Мет. опр. РЕН. Мет. опр. Методы определения расчетных электрических нагрузок
 Скачать 0.66 Mb.
|
|
Глава 5 Методы определения расчетных электрических нагрузок Одним из основных этапов проектирования систем электроснабжения объекта, является правильное определение ожидаемых электрических нагрузок, как отдельных ЭП, так и узлов нагрузки на всех уровнях системы электроснабжения. Расчетные значения нагрузок - это нагрузки, соответствующие такой неизменной токовой нагрузке (  ), которая эквивалентна фактической изменяющейся во времени нагрузке по наибольшему тепловому воздействию (не превышая допустимых значений) на элемент системы электроснабжения. Зная электрические нагрузки, можно выбрать нужную мощность силовых трансформаторов, мощность и место подключения компенсирующих устройств, выбрать и проверить токоведущие части по условию допустимого нагрева, рассчитать потери и колебания напряжения, выбрать виды защит. Существуют различные методы расчета электрических нагрузок, которые в свою очередь делятся на: - основные; - вспомогательные. 5.1 Основные методы расчета электрических нагрузок - По номинальной мощности и коэффициенту использования; - По номинальной мощности и коэффициенту спроса; - По средней мощности и расчетному коэффициенту; - По средней мощности и отклонению расчетной нагрузки от средней; - По средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузки. Применение того или иного метода определяется допустимой погрешностью расчетов и наличия исходных данных. По номинальной мощности и коэффициенту использования Метод определения расчетных нагрузок по номинальной мощности и коэффициенту использования применяется, как правило, для индивидуальных ЭП напряжением до 1 кВ, работающих в длительном режиме (ПВ=1). По данному методу расчетные нагрузки принимаются равными средним значениям нагрузок за наиболее загруженную смену: - расчетная активная мощность, потребляемая одним ЭП, при наличии графика нагрузки по активной мощности  , (5.1)где  – расчетная активная мощность, кВт;  - среднее значение активной мощности ЭП за наиболее загруженную смену, кВт;- расчетная активная мощность, потребляемая одним ЭП, при отсутствии графика нагрузки по активной мощности  , (5.2)где  - коэффициент использования активной мощности электроприемником за рассматриваемый промежуток времени (технологический параметр), о.е.;  - номинальная активная мощность ЭП, кВт;- расчетная реактивная мощность, потребляемая одним ЭП, при наличии графика нагрузки по реактивной мощности  , (5.3)где  – расчетная реактивная мощность, кВ·Ар;  - среднее значение реактивной мощности ЭП за наиболее загруженную смену, кВ·Ар;- расчетная реактивная мощность, потребляемая одним ЭП, при отсутствии графика нагрузки по реактивной мощности  , (5.4)где  - коэффициент использования реактивной мощности ЭП за рассматриваемый промежуток времени (технологический параметр), о.е.;  - номинальная реактивная мощность ЭП, кВт; tg - номинальное значение коэффициента реактивной мощности, соответствующий cos ЭП;- расчетная полная мощность, потребляемая одним ЭП  , (5.5)где  - расчетное значение полной мощности ЭП, кВ·А;- расчетное значение тока ЭП  , (5.6)где  – расчетный ток ЭП, А;  – напряжение питания ЭП, кВ.По данному методу допускается определение расчетных нагрузок группы ЭП напряжением до 1 кВ, связанных технологическим процессом, (например, многодвигательные приводы), а их число, как правило, не более трех-четырех. Режим работы электроприемников данной группы должен быть приведен к длительному режиму (ПВ=1). Расчетные нагрузки группы ЭП, определяемые по данному методу: - расчетная активная мощность, потребляемая группой ЭП, при наличии группового графика узла нагрузки по активной мощности  , (5.7)где  - расчетная активная мощность, потребляемая группой ЭП, кВт;  - средняя активная мощность, потребляемая группой ЭП, за наиболее загруженную смену, кВт;- расчетная активная мощность, потребляемая группой ЭП, при отсутствии группового графика узла нагрузки по активной мощности  , (5.8)где  - коэффициент использования по активной мощности индивидуального ЭП, входящего в группу; n – число ЭП в группе;- расчетная реактивная мощность, потребляемая группой ЭП, при наличии группового графика узла нагрузки по реактивной мощности  , (5.9)где  - расчетная реактивная мощность группы ЭП, кВ·Ар;  - среднее значение реактивной мощности группы ЭП, кВ·Ар;- расчетная реактивная мощность, потребляемая группой ЭП, при отсутствии группового графика узла нагрузки по реактивной мощности  или  , (5.10)где  - коэффициент использования по реактивной мощности индивидуального ЭП, входящего в группу;  - средневзвешенный коэффициент реактивной мощности, соответствующий средневзвешенному значению  данной группы ЭП;- расчетная полная мощность, потребляемая группой ЭП  (5.11)где  - расчетная полная мощность узла нагрузки, кВ·А.- Расчетное значение тока группы ЭП:  (5.12)где Iр – суммарный расчетный узла нагрузки, А; Uн – напряжение питания узла нагрузки, кВ. По номинальной мощности и коэффициенту спроса Метод определения расчетных нагрузок по номинально мощности и коэффициенту спроса применяется, как правило, для группы ЭП, работающих в длительном режиме (ПВ=1). Данный метод наиболее прост и широко применяется при разработке технического задания на проектирование. Для определения расчетных нагрузок по этому методу необходимо знать номинальную мощность группы приемников (производства, цеха и т.п.), коэффициент спроса данной группы ЭП и значение коэффициента мощности данной группы. Групповые графики нагрузок подразделений предприятия, как правило, не приводятся, поэтому значения  и принимаются как средневзвешенные значения группы ЭП данного подразделения по справочной литературе.Расчетные нагрузки по данному методу определяются по следующим выражениям: - активная расчетная мощность  , (5.13)где  - расчетное значение активной мощности узла нагрузки (цеха и т.п.), кВт; - средневзвешенное значение коэффициента спроса группы ЭП подразделения предприятия, о.е.;- расчетная реактивная мощность  , (5.14)где  - расчетное значение реактивной мощности узла нагрузки (цеха и т.п.), кВт;  - значение коэффициента реактивной мощности, соответствующего средневзвешенному значению группы ЭП данного подразделения;- полная расчетная мощность  , (5.15)где  - полная расчетная мощность группы ЭП данного подразделения, кВ·А;- расчетное значение тока  (5.16)где  - расчетный ток, А; – напряжение питания узла нагрузки, кВ Расчетные нагрузки, определенные данным методом необходимы для выбора: сечения линий электропередачи, питающих узел нагрузки; силовых пунктов и трансформаторов; коммутационных и защитных аппаратов. По средней мощности и расчетному коэффициенту При наличии данных о числе ЭП, их мощности и режимах их работы расчет силовых нагрузок до 1 кВ рекомендуется проводить по средней мощности (Pc) и расчетному коэффициенту (Кр). Расчетный коэффициент определяется по упорядоченным диаграммам. Поэтому данный метод носит название - метод упорядоченных диаграмм. Для расчета нагрузок необходимы исходные данные по каждому ЭП: количество и номинальная мощность ЭП (рн); коэффициент использования по активной мощности (kи.а); коэффициент активной мощности (cos  ) и режим работы. При различных режимах работы ЭП, их необходимо привести к длительному режиму (ПВ=1).Для определения расчетной мощности узла нагрузки по методу упорядоченных диаграмм все электроприемники разбиваются на подгруппы с учетом их подключения к узлу питания (силовой пункт, щит, сборка и т.п.). Необходимо отметить, что при формировании подгруппы, резервные ЭП не учитываются [3]. По сформированным подгруппам ЭП определяются эффективное число электроприемников и средневзвешенный коэффициент использования данной подгруппы. Эффективное число электроприемников – это такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое обуславливает те же значения расчетной нагрузки, что и группа электроприемников с разными мощностями и различными режимами работы. - Величина эффективного числа электроприемников подгруппы (  ) определяется по формуле , (5.17)где  - номинальная активная мощность отдельного ЭП, входящего в состав подгруппы, кВт;  - число ЭП в подгруппе.При значительном числе ЭП в подгруппе (магистральные шинопроводы, шины цеховых ТП, в целом по цеху) допускается эффективное число электроприемников подгруппы определять по упрощенному выражению  , (5.18)где  - номинальная активная мощность наиболее мощного ЭП в подгруппе, кВт.Полученное по указанной формуле значение эффективного числа электроприемников подгруппы округляется до ближайшего меньшего целого числа. Допускается принимать значение эффективного числа электроприемников равным действительному числу электроприемников в подгруппе при условии, что отношение номинальной активной мощности наиболее мощного ЭП (  ) к номинальной мощности наименее мощного ЭП ( ) менее трех.- Средневзвешенный коэффициент использования для подгруппы (Ки) определяется по выражению  . (5.19)Определение расчетных нагрузок по данному методу сводится к расчету значений активной, реактивной, полной мощностей и полного тока, рассматриваемого узла нагрузки. - Активная расчетная мощность группы электроприемников, подключенных к узлу питания напряжением до 1 кВ определяется по выражениям  , (5.20)где  - активная расчетная мощность узла нагрузки, кВт;  - расчетный коэффициент подгруппы, определяемый как Кр=f(nэ; Ки), о.е.;   – номинальная и средняя мощности ЭП, входящих в подгруппу, кВт;  - коэффициент использования индивидуального ЭП в подгруппе, о.е.;  – активная суммарная мощность ЭП, входящих в подгруппу, кВт;  - средневзвешенный коэффициент использования по активной мощности для ЭП входящих в подгруппу, о.е.; – число ЭП в подгруппе.В случае если расчетная мощность, определенная по выражению (5.20), окажется меньше номинальной мощности наиболее мощного ЭП в подгруппе, следует принять расчетную мощность данной подгруппы равной номинальной мощности наиболее мощного ЭП. Расчетный коэффициент определяется в зависимости от средневзвешенного коэффициента использования по активной мощности для подгруппы и эффективного числа электроприемников подгруппы. Значение расчетного коэффициента определяется по кривым этой зависимости или по таблицам с учетом постоянной времени нагрева сети, для которой рассчитываются электрические нагрузки. Более точное значение расчетного коэффициента определяется по кривым зависимости  , а также при nэ 4 (см. рисунок 5.1).Для сетей напряжением до 1 кВ, питающих силовые пункты, щиты, распределительные шинопроводы, постоянная времени нагрева принята равной 10 минутам (Т0=10 мин.). В данном случае, расчетный коэффициент определяется по таблице 5.1. Для магистральных шинопроводов и шин НН цеховых ТП постоянная времени нагрева принята равной 2,5 часа (Т0=2,5 ч.). В данном случае расчетный коэффициент определяется по таблице 5.2.  Рисунок 5.1 Кривые коэффициентов расчетной нагрузки  для различны коэффициентов использования  в зависимости от  Таблица 5.1 Значения коэффициентов расчетной нагрузки для питающих сетей напряжением до 1 кВ
| |||||||||||||||||||||||||||||