Нагрев проводов электрическим током. 2 страница

Урок №13

Тема: «Расчет электрических нагрузок в электроустановках напряжением до 1 кВ».

3. Расчет номинальной мощности.

Расчет электрических нагрузок всегда начинается с определения номинальной (установленной) мощности электроприемников (ЭП).

Для ЭП продолжительного режима работы номинальная мощность принимается равной паспортной:

Р_НОМ=Р_ПАСП

Для ЭП повторно – кратковременного режима работы:

Р_НОМ=Р_ПАСП*

Для ЭП, заданных полной мощностью (печные трансформаторы, выпрямительные установки):

Р_НОМ=S_ПАСП*cosj_ПАСП

Для ЭП, заданных полной мощностью и работающих в повторно – кратковременном режиме (сварочные трансформаторы):

Р_НОМ=S_ПАСП*cosj_ПАСП*

Для ламп накаливания номинальная мощность принимается равной мощности указанной на лампе.

Для люминесцентных ламп номинальная мощность принимается равной мощности указанной на лампе, умноженной на коэффициент к_П=1,2. Этот коэффициент учитывает потери в пускорегулирующей аппаратуре.

Если ЭП имеет несколько двигателей (токарный станок), то его номинальная мощность принимается равной сумме мощностей всех его двигателей.

4. Метод упорядоченных диаграмм.

Расчет ожидаемых нагрузок группы ЭП выполняется следующим образом:

1. Определяют установленную мощность Р_НОМ для каждого ЭП.

2. Определяют суммарную установленную мощность S Р_НОМ

3. Определяют среднюю активную мощность за максимально загруженную смену для каждого ЭП и ее суммарное значение S Р_СМ:

Р_СМ=к_И* Р_НОМ

Коэффициент использования к_И находят по табл. 2.11, 2.12 стр.53/1/ или по табл. 2.1 стр.82 /2/.

4. Определяют среднюю реактивную мощность за максимально загруженную смену для каждого ЭП и ее суммарное значение S Q_СМ:

Q_СМ= Р_СМ*tgj

tgj находят по тем же таблицам, что и к_И.

5. Определяют среднее значение коэффициента использования:

6. Определяют эффективное число ЭП n_Э.

7. По таблице, зная n_Э и к_И.С, определяют коэффициент максимума к_М.

Коэффициент максимума к_М находят по табл. 2.13 стр. 54 /1/ или по табл. 2.3 стр.90 /2/.

8. Определяют максимальную активную мощность:

Р_М=к_М* SР_СМ

9. Определяют максимальную реактивную мощность:

Q_М= * SQ_СМ

- коэффициент максимума реактивной мощности.

10. Определяют максимальную полную мощность:

11. Определяют максимальный ток:

Урок №14

Тема: «Расчет электрических нагрузок в электроустановках напряжением до 1 кВ».

5. Определение эффективного числа ЭП.

Эффективное число ЭП – это такое число ЭП одинаковой мощности с одинаковым режимом работы, которое создает такое же значение максимальной нагрузки, что и группа ЭП различных по мощности и режиму работы.

Способы упрощенного вычисления n_Э:

1. Определяют показатель (модуль) силовой сборки:

,

где Р_НОМ.MAX и Р_НОМ.MIN – номинальные мощности наибольшего и наименьшего ЭП в группе.

Если m 3, то n_Э=n, где n – количество ЭП в группе.

2. Если m>3 и к_И.С 0,2, то

Если при вычислении по этой формуле получится, что n_Э>n, то следует принять n_Э=n.

3. Если m>3 и к_И.С<0,2, то находят значения

и ,

где n₁ – число ЭП группы, мощность каждого из которых больше или равна половине мощности наибольшего ЭП, а Р₁ – суммарная мощность этих ЭП.

Зная n_* и Р_* по таблице находят n_*Э и определяют эффективное число ЭП по формуле:

n_Э= n_*Э*n

n_*Э определяют по табл.2.14 стр.57 /1/ или по табл.2.2 стр.86 /2/.

6. Расчет суммарной цеховой нагрузки.

Расчет силовых нагрузок цеха производят методом упорядоченных диаграмм. При этом все силовые ЭП цеха рассматриваются как одна большая группа ЭП. Если количество ЭП в цеху слишком велико, то значительные затруднения возникают при определении эффективного числа ЭП. В таких случаях допускается принимать эффективное число ЭП цеха равным сумме эффективных чисел отдельных групп ЭП данного цеха.

Номинальную мощность осветительной нагрузки определяют, как правило, методом удельной мощности:

Р_{УСТ.ОСВ}=w*F,

где w - удельная мощность освещения Вт/м²;

F – площадь цеха, м².

Максимальную осветительную нагрузку принимают равной средней осветительной нагрузке за наиболее загруженную смену:

Р_М.ОСВ=Р_СМ.ОСВ=к_И.ОСВ* Р_{УСТ.ОСВ}

Q_М.ОСВ=Q_СМ.ОСВ= Р_СМ.ОСВ*tgj_ОСВ

Значения к_И.ОСВ и tgj_ОСВ находят по табл. 2.11, 2.12 стр.53/1/ или по табл. 2.1 стр.82 /2/.

Суммарную цеховую нагрузку определяют путем сложения расчетных значений силовой и осветительной нагрузок:

Р_М.ЦЕХА=Р_М.СИЛ+Р_М.ОСВ

Q_М.ЦЕХА=Q_М.СИЛ+Q_М.ОСВ

Урок №15

Тема: «Расчет электрических нагрузок в электроустановках напряжением до 1 кВ».

7. Расчет нагрузок однофазных ЭП.

Если число однофазных ЭП не превышает трех, то при расчете они учитываются как один трехфазный ЭП, имеющий условную номинальную мощность Р_НОМ.У. Значение этой мощности определяется следующим образом:

а) если ЭП включены на фазное напряжение, то

Р_НОМ.У=3*Р_НОМ.Ф,

где Р_НОМ.Ф – номинальная мощность наиболее загруженной фазы. Под номинальной мощностью каждой фазы понимается мощность однофазного ЭП, включенного в данную фазу.

б) если один ЭП включен на линейное напряжение, то

Р_НОМ.У= *Р_НОМ

в) если два или три ЭП включены на линейное напряжение, то

Р_НОМ.У=3*Р_НОМ.Ф

В этом случае номинальная мощность каждой фазы определяется по формулам:

,

где Р_АВ,Р_ВС,Р_СА – номинальные мощности ЭП, включенных между фазами А и В, В и С, С и А соответственно.

См. пример расчета на стр.63 /1/.

8. Определение пиковых нагрузок.

Максимальные нагрузки продолжительностью 1-2 с называются пиковыми. Значения пиковых нагрузок необходимо определять для выбора аппаратов защиты, а также при выполнении расчетов колебаний напряжения в сети.

Пиковый ток группы ЭП определяется по формуле:

I_ПИК=I_{ПУСК.МАХ}+(I_М-k_И*I_{НОМ.МАХ}),

где I_{ПУСК.МАХ} – наибольший из пусковых токов двигателей в данной группе;

I_{НОМ.МАХ} – номинальный ток двигателя, имеющего наибольший пусковой ток;

k_И – коэффициент использования ЭП, имеющего наибольший пусковой ток;

I_М – максимальный расчетный ток нагрузки группы ЭП.

В качестве пикового тока одного двигателя принимается его пусковой ток:

I_ПИК=I_ПУСК=l_П* I_НОМ,

где l_П – кратность пускового тока.

При отсутствии данных можно принять для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и синхронных двигателей l_П=5; для асинхронных двигателей с фазным ротором l_П=2,5.

Величину пикового тока печных и сварочных трансформаторов при отсутствии заводских данных можно принять равной трехкратному номинальному току.

Рекомендации к выполнению расчета электрических нагрузок.

1. Если n 3, то Р_М= , Q_M= j_НОМ).

2. Если n 4, а n_Э<4, то Р_М=S(К_З*Р_НОМ); Q_М=S(К_З*Р_НОМ*tgj_НОМ);

При отсутствии данных можно принять К_З=0,9 – для продолжительного режима работы; К_З=0,75 – для повторно-кратковременного режима работы.

3. ЭП, работающие кратковременно или эпизодически, при расчете электрических нагрузок не учитываются.

Урок №16

Практическое занятие №2 – Расчет электрических нагрузок объектов.

Задача №1

От распределительного пункта (РП) получают питание следующие ЭП:

токарный станок с двигателями мощностью 5,5;1,1 и 0,12 кВт;

фрезерный станок с двигателем 4,5 кВт;

два сверлильных станка с двигателями 3 кВт;

сварочный трансформатор дуговой сварки S_ПАСП=20 кВА; cosj_ПАСП=0,6; ПВ=40%;

два вентилятора с двигателями 1,1 кВт.

Произвести расчет электрических нагрузок для данного РП.

Решение:

1. Определяем номинальную мощность для каждого ЭП:

- для токарного станка Р_НОМ=5,5+1,1+0,12=6,72 кВт;

- для сварочного трансформатора Р_НОМ= S_ПАСП* cosj_ПАСП* =20*0,6* =7,59 кВт;

- Для остальных ЭП принимаем Р_НОМ=Р_ПАСП.

Результаты этого и следующих расчетов сводим в таблицу 2.

2. Определяем суммарную номинальную мощность ЭП:

S Р_НОМ=6,72+4,5+6+7,59+2,2=27,01 кВт.

3. По таблице 2.11 стр.52 /1/ определяем коэффициент использования к_И и cosj для каждого ЭП.

4. Определяем среднюю активную мощность за максимально загруженную смену для каждого ЭП и ее суммарное значение:

- для токарного станка Р_СМ=к_И* Р_НОМ=0,12*6,72=0,81 кВт;

- для остальных ЭП расчет аналогичен;

- для всего РП S Р_СМ=0,81+0,54+0,72+1,52+1,32=4,91 кВт

5. Определяют среднюю реактивную мощность за максимально загруженную смену для каждого ЭП и ее суммарное значение:

- для токарного станка Q_СМ= Р_СМ*tgj=0,81*1,73=1,4 кВАр;

- для остальных ЭП расчет аналогичен;

- для всего РП SQ_СМ=1,4+0,93+1,25+3,48+0,99=8,05 кВАр.

6. Определяем показатель силовой сборки:

= =6,9

7. Определяют среднее значение коэффициента использования:

=

8. Так как m>3 и к_И.С<0,2, то эффективное число ЭП определяем следующим образом:

- находим самый мощный ЭП в группе Р_{НОМ.МАХ}=7,59 кВт;

- находим количество ЭП, для которых Р_НОМ кВт: n₁=3.

- находим суммарную мощность этих ЭП: Р₁=6,72+4,5+7,59=18,81 кВт;

- находим следующие отношения:

= ; ;

- по таблице 2.14 стр.57 /1/ находим n_*Э=0,74;

- n_Э= n_*Э*n=0,74*7=5,18. Принимаем n_Э=5.

9. По таблице 2.13 стр. 54 /1/ определяем коэффициент максимума к_М=2,6.

10. Определяем максимальную активную мощность:

Р_М=к_М* SР_СМ=2,6*4,91=12,77 кВт.

11. Определяем максимальную реактивную мощность:

Q_М= * SQ_СМ=1,1*8,05=8,86 кВАр

12. Определяем максимальную полную мощность:

= кВА

13. Определяем максимальный ток:

= А

Таблица 2

Наименование узлов питания и групп электроприемников	Количество электроприемников n	Установленная мощность при ПВ=100%, кВт	Модуль силовой сборки m	Коэффициент использования КИ	Тригонометрическая функция cosφ/tgφ
одного электроприемника РНОМ	общая рабочая Σ РНОМ
РП – 1
Токарный станок		6,72	6,72		0,12	0,5/1,73
Фрезерный станок		4,5	4,5		0,12	0,5/1,73
Сверлильный станок					0,12	0,5/1,73
Сварочный тр – тор		7,59	7,59		0,2	0,4/2,29
Вентилятор		1,1	2,2		0,6	0,8/0,75
Итого по РП - 1		1,1 – 7,59	27,01	6,9	0,18	-

Продолжение таблицы 2

Средняя мощность за максимально загруженную смену	Эффективное число электроприемников NЭ	Коэффициент максимума КМ	Максимальная расчетная Мощность	Максимальный расчетный ток IМ, А
активная РСМ, кВт	реактивная QСМ, кВАр	Активная РМ, кВт	реактивная QМ, кВАр	Полная SМ, кВА
0,81	1,4
0,54	0,93
0,72	1,25
1,52	3,48
1,32	0,99
4,91	8,05		2,6	12,77	8,86	15,54	23,6

Таблица 3 - Исходные данные к домашней контрольной работе №2 по электроснабжению

Задача №1. Выполнить расчет электрических нагрузок для группы ЭП, которые определяются по таблице в соответствии с вариантом: цифра ‘1’ напротив какого-либо ЭП говорит о том, что такой ЭП в группе один; цифра ‘2’ – что их два; отсутствие цифры – о том, что такого ЭП нет в группе.

Задача №2. Выполнить расчет электрических нагрузок для варианта, номер которого на единицу больше номера вашего варианта, исключив из исходных данных самый мощный ЭП. Если же окажется, что таких ЭП два, то они исключаются оба.

Урок №17

Тема: «Защита электрических сетей в установках напряжением до 1 кВ».

Дата добавления: 2017-02-01