2,1++1,5	12,1		0,22	0,875	0,65	1,17
3.	Довбальний верстат 7Д430		11+2,2	13,2		0,22	0,87	0,65	1,17
4.	Відцентрово-шліфувальний верстат ЗМ182		7,5+0,85+0,18+0,09+0,09	8,71		0,22	0,87	0,65	1,17
5.	Багатопостовий зварювальний трансформатор		S=33,8 кВА	13,52		0,5		0,4	2,2
6.	Електричний кран ПВ=25%		17+3+ +4,5	12,25		0,15	0,88	0,45	1,98
7.	Витяжне обладнання		14,8	14,8		0,65	0,87	0,8	0,75
8.	Витяжне обладнання		2,8	2,8		0,65	0,82	0,8	0,75
9.	Електрична пічка					0,5		0,85	0,62

за технологічним процесом

1.2. Вибір роду струму і напруги

На промислових підприємствах розповсюджені споруди напругою 380/220 В із глухим заземленням нейтралі. Вибір такої напруги забезпечує можливість використання трансформаторів для сумісного живлення силових і освітлювальних навантажень. Найбільша потужність трифазних електроприймачів, які живляться від системи напругою 380/220 В.

1.3. Визначення категорії електропостачання

Механічна дільниця належить до 3-ої категорії, тому що постачання для цієї категорії може виконуватися від одного джерела живлення,при умові що перерва у електропостачанні не перевищуватиме 24 години.

1.4. Вибір структури і конструктивного виконання внутрішньої цехової мережі

Для живлення механічного цеху застосовують магістральну схему тому, що вона не потребує встановлення розподільчого щита на підстанції і енергія розподіляється по схемі «трансформатор – магістраль» що спрощує і зменшує вартість споруди цехової підстанції. При магістральних схемах, які виконують за допомогою шинопроводів типу ШМА або ШРА, переміщення технологічного обладнання не викликає переробки мережі. Наявність перемичок між магістралями окремих підстанцій забезпечує надійність електропостачання при мінімальних затратах на улаштування резервування. Таким резервуванням може бути забезпечене надійне електропостачання електроприймачів.

Розрахунок силових електричних навантажень

2.1. Розрахунок силових електричних навантажень електроприймачів,які одержують живлення від ШРА1.

Таблиця 2.1. Параметри електроприймачів.

Назва Електроприймача	шт.	Р, кВт	Ƞ	k в	Cosφ	Tgφ
Токарний патронний вертикальний напів- автомат 1А734Ф3		5,6	0,84	0,12	0,4	1,32
Горизонтально - розточувальний верстат 2620 В		12,1	0,875	0,22	0,65	1,17

Знаходимо змінну потужність за найбільш завантажену зміну Р_зм кВт та Q_зм квар:

Р_зм1 = k _в1 × Р_ном1 = 0,12 × 16,8 = 2,02;

Q_зм1 = Р_зм1 × tgφ₁ = 2,02 × 1,32 = 2,67;

Р_зм2 = k _в2 × Р_ном2 = 0,22 × 36,3 = 7,98;

Q_зм2 = Р_зм2 × tgφ₂ = 7,98 × 1,17 = 9,34.

Визначаємо сумарну середню активну потужність Р_змШРА1 кВт і реактивну Q_змШРА1 квар.

Р_змШРА1 = 53,1 × 0,17 = 9,03;

Q_змШРА1 = 9,03 × 1,25 = 11,29.

Визначаємо сумарну встановлену потужність усіх електроприймачів.

Р_ном = 53,1 кВт.

Визначаємо кількість електроприймачів n, які живляться від ШРА1.

n = 6.

Визначаємо самий потужній із електроприймачів і всі електроприймачі, потужність яких не менше ½ від максимальної потужності, їх кількість позначаємо n₁.

Р_{ном.макс.} = 12,1 кВт, тоді як ½ Р_{ном.макс.} = 12,1: 2 = 6,05 кВт.

n ₁ = 3.

Визначаємо сумарну встановлену потужність Р_ном.n1 електроприймачів із максимальною потужністю:

Р_ном.n1 = 12,1 кВт.

Визначаємо відносне значення ефективного числа електроприймачів n_е* за таблицею 2 у залежності від n_* і Р_*, для цього визначаємо:

n_* = = = 0,5;

Р_* = = 0,23;

m = = 15,13

тобто модуль силової збірки m > 3;

n_е* = 0,64;

k _в.сер. = .

Виходячи із умов для ШРА1 – n > 5; k _в.< 0,2; m > 3 визначаємо число електро-приймачів за формулою:

n_е = n_е* × n = 0,64 × 6 = 3,84 = 4 шт.

За таблицею 5 [Л2] приймаємо:

k _макс = f(n_е; К_в) - n_е = 3,84; k _в = 0,17 тоді k_макс = 2,64.

Визначаємо активну максимальну потужність для ШРА1:

Р _{макс.ШРА1}= k _макс ^. Р _зм = 2,64 × 9,03 = 23,84 кВт.

Визначаємо реактивну максимальну потужність для ШРА1, якщо n_е<10

Q_{макс.ШРА1} = 1,1 ^. Q_зм = 1,1 × 11,29 = 12,42 квар.

Визначаємо повну максимальну потужність:

Визначаємо струм навантаження силового пункту ШРА1:

I_p = .

2.2. Розрахунок силових електричних навантажень електроприймачів,які одержують живлення від ШРА2.

Таблиця 2.2. Параметри електроприймачів.

Назва Електроприймача	шт.	Р, кВт	Ƞ	k в	Cosφ	Tgφ
Довбальний верстат 7Д430		13,2	0,87	0,22	0,65	1,17
Відцентрово-шліфувальний Верстат ЗМ182		8,71	0,87	0,22	0,65	1,17

Знаходимо змінну потужність за найбільш завантажену зміну Р_зм кВт та Q_зм квар:

Р_зм1 = k _в1 × Р_ном1 = 0,22 × 13,2 = 2,91;

Q_зм1 = Р_зм1 × tgφ₁ = 2,91 × 1,17 = 3,41;

Р_зм2 = k _в2 × Р_ном2 = 0,22 × 34,84 = 7,66;

Q_зм2 = Р_зм2 × tgφ₂ = 7,66 × 1,17 = 8,96.

Визначаємо сумарну середню активну потужність Р_змШРА2 кВт і реактивну Q_змШРА2 квар.

Р_змШРА2 = 48,04 × 0,22 = 10,57;

Q_змШРА2 = 10,57 × 1,17 = 12,37.

Визначаємо сумарну встановлену потужність усіх електроприймачів.

Р_ном = 48,04 кВт.

Визначаємо кількість електроприймачів n, які живляться від ШРА2.

n = 5.

Визначаємо самий потужній із електроприймачів і всі електроприймачі, потужність яких не менше ½ від максимальної потужності, їх кількість позначаємо n₁.

Р_{ном.макс.} = 13,2 кВт, тоді як ½ Р_{ном.макс.} = 13,2: 2 = 6,6 кВт.

n ₁ = 5.

Визначаємо сумарну встановлену потужність Р_ном.n1 електроприймачів із максимальною потужністю:

Р_ном.n1 = 13,2 кВт.

Визначаємо відносне значення ефективного числа електроприймачів n_е* за таблицею 2 у залежності від n_* і Р_*, для цього визначаємо:

n_* = = 1;

Р_* = = 1;

m = = 146,67;

тобто модуль силової збірки m > 3;

n_е* = 0,95;

k _в.сер. = .

Виходячи із умов для ШРА2 – n = 5; k _в.< 0,2; m > 3 визначаємо число електро-приймачів за формулою:

n_е = n_е* × n = 0,95 × 5 = 4,75;

За таблицею 5 приймаємо:

k _макс = f(n_е; К_в) - n_е = 4,75; k _в = 0,22 тоді k_макс = 2,42.

Визначаємо активну максимальну потужність для ШРА2:

Р _{макс.ШРА2}= k _макс ^. Р _зм = 2,42 × 10,57 = 25,58 кВт.

Визначаємо реактивну максимальну потужність для ШРА2, якщо n_е<10

Q_{макс.ШРА1} = 1,1 ^. Q_зм = 1,1 × 12,37 = 13,61 квар.

Визначаємо повну максимальну потужність ШРА2:

Визначаємо струм навантаження силового пункту ШРА2:

I_p = .

2.3. Розрахунок силових електричних навантажень електроприймачів,які одержують живлення від ШРА3.

Таблиця 2.3. Параметри електроприймачів.

Назва Електроприймача	шт.	Р, кВт	Ƞ	k в	Cosφ	tgφ
Багатопостовий зварювальний трансформатор		13,52	__	0,5	0,4	2,2
Електричний кран		12,25	0,88	0,15	0,45	1,98
Витяжне обладнання		14,8	0,87	0,65	0,8	0,75
Витяжне обладнання		2,8	0,82	0,65	0,8	0,75
Електрична пічка			__	0,5	0,85	0,62

Знаходимо змінну потужність за найбільш завантажену зміну Р_зм кВт та Q_зм квар:

Р_зм1 = k _в1 × Р_ном1 = 0,5 × 13,52 = 6,76;

Q_зм1 = Р_зм1 × tgφ₁ = 6,67 × 2,2 = 14,87;

Р_зм2 = k _в2 × Р_ном2 = 0,15 × 12,25 = 1,84;

Q_зм2 = Р_зм2 × tgφ₂ = 1,84 × 1,98 = 3,64;

Р_зм3 = k _в3 × Р_ном3 = 0,65 × 14,8 = 9,62;

Q_зм3 = Р_зм3 × tgφ₃ = 9,62 × 0,75 = 7,22;

Р_зм4 = k _в4 × Р_ном4 = 0,65 × 2,8 = 1,82;

Q_зм4 = Р_зм4 × tgφ₄ = 1,82 × 0,75 = 1,37;

Р_зм5 = k _в5 × Р_ном5 = 0,5 × 14 = 7;

Q_зм5 = Р_зм5 × tgφ₅ = 7 × 0,62 = 4,34;

Визначаємо сумарну середню активну потужність Р_змШРА3 кВт і реактивну Q_змШРА3 квар.

Р_змШРА3 = 57,37 × 0,49 = 28,11;

Q_змШРА3 = 28,11 × 1,26 = 35,42.

Визначаємо сумарну встановлену потужність усіх електроприймачів.

Р_ном = 57,37 кВт.

Визначаємо кількість електроприймачів n, які живляться від ШРА3.

n = 5.

Визначаємо самий потужній із електроприймачів і всі електроприймачі, потужність яких не менше ½ від максимальної потужності, їх кількість позначаємо n₁.

Р_{ном.макс.} = 14,8 кВт, тоді як ½ Р_{ном.макс.} = 14,8: 2 = 7,4 кВт.

n ₁ = 4.

Визначаємо сумарну встановлену потужність Р_ном.n1 електроприймачів із максимальною потужністю:

Р_ном.n1 = 57,37 ˗ 2,8 = 54,57 кВт.

Визначаємо відносне значення ефективного числа електроприймачів n_е* за таблицею 2 у залежності від n_* і Р_*, для цього визначаємо:

n_* = = = 0,8;

Р_* = = 0,95;

m = = 5,29;

тобто модуль силової збірки m > 3;

n_е* = 0,83;

k _в.сер. = .

Виходячи із умов для ШРА3 – n = 5; k _в.< 0,2; m > 3 визначаємо число електро-приймачів за формулою:

n_е = n_е* × n = 0,83 × 5 = 4,15;

За таблицею 5 приймаємо

k _макс = f(n_е; К_в) - n_е = 4,15; k _в = 0,49 тоді k_макс = 1,65.

Визначаємо активну максимальну потужність для ШРА3:

Р _{макс.ШРА2}= k _макс ^. Р _зм = 1,65 × 28,11 = 46,38 кВт.

Визначаємо реактивну максимальну потужність для ШРА3, якщо n_е<10

Q_{макс.ШРА1} = 1,1 ^. Q_зм = 1,1 × 35,42 = 38,42 квар.

Визначаємо повну максимальну потужність:

Визначаємо струм навантаження силового пункту ШРА3:

I_p = .

2.4. Підрахунок підсумкового навантаження силових пунктів

ШРА1, ШРА2 та ШРА3

Кількість електроприймачів n=16.

Встановлена потужність мінімальна і максимальна одного електроприймача – 2,8 – 14,8 кВт.

Загальна робоча потужність:

Р_ном. = 158,51 кВт.

Модуль силової збірки:

m = Р_н.макс. / Р_н.мін. = 14,8: 2,8 = 5,29; m > 3.

Коефіціент використання:

k _в = 0,36.

Коефіцієнт потужності:

сosφ/ tgφ = 1,88/1,24.

Середня потужність за максимально завантажену зміну:

- Активна потужність:

Р_зм = k _в × Р_ном. = 0,36 × 158,51 = 57,06 кВт.

- Реактивна потужність:

Q_зм = Р_зм × tgφ = 57,06 × 1,24 = 70,75 квар.

Ефективне число електроприймачів n_е , виходячи із умов - n = 5; k _в.> 0,2; m > 3

n_е = n =16.

n =16; k _в = 0,36, тоді k _макс = 1,28.

Максимальна розрахункова потужність:

- Активна на ШМА:

Р_{макс.ШМА} = k _макс × Р_зм = 1,28 × 56,06 = 71,75 кВт;

- Реактивна на ШМА:

Q_{макс.ШМА} = 1 × 70,75 = 70,75 квар;

- Повна на ШМА:

Визначаємо струм навантаження:

I_p =

Дата добавления: 2015-10-23