Нагрузок, компоновка и выбор силовых шкафов

В механическом участке расположены механические станки и кран-балки, которые получают электроэнергию от трех распределительных пунктов ПР8501. Пункты ПР8501 подсоединены к комплектной трансформаторной подстанции КТП. Напряжение сети питания 380/220В.

Паспортные данные токоприемников приведены в таблице 1.

Рекомендуемые значения коэффициентов взяты из ([6] табл.1.5.1. с.24).

При нахождении значений расчетных точек подсоединения нагрузок до 1 кВ необходимо определить расчетные нагрузки, применив метод

коэффициента максимума и знать варианты определения эффективного числа электроприемников n_э. Также необходимо произвести приведение мощностей 3-фазных электроприемников с кратковременным режимом([2]стр.23) к длительному режиму по формуле:

(24)

где Р_ном – мощность электроприемника, приведенного к100% включения, кВт;

Р_пас – паспортная активная мощность, кВт.

Такими электроприемниками являются кран-балки мощностью по 9кВт. Продолжительность включения ПВ=60%, следовательно, Р_ном=7кВт

Для расчета силовых нагрузок по ПР необходимо сначала провести разбивку приемников по ПР, выбрать количество шкафов в соответствии с планом цеха и номинальным током приемников. Номера шкафов и наименования, подключаемых к ним электроприемников с исходными данными приведены в таблице 5.Исходя из данных таблицы 1 можно найти суммарную активную номинальную мощность Р_ном электрических приемников каждого распределительного пунктаПР, которая рассчитывается по формуле, кВт:

(25)

где Р _номi -номинальная допустимая мощность каждого электроприемника, кВт

Из ([6]с.24 таблица 1.5.1) или для групп электроприемников находим коэффициент использования К_и и коэффициент мощности cosj. Коэффициент К_и используем для нахождения сменной мощности Р_см за наиболее загруженную смену (расчет для ПР).

Находим сменную мощность за наиболее загруженную смену по формуле, кВт

, (26)

где К_и – коэффициент использования электроприемника;

Р_ном – номинальная мощность электроприемника, кВт.

Суммарные максимальные средние активные мощности всех электропиемников каждого ПР определяются по формуле, кВт:

(27)

Находим сменную реактивную мощность по формуле, квар

, (28)

где tgj– тангенс угла, характеризующего соотношение активных и реактивных мощностей.

Сумма максимальных средних реактивных мощностей определяем по формуле, квар

(29)

Полная средняя сменная мощность определяется по формуле

(30)

Для выбора условия которое определяет метод нахождения эффективного числа электроприёмниковn_э необходимо знать количество электроприёмниковn, показатель силовой сборки m, средний коэффициент использования K_и.с., а так же постоянна или не постоянна номинальная мощность электроприёмникаР_ном.

Показатель силовой сборки находится по формуле

, (31)

где Р_номmaxi – наибольшая мощность электроприемника, кВт;

Р_номmini – наименьшая мощность электроприемника, кВт.

Средний коэффициент использования находится по формуле

, (32)

где åР_см – суммарная сменная мощность электроприемников, кВт;

åР_ном – суммарная номинальная мощность электроприемников, кВт.

В зависимости от количества электроприемников, рассчитанных показателя силовой сборки m и среднего коэффициента использования K_и.с. определяется метод расчета эффективного числа электроприёмниковn_э.

Приn ≥ 5;Kи.с<0,2;m ≥3;Рном ≠ const.Эффективное число электроприемников находится по формуле

, (33)

где n_*э – относительно эффективное число электроприемников.

Относительное эффективное число определяется по табличным данным, приведенным в ([11], c. 57)

, (34)

где n_* - относительное число наибольших по мощности электроприемников;

Р_* - относительная мощность наибольших по мощности электроприемников, кВт.

Относительное число наибольших по мощности электроприемников определяется по формуле

, (35)

где n’ – число электроприемников с единичной мощностью больше либо равной Р_номmax/2.

Относительная мощность наибольших по мощности электроприемников, кВт, определяется по формуле

, (36)

где – общая мощность электроприемников, мощность которых

больше либо равнаР_номmax/2, кВт.

При условии n≥5; K_и.с≥_.0,2; m≥3;Рном ≠ const.Эффективное число электроприемников находится по формуле:

(37)

Для расчета максимальной нагрузки необходимо найти коэффициент максимума

, (38)

где n_э – эффективное (приведенное) число электроприемников;

К_и.с. – средний коэффициент использования.

После нахождения коэффициента максимума находим максимальные нагрузки.

Активную максимальную мощность находим по формуле, кВт

, (39)

Реактивную максимальную мощность рассчитываем формуле с учетом того, что n£10, квар

, (40)

Полная максимальная мощность рассчитывается по формуле, кВ×А

, (41)

Максимальный ток нагрузки рассчитывается по формуле, А

, (42)

где U_ном – номинальное напряжение питания электроприемников, В.

Рассчитаем максимальные и сменные мощности, и максимальный ток шкафа ПР1.

Находим сменные мощности для электроприемников подключенных к шкафу ПР1 по формуле 13

Р_см1.1=0,14Í1,5Í2=0,42

Р_см1.2=0,1Í7Í2=1,4

Р_см1.3=0,17Í9,7Í3=4,95

Р_см1.4=0,17Í2Í12=4,08

Р_см1.5=0,17Í11=1,87

Р_см1.6=0,17Í4=0,68

Находим сменную реактивную мощность для электроприемников подключенных к шкафу ПР1(tgj из([6]стр.24 табл.1.5.1.) по формуле 15

Q_см1.1=0,42Í1,33=0,56

Q_см1.2=1,4Í1,73=2,4

Q_см1.3=4,95Í1,33=6,58

Q_см1.4=4,08Í1,33=5,43

Q_см1.5=1,87Í1,33=2,5

Q_см1.6=0,68Í1,33=0,9

По формуле 31 находим показатель силовой сборки

Находим средний коэффициент использования по формуле 32, предварительно рассчитав суммарные активные номинальные и сменные мощности по формулам 25, 27, 29.

åР_ном1=(2Í1,5)+(2Í7)+(3Í9,7)+(2Í12)+11+4=85,1

åР_см1=0,42+1,4+4,95+4,08+1,87+0,68=13,4

åQ_см1=0,56+2,4+6,58+5,43+2,5+0,9=18,37

Итак, имеем полный набор элементов для выбора условия которое определяет метод расчета n_э

n=11; K_и.с.= 0,16; m=8; Р_ном¹const.

В зависимости от количества электроприемников, рассчитанных показателя силовой сборки m и среднего коэффициента использования K_и.с. определяется метод расчета эффективного числа электроприёмниковn_э.

Приn ≥ 5;Kи.с<0,2;m ≥3;Рном ≠ const.Эффективное число электроприемников находится по формуле 18

Для этого расчета необходимо предварительно определить относительное число наибольших по мощности электроприемников и относительную мощность наибольших по мощности.

Определим число и общую мощность электроприемников подключенных к шкафу ПР3, мощность которых больше или равна Р_{ном макс}/2=12/2=6. Число электроприемников подключенных к шкафу ПР1 и имеющих мощность большую или равную 6 кВт равно 6. Поэтому n'=8, а сумма их мощностей равна 78,1 кВт. По формуле 35 определяем относительное число наибольших по мощности электроприемников

.

По формуле 36 определяем относительную мощность наибольших по мощности электроприемников

.

Используя найденные относительное число наибольших по мощности электроприемников и относительную мощность наибольших по мощности электроприемников из ([6], табл.1.5.4. c.26) находим относительное эффективное число электроприемников исходя из условия формулы 34

.

По формуле 20 находим эффективное число электроприемников

.

Следовательно, в период максимального (30 мин) потребления электрической энергии работают 9 станков со средним коэффициентом использования 0,78.

Используя найденные эффективное количество электроприемников и средний коэффициент использования из ([6], табл.1.5.3., с.26) находим коэффициент максимума, исходя из условий формулы 25

.

По формуле 26 находим максимальную активную мощность

По формуле 40 находим максимальную реактивную мощность

.

По формуле 41 находим максимальную полную мощность

По формуле 42 находим максимальный ток нагрузки

.

Расчет максимальных мощностей и максимального тока электроприемников подключенных к шкафу ПР1 на этом закончен.

Аналогично производим расчет для ПР2.

Полученные данные по расчету установленной и сменной мощности систематизируем и заносим в таблицу 5, которая наглядно показывает нагрузку в наиболее загруженную смену.

Определяем номинальные токи электроприемников, необходимые данные берем из таблицы 1, по формуле, А:

(43)

где Р_ном - номинальная мощность всех электродвигателей ЭП, кВт;

U_ном- номинальное напряжение сети- 380В;

сosj - номинальный коэффициент мощности;

h - номинальный коэффициент полезного действия.

Определяем номинальный ток электроприемника №1,по формуле 43

Аналогично рассчитываем номинальные токи для остальных электроприемников.

Для расчета силовых нагрузок по шкафам необходимо провести разбивку электроприемников по шкафам, а также выбрать количество шкафов в соответствии с планом цеха. Номера шкафов и наименованиеподключаемых к ним приемников приведены в таблице 5.

Находим сумму номинальных токов всех электроприемников ШР1,А

∑I_ном = I_ном.1 + I_ном.2 (44)

∑I_ном = 18,2+85,18+136,2+112,32+51,48+18,72=403,9

Макси­мальный ток I, А	ПР1 (ПР8501-089)							66,4	ПР 2 (ПР8501-088)						113,63	ПР3 (ПР8501-082)			90,9	ПР4										31,9
Максимальная расчет­ная мощность	Smax, кВА							43,7						74,7			59,8												197,5
Рmax, кВт													64,74			56,6										173,7	3,95	177,7
Коэффи­циент мак­симума Kmax							1,9						2,24			2,42												1,55
Эффектив­ное число электро­приемни­ковnэ													5,64			2,94
Средняя макси­мальная мощ­ность за смену	Σ Qсм	0,73	2,4	6,58	5,43	2,5	0,9	18,37	11,93	5,57	2,98	4,37	8,95	33,8	4,05	13,5	17,55					1,7	3,3	3,3	1,86	1,3	10,16		81,18
Σ Рсм	0,48	2,24	4,7	3,84	1,76	0,64	13,4	10,2	4,76	2,55	3,74	7,65	28,9	5,4		23,4				1,8	2,7	5,3	5,3		2,1	18,4	89,1	62,5
Тригоно­метриче­ская функция cosφ/tgφ	0,5/1,73	0,5/1,73	0,65/1,17	0,65/1,17	0,65/1,17	0,65/1,17		0,65/1,17	0,65/1,17	0,65/1,17	0,65/1,17	0,65/1,17		0,8/0,75	0,8/0,75		1/0	1/0	1/0		0,85/0,62	0,85/0,62	0,85/0,62	0,85/0,62	0,85/0,62			0,736/0,92
Коэффи­циент исполь­зования Кис							0,16						0,17			0,6				0,77	0,83	0,83	0,83	0,83				0,22
Модуль сило­вой сборки m							m>3						m>3			m>3				m>3								m>3
Мощность при ПВ=100%	ΣРном кВт			29,1				85,1										0,6	1,5	0,3	2,4	3,31	6,4	6,4	3,6	2,12	318,3		318,33
Рном,кВт	1,5		9,7											4,5			0,6	0,5	0,3		3,31	6,4	6,4	0,6	2,12
Кол-во ЭП
Наименование узлов питания и групп ЭП	Заточной станок	Кран-балкаПВ=60%	Фрезерный станок	Токарно-винторезный	Токарно-винторезный	Токарно-винторезный	Всего	Горизонтально-расточный станок	Горизонтально-расточный станок	Кругло-шлифовальный станок	Фрезерный станок	Токарно-карусельный станок	Всего	Вентилятор приточный	Система вентиляционная	Всего	Шкаф сигнализации и измерений	Шкаф пожарной сигнализации	Пульт пожарной сигнализации	Всего	ЩО1	ЩО2	ЩО3	Розетки	ЩАО	Всего на ШНН	Потери	Всего на ШВН

В

По сумме тока номинального выбираем шкаф серии ПР8501-33 у которого I_ном. = 500А. с выключателем на вводе ВА51-35 на номинальный ток до 630А.

Данные всех расчетов приведены на листе графической части З270.116.51.234.214.00.00.000ЭЗ.

Дата добавления: 2015-12-01