147842 (594415), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

При повторно-кратковременном режиме длительность циклов работы и останова не превышает 10 мин. В этом режиме работают краны и сварочные трансформаторы, создающие также значительные пиковые токи.

Для выполнения проекта электроснабжения депо необходимо определить следующие значения электрических нагрузок: средние нагрузки за максимально загруженную смену, максимальные кратковременные (пиковые) нагрузки, максимальные нагрузки различной продолжительности. В настоящее время принят получасовой расчётный максимум нагрузки (Р_MAX = Р₃₀) [3].

В начальной стадии расчёта паспортные номинальные мощности ЭП приводятся к установленной мощности с учётом продолжительности включения (ПВ, %) равной единице и коэффициента мощности по формуле (1.3)

, (1.3)

где р_Н – установленная номинальная мощность электроприёмника, кВт;

S_пасп – паспортная номинальная мощность электроприёмника, кВ·А;

ПВ - продолжительность включения характеризует время работы электроустановки под нагрузкой в течение часа, относительных единиц;

сos φ – коэффициент мощности, определяющий соотношение активной и реактивной составляющих потреблённой электроэнергии (в некоторых случаях удобнее пользоваться tg ).

Установленная мощность электроприёмников принимается равной:

- для электродвигателей длительного режима работы, силовых и электропечных трансформаторов, электроосветительных и электроотопительных приборов – паспортной мощности;

- для электродвигателей повторно-кратковременного режима работы, сварочных трансформаторов - паспортной мощности, приведённой к относительной продолжительности включения.

Далее определяется суммарная средняя нагрузка электроприёмников, которая даёт возможность оценить нижний предел возможных значений расчётной нагрузки за максимально загруженную смену характерных суток.

При определении электрических нагрузок величины и коэффициенты, относящиеся к одному электроприёмнику, обозначаются строчными, а к группе электроприёмников – прописными буквами.

Средние активные и реактивные нагрузки р_СМ, кВт и q_СМ, квар, за максимально загруженную смену необходимые для определения расчётного максимума нагрузки определяются

р_СМ = k_и · Р_Н ; (1.4)

q_СМ = Р_СМ · tg, (1.5)

где k_и – коэффициент использования (определяется по справочникам);

tg - коэффициент мощности, определяется по сos φ по таблицам.

В начале расчета электроприёмники (ЭП) разбиваются на группы, по месту установки и технологическому процессу, производится систематизация электрических нагрузок и составляется таблица, в которой перечислены все электроприемники предприятия с указанием выбранного режима их работы (коэффициента использования и коэффициента мощности, продолжительности включения, отличающегося от 100%) [3].

Коэффициентом использования называется отношение средней активной мощности электроприёмника (или группы) за максимально загруженную смену, к её номинальному значению.

Данные о режимах работы оборудования принимаются по справочникам [2]. Все электроприемники повторно – кратковременного режима необходимо привести к ПВ = 100 %, или 1,00 Для кранов ПВ = 25 %. Для сварочного оборудования ПВ = 65 % [3].

Для сварочных трансформаторов и сварочных машин, задается номинальная полная мощность в кВ·А, и для расчета ее необходимо привести к активной по формуле (1.3).

Приведённая мощность мостового крана (ЭП 51) составит:

р_Н = = 10,0 кВт.

Приведённая мощность сварочного преобразователя (ЭП11) составит:

р_Н = = 22,4 кВт.

Результаты определения показателей режима работы электроприемников депо сведены в таблицу 1.2.

Перед расчётом нагрузок, проведём предварительное исследование конфигурации электрической сети и определим группы электроприёмников. При определении группы необходимо учесть, чтобы количество ЭП было не больше чем число отходящих фидеров в серийно выпускаемых распределительных шкафах [3].

Всего по цехам и производственным участкам депо определилось 14 групп ЭП получающих электроэнергию от силовых пунктов (СП). Из них в данной части дипломного проекта расчёт ведётся для восьми групп подключённых от СП – 1 до СП – 8. Мощные ЭП создающие большие пиковые нагрузки, например колёсно-токарные станки (ЭП 45 и ЭП 62), стенд для обкатки колёсных пар (ЭП 20) и мостовые краны (ЭП 51, ЭП 53) не подключаются к СП и получают питание по отдельным кабельным линиям от шин низкого напряжения подстанции.

По территории депо нагрузки распределены в каждом цехе отдельными группами, поэтому будет предпочтительна радиально – магистральная схема их подключения от распределительных шкафов. В связи с этим будем выполнять расчет отдельно по каждому цеху, объединяя данные расчетов в таблице для выбора трансформатора комплектной трансформаторной подстанции (КТП) и оборудования сети внешнего электроснабжения.

Произведем расчет электрических нагрузок цеха по методу упорядоченных диаграмм. По режиму работы делим электроприемники на две группы:

- электроприемники с переменным графиком нагрузки (k_И < 0.6);

- электроприемники с постоянным графиком нагрузки (k_И ≥ 0,6).

Определим средние нагрузки за максимально загруженную смену по группам электроприемников одного режима работы и занесём в таблицу 1.2.

Проведём расчет для группы состоящей из 14 ЭП расположенных в помещении механической мастерской, состоящей из металлообрабатывающих станков с переменным графиком нагрузки, и вентиляторов, питаемой от силового пункта СП – 1.

В графу 2 записываем количество электроприемников одного режима работы (с одинаковым k_И и сos φ). Для СП – 1, электроприёмников с переменным графиком нагрузки n = 12 шт. с постоянным графиком n = 2 шт.

В графу 3 записывается суммарная установленная мощность электроприемников всей группы, Р_Н = 57,4 кВт.

В графу 4 и 5 записываются коэффициенты использования и сos φ групп одного режима работы выбранных по справочнику [3].

Определим средние нагрузки по группам электроприемников, например для токарного станка (ЭП 27) с р_Н = 12,7 кВт, при:

k_И = 0,12 и сos φ = 0,78( tg φ = 0,79):

р_СМ = 0.12 ·12,7 = 1,50 кВт;

Q_СМ = 0,79 · 0,50 = 1,2 квар.

Рассчитанные средние нагрузки заносятся в графы 6 и 7 таблицы 1.2.

Расчёт однофазных нагрузок

Особым образом определяется приведённая мощность для однофазных нагрузок, к которым относится однофазные сварочные трансформаторы, офисная и бытовая техника. Если расчетная номинальная мощность однофазных электроприемников больше 15% мощности трехфазной группы электроприемников, то эквивалентная трехфазная мощность (Р_НЭ ) определяется в зависимости от количества и схемы включения однофазных электроприемников в трехфазную сеть [3].

Бытовая и офисная техника входит в состав группы СП-8 и равномерно включается по фазам трёхфазной сети. Следовательно, её можно учитывать как трёхфазные нагрузки. При включении крупных однофазных электроприёмников на линейное напряжение эквивалентная трехфазная номинальная мощность Р_НЭ, при количестве электроприёмников 1…3 единиц, включенных возможно равномерно в разные плечи трехфазной системы определяется по формуле (1.6):

Р_НЭ = Р_НМФ. (1.6)

Для электроприемников с постоянным графиком нагрузки расчет ведется аналогично как с переменным графиком до графы 6, но при определении максимальных нагрузок для них, а также для осветительных нагрузок

P_М = P_СМ;

Q_М = Q_СМ..

Рассчитаем итоговую строчку таблицы 1.2 по группам ЭП. Для группы СП – 1 с переменным графиком нагрузки: P_СМ = 9,4 кВт, Q_СМ. = 15,5 квар.

По результатам граф 6 и 3 определяется групповой коэффициент использования К_И для электроприёмников с переменным графиком нагрузки по формуле (1.7):

К_И = Р_СМ /Р_Н. (1.7)

Для группы с переменным графиком нагрузки питаемой от СП-1:

К_И = 9,4/54,0 = 0.17.

Далее для определения максимальной расчётной мощности необходимо определить коэффициент максимума К_М и эффективное число ЭП n_Э, шт.

Под n_Э понимается такое число одинаковых по режиму электроприёмников одинаковой мощности, которое создаёт такой же расчётный максимум, что и группа различных электроприёмников. Определяется n_Э, шт, по формуле:

. (1.8)

При этом, мощность многодвигательных станков и механизмов (кранов)

суммируется и не учитываются мелкие электроприёмники с суммарной мощность менее 5 % от мощности группы. Многодвигательными механизмами можно считать электродомкраты, которые работают по четыре одновременно [3].

В графу 9 записываем коэффициент максимума К_м. или коэффициент загрузки k_З. Если n_Э > 4, то коэффициент максимума по активной мощности определяем по кривым и заносится в графу 9.

Если число электроприёмников в группе равно четырём и более, то эффективное число ЭП допускается принимать равным фактическому при условии:

m ≤ ≤ 3, (1.9)

где Р_НMAX – номинальная мощность максимального электроприёмника, кВт;

Р_НMIN – номинальная мощность минимального электроприёмника, кВт.

При определении m исключаются мелкие электроприёмники с суммарной мощностью менее 5%.

Если m > 3, то n_Э можно определить по формуле

, (1.10)

где ΣР_Н – суммарная мощность ЭП группы, кВт.

Реактивная мощность, необходимая для создания магнитного потока электрических машин, изменяется в получасовой максимум не столь значительно и определяется:

- при n_Э ≤ 10, Q _М = 1,1 Q _СМ;

- при n_Э > 10, Q _М = Q _СМ

Таким способом в данном примере рассчитываются максимальные нагрузки, питаемые от СП – 1. Для ЭП повторно-кратковременного режима наибольшим ЭП является токарный станок (ЭП 27) с р_Н = 12,4 кВт, а наименьшим можно считать точило (ЭП 2) с р_Н = 224 кВт, и по формуле (1.9):

m =12,4/2,2 = 5,6.

Поскольку m > 3, то n_Э можно определить по формуле (1.10), тогда:

n_Э = 2 · 54,0/12,4 = 8,7 шт.

По кривым справочника [3] определяем, что: К_м. = 2,10, тогда:

P_М = 9,4 · 2,10 = 19,7 кВт; Q_М = 1,1 · 15,5 = 17,0 квар.

Для ЭП длительного режима работы:

P_М = P_СМ = 2,9 кВт; Q_М = Q_СМ = 3,0 квар.

Если число электроприемников больше 3, а n_Э меньше четырёх, то расчет максимальной нагрузки ведется по коэффициенту загрузки k_З, который для электроприемников:

- длительного режима работы, k_З = 0,90 при cosφ = 0,90, тогда:

P_М = 0,90 · P_Н; Q_М= 0,75 · P_М;

- повторно-кратковременного режима работы k_З = 0,75; cos = 0,70; тогда:

P_М = 0,75 · P_Н; Q_М = P_Н.

Таким способом рассчитываются максимальные нагрузки, питаемые от СП – 7. Подсчитываем итог по всем силовым нагрузкам группы ЭП питаемых от СП – 1, складывая итоги соответствующих граф (n, P_Н, P_СМ, Q_СМ, P_М, Q_М).

P_СМ = 12,3 кВт; Q_СМ = 18,5 квар;

P_М = 22,6 кВт; Q_М = 20,0 кВ·Ар.

Для выбора силового шкафа питающего группу подсчитаем среднюю мощность S_СМ за максимально загруженную смену, кВ·А

S_СМ = . (1.11)

Для группы СП-1:

Характеристики

Список файлов ВКР