Мет. опр. РЕН. Мет. опр. Методы определения расчетных электрических нагрузок

• Название: Методы определения расчетных электрических нагрузок
• Анкор: Мет. опр. РЕН.doc
• Дата: 18.05.2017
• Размер: 0.66 Mb.
• Имя файла: Мет. опр. РЕН.doc
• Тип: Глава; #7803
• страница: 3 из 4

5.4 Определение пиковых нагрузок
Пиковая нагрузка - кратковременная максимальная нагрузка длительностью, как правило, 1∙∙∙2 с.

Расчет пиковой нагрузки сводится к расчету пикового тока, как правило, пусковые токи двигательной нагрузки и сварочных аппаратов.

- Для индивидуального ЭП значение пикового тока определяется

, (5.40)

где - расчетное значение пикового тока, А; - значение пускового тока индивидуального ЭП (паспортная величина), А.

Значение пускового тока принимается по паспортным данным, но при отсутствии таковых, при инженерных расчетах можно принять:

- для асинхронных ЭД с короткозамкнутым ротором и синхронных ЭД

; (5.41)

- для асинхронных ЭД с фазным ротором и ЭД постоянного тока

; (5.42)

- для сварочных и печных трансформаторов,

(5.43)

где – номинальный ток электроприемника, А.

Для группы ЭП общего назначения значение пикового тока в узле нагрузки определяется

, (5.44

где - расчетное значение пикового тока для группы электроприемников общего назначения, А; _. - наибольший из пусковых токов ЭД из группы, А; - расчетный ток узла нагрузки, А; - коэффициент использования ЭД, имеющего наибольший пусковой ток; – номинальный ток ЭД (приведенный к ПВ=1) с наибольшим пусковым током, А.

Расчетные значения пиковых токов необходимы для правильного выбора токовых защит, защитных аппаратов, при расчете самозапуска ЭД.
5.5 Расчетные нагрузки осветительных электроустановок
Основная доля осветительных нагрузок относится к подразделениям (цехам) предприятия.

Расчет нагрузок осветительных электроустановок производится по номинальная мощности и коэффициенту спроса по следующим формулам:

- активная мощность нагрузки

; (5.45)
- реактивная мощность нагрузки

; (5.46)

- полная мощность нагрузки

; (5.47)

- расчетный ток нагрузки

, (5.48)
где – расчётная активная мощность осветительной нагрузки, кВт; – коэффициент спроса для осветительной нагрузки (справочная величина);– коэффициент потерь в пускорегулирующей аппаратуре при применении газоразрядных источников света (справочная величина); – номинальная мощность осветительной нагрузки, кВт; – расчётная реактивная мощность нагрузки (при применении разрядных источников света), кВ·Ар;

_. - полная мощность нагрузки, кВ·А; _. - расчетный ток нагрузки, А; U_н.о. – номинальное напряжение осветительной нагрузки, кВ; – соответствует осветительной нагрузки.

Номинальная мощность осветительной нагрузки определяется, исходя из удельной мощности на единицу площади:

, (5.49)

где – удельная мощность осветительной нагрузки на единицу площади цеха, Вт ∕м² (справочная величина);F– площадь цеха, м².

Удельная мощность осветительной нагрузки зависит от нормы освещённости на рабочем месте, от типа источников света, высоты подвеса и других факторов.
5.6 Рекомендации по выбору метода расчета электрических нагрузок
Применение того или иного метода определяется допустимой погрешностью расчетов и наличием исходных данных. При проведении укрупненных расчетов пользуются методами, базирующими на данных о суммарной установленной мощности отдельных групп приемников (подразделения, цеха и т.п.). Методы, основанные на использовании данных о единичных приемниках, относятся к наиболее точным.

Из анализа рассмотренных различных методов определения расчетных нагрузок можно сделать следующие выводы:

- определение расчетных нагрузок отдельных электроприемников напряжением до 1 кВ рекомендуется по коэффициенту использования.

- для определения расчетных нагрузок по отдельным группам электроприемников и узлам нагрузки напряжением до 1 кВ в цеховых сетях, при наличии исходной информации, следует использовать метод упорядоченных диаграмм.

- для определения расчетных нагрузок на высших ступенях системы электроснабжения (начиная с шин цеховых ТП до высшего уровня СЭС) следует использовать методы расчета, основанные на использовании средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузки или расчетному коэффициенту (при наличии исходных данных).

- При ориентировочных расчетах на высших ступенях системы электроснабжения возможно применение методов расчета по номинальной мощности и коэффициенту спроса. В частных случаях применяется метод по удельным показателям потребления электроэнергии.
5.7 Расчет электрических нагрузок на различных уровнях СЭС
Определение электрических нагрузок при проектировании системы электроснабжения объекта выполняют для характерных мест присоединения приемников электроэнергии (уровней СЭС). При этом отдельно рассматриваются сети до 1 кВ и сети выше 1 кВ. Обобщенная электрическая схема СЭС предприятия приведена на рисунке 5.1. На схеме цифрами обозначены уровни, для которых рассмотрены методики расчета электрических нагрузок.

Рассмотрим более подробно расчет электрических нагрузок на различных уровнях СЭС.
- Первый уровень

За расчетную нагрузку, создаваемую отдельными ЭП напряжением до 1 кВ, принимается средняя мощность. Все ЭП приводятся к длительному режиму (ПВ=1).

Расчетные нагрузки на данном уровне для отдельных ЭП определяются по формулам (5.1 ÷ 5.6).

Расчетные нагрузки, определенные на данном уровне необходимы для выбора: сечения радиальных или магистральных линий, питающих ЭП; коммутационных и защитных аппаратов.
- Второй уровень

Расчетную нагрузку, создаваемую группой ЭП напряжением до 1 кВ, определяют по номинальной мощности и средневзвешенному коэффициенту использования для данной группы.

Расчетные нагрузки на данном уровне для группы ЭП определяются по формулам (5.7 ÷ 5.12).

По расчетным нагрузкам группы ЭП выбираются: сечения распределительных шинопроводов; силовые пункты; сечения линий электропередачи (проводов, кабелей), питающих силовые пункты; коммутационные и защитные аппараты узла нагрузки.


Рисунок 5.1 Упрощенная схема характерных мест определения расчетных нагрузок в системе электроснабжения промышленного предприятия
Третий уровень

Расчет силовых нагрузок, создаваемых группой ЭП напряжением до 1 кВ на шинах цеховых ТП или силовых пунктов, питающих данное подразделение (цех), производится:

- по номинальной мощности и расчетному коэффициенту, при наличии исходных данных отдельных ЭП;

- по номинальной мощности и коэффициенту спроса, при известной установленной мощности подразделения в целом.

Подробно данные методы расчета электрических нагрузок изложены в разделе 5.1.

Расчетные нагрузки на данном уровне для группы ЭП по номинальной мощности и расчетному коэффициенту определяются по формулам (5.17 ÷ 5.24), а по номинальной мощности и коэффициенту спроса - по формулам (5.13 ÷ 5.16).

Нельзя забывать и о расчетной осветительной нагрузке подразделения, которую необходимо суммировать с расчетной силовой нагрузкой подразделения в целом. Методика расчета осветительной нагрузки изложена ранее, а расчетные значения определяются по формулам (5.44 ÷ 5.48)

Таким образом, расчетные нагрузки подразделения в целом определяются по формулам:

- активная мощность

, (5.50)

где – расчетное значение активной мощности цеха на стороне низшего напряжения, кВт; - расчетное значение активной мощности силовой нагрузки цеха, кВт; - расчетное значения активной мощности осветительной нагрузки цеха, кВт;

- реактивная мощность

, (5.51)

где – расчетное значение реактивной мощности цеха на стороне низшего напряжения, кВ·Ар; - расчетное значение реактивной мощности силовой нагрузки цеха, кВ·Ар; - расчетное значение реактивной мощности осветительной нагрузки цеха, кВ·Ар;

- полная мощность

, (5.52)

где - расчетное значение полной мощности цеха на стороне низшего напряжения, кВ·А;

- расчетный ток

, (5.53)

где - расчетное значение тока узла нагрузки, А; - номинальное напряжение узла нагрузки, кВ.

Расчетные нагрузки подразделения в целом необходимы для выбора: сечения линий электропередачи, питающих подразделение в целом; силовых пунктов и трансформаторов цеховых ТП; сечения шин РУ низшего напряжения цеховых СП или ТП; коммутационных и защитных аппаратов; устройств релейной защиты и автоматики.
Четвертый уровень

Расчетные значения нагрузок на стороне высшего напряжения силовых трансформаторов цеховых ТП определяют с учетом потерь мощности в трансформаторах по следующим выражениям:

- активная мощность

, (5.54)

где _. - расчетное значение активной мощности, потребляемой цехом на стороне высшего напряжения питающего трансформатора, кВт; - расчетное значение активной мощности, потребляемой цехом на стороне низшего напряжения питающего трансформатора, кВт; - потери активной мощности в цеховом трансформаторе, кВт;

- реактивная мощность

, (5.55)

где – расчетное значение реактивной мощности, потребляемой цехом на стороне высшего напряжения, кВ·Ар; - расчетное значение реактивной мощности, потребляемой цехом на стороне низшего напряжения питающего трансформатора, кВ·Ар; – потери реактивной мощности в цеховом трансформаторе, кВ·Ар;

- полная мощность

, (5.56)

где – расчетное значение полной мощности потребляемой на стороне высшего напряжения цеховой ТП, кВ·А;

- расчетный ток

, (5.57)

где - расчетное значение тока линии питающей цеховую ТП, А;

– номинальное напряжение линии питающей цеховую ТП, кВ.

Так как тип силового трансформатора еще неизвестен, можно принимать

= 0.02 , кВт; = 0.1 , кВ·Ар.

По полученным расчетным значениям нагрузок выбирают: сечение линии, питающие цеховые ТП; коммутационную и защитную аппаратуру; устройства релейной защиты и автоматики этих линий.
Пятый уровень

Расчетные значения нагрузок на шинах РП 6; 10 кВ определяют по активным и реактивным нагрузкам потребителей, питающихся от шин данного РП, с учетом коэффициента одновременности максимумов нагрузки цехов и силовой нагрузки напряжением выше 1 кВ, подключенной к шинам РП.

Дополнительно необходимо учитывать потери мощности в компенсирующих устройствах, подключенных к шинам РП.

Расчетные значения нагрузок определяются по формулам:

- расчетное значение активной мощности

, (5.58)

где – расчетное значение активной мощности на шинах РП, с учетом всех подключенных нагрузок, кВт; ∑ _.– суммарная расчетная активная мощность на стороне высшего напряжения цеховых ТП, питающихся от шин данного РП, кВт; – суммарная расчетная активная мощность силовых приемников напряжением выше 1кВ, питающихся от шин РП, кВт; _. – коэффициент одновременности максимумов активной мощности в рассматриваемом узле потребления и зависит от средневзвешенного коэффициента использования группы ЭП и числа присоединений к сборным шинам РП (справочная величина) [4]; _. - потери активной мощности в компенсирующих устройствах, подключенных к шинам РП, кВт;

- расчетное значение реактивной мощности при известном коэффициенте одновременности максимумов реактивной мощности в рассматриваемом узле потребления

, (5.59)

где – расчетная реактивная мощность на шинах РП, с учетом всех подключенных нагрузок, кВ·Ар; ∑ – суммарное расчетное значение реактивной мощности на стороне высшего напряжения цеховых ТП, питающихся от шин данного РП, кВ·Ар; ∑ – суммарная расчетная реактивная мощность силовых приемников напряжения выше 1кВ, питающихся от шин РП, кВ·Ар; - коэффициент одновременности максимумов реактивной мощности в рассматриваемом узле потребления; - потери реактивной мощности в компенсирующих устройствах, подключенных к шинам РП, кВ·Ар;

- расчетное значение реактивной мощности при неизвестном коэффициенте одновременности максимумов реактивной мощности

, (5.60)

где - расчетное значение активной мощности на шинах РП, кВт; – средневзвешенный коэффициент реактивной мощности, соответствующий средневзвешенному нагрузки РП;

- расчетное значение полной мощности

, (5.61)

где – расчетное значение полной мощности на шинах РП, кВ·А;

- расчетное значение тока линий, питающих РП

, (5.62)

где – расчетное значение тока линий, питающих РП, А;

– номинальное напряжение на шинах РП, кВ.

По полученным значениям нагрузок выбирают: шинные конструкции РП; сечение линии, питающих РП; коммутационную и защитную аппаратуру; устройства релейной защиты и автоматики электроустановки.