Методические указания к курсовому проектированию по курсу Проектирование систем электрификации идипломному проектированию по курсу

• Название: Методические указания к курсовому проектированию по курсу Проектирование систем электрификации идипломному проектированию по курсу
• Дата: 28.03.2022
• Размер: 3.43 Mb.
• Имя файла: Dok_PROKT_E-FIKATsII_soft_Word.doc
• Тип: Методические указания; #420913
• страница: 10 из 31

где Р_{НОМ МФ}  номинальная мощность максимально загруженной фазы;

F_{Ж.Д МР}  общая площадь квартир жилых домов поселка, микрорайона (квартала) м² .

F_{Ж.Д МР}  общая площадь квартир жилых домов поселка, микрорайона (квартала) м² .

 при включении одного однофазного приемника на линейное напряжение:

Р_{НОМ У} = 3 р_НОМ , (4.28)

при включении 2–х – 3–х однофазных приемников на линейное напряжение:

Р_{НОМ У} = 3 р_НОМ , (4.29)

где р_НОМ  номинальная мощность одного приемника.

Если число неравномерно распределенных по фазам однофазных приемников более четырех:

Р_{НОМ У} = 3 Р_{НОМ З.Ф} , (4.30)

где Р_{НОМ З.Ф}  номинальная мощность наиболее загруженной фазы, которой считают фазу, имеющую наибольшую среднюю нагрузку от однофазных приемников.

Если часть приемников включена на фазное напря­жение, а часть  на линейное, среднюю нагрузку Р_СР. фазы (Р_СР.А, Р_СР.В, Р_СР.С) находят суммированием нагрузок с коэффициентами при­ведения (таблица 4.6) по (4.31):

Р_СР.А =К_{И.А / АС}  Р_НОМ.АС ρ_{АС / А} +К_{И.А / АВ} Р_НОМ.АВ ρ_{АВ / А}+К_И.А Р_НОМ.А. (4.31)

где К_И.А/АС, К_И.А/АВ, К_И.Акоэффициенты использования нагрузки, подключен­ной на линейные напряжение АС и АВ и на фазное напряжение фазы А;

Р_НОМ.АС , Р_НОМ.АВ, Р_НОМ.Анагрузки, подключенные на напряжения АС, АВ и к фазе А;

ρ_{АС / А} ,ρ_{АВ / А} — коэффициенты приведения нагрузки (таблица 4.5).

Реактивная средняя мощностьQ_СР, приведенная к фазе А, равна (4.32):

Q_СР.А=К_{И.А / АС}  Р_НОМ.АС q_{АС / А} +К_{И.А / АВ} Р_НОМ.АВ q_{АВ / А}+К_И.А Р_НОМ.Аtg . (4.32)

где q_{АС / А} ,q_{АВ / А}— коэффициенты приведения (таблица 4.6) активной мощности на линейных напряжениях АС и АВ, к реактивной мощности фазы А;

tg  соответствует cos  нагрузки, подключенной на фазное напряжение.

Таблица 4.6  Коэффициенты приведения неполнофазной нагрузки

Обозначения	При значениях cos 
	0,4	0,5	0,6	0,65	0,7	0,8	0,9	1
ρiAB/A), ρ (ВС/В), ρ{CA/С)	1,17	1	0,89	0,84	0,8	0,72	0,64	0,50
ρ (AB/B), ρ(BC/С), ρ(СА/А)	0,17	0	0,11	0,16	0,2	0,28	0,36	0,50
q(AB/A), q(BC/B), q{CA/C)	0,86	0,58	0,38	0,3	0,22	0,09	0,05	0,29
q (AB/B),q(BC/C), q(СА/А)	1,44	1,16	0,96	0,88	0,8	0,67	0,53	0,29

В процессе эксплуатации электрооборудования возникает необходимость изменения режимов работы электроприемников, в результате чего токи в сети резко возрастают и появляется пиковая, или ударная нагрузка  максимально воз­можная нагрузка одного или группы электроприемников длитель­ностью от долей до нескольких секунд. Такие нагрузки возникают при пусках или самозапусках двигателей трехфазного и постоянно­го тока, работающих в качестве крановых, тяговых, прокатных приводах а также при эксплуатационных коротких замыканиях, характерных для электросварки и дуговых печей. Величину пикового тока используют при выборе устройств за­щиты и их уставок, в расчетах колебаний напряжения и при про­верке возможности самозапуска двигателей. С достаточной для практических расчетов точностью, групповой пиковый ток I_ПИК вычисляется из выражения:

I_ПИК = I_{ПУСК.МАХ} + (I_{МАХ. РАБ} + К_И. I _{НОМ. МАХ.ЭДВ}), (4.33)

где I_{ПУСК.МАХ}  наибольший пусковой ток электродвигателя группы;

I_{МАХ. РАБ}  расчетный максимальный ток всех работающих электродвигателей группы;

I _{НОМ. МАХ.ЭДВ}  номинальный ток электродвигателя с наибольшим пусковым током;

К_И коэффициент использования электродвигателя с наибольшим пусковым током.

Расчетные полная S_{РАСЧ } , активная Р_{РАСЧ } и реактивная Q _{РАСЧ } мощности промышленного предприятия, приведенная к шинам вторичного напряжения главной понизительной подстанции определяются по расчетным активным и реактивным нагрузкам цехов (как силовым  до 1000 В и выше 1 кВ  Р_{РАСЧ НН} , Р_{РАСЧ ВН} , Q _{РАСЧ НН} , Q _{РАСЧ ВН}, так и осветительным: Р_{РАСЧ ОСВ} , Q _{РАСЧ ОСВ}) с учетом потерь мощности в трансформаторах цеховых подстанций и цеховых сетей Р_Т.С , Q_Т.С напряжением до 1 кВ и коэффициента одновременности максимумов К _{О МАХ} силовой нагрузки :

Р_{РАСЧ } = (Р_{РАСЧ.НН} + Р_{РАСЧ.ВН} ) К _{О МАХ} +  Р_{РАСЧ ОСВ} +Р_Т.С ; (4.34)

Q_{РАСЧ } = (Q_{РАСЧ.НН} + Q_{РАСЧ.ВН}  Q_СД) К _{О МАХ} +  Q_{РАСЧ ОСВ} +Q_Т.С ; (4.35)

где К _{О МАХ}  табличный коэффициент одновременности максимумов для шин главной понизительной подстанции;

Q_СД = (К_{З Q СД}  Р_{НОМ  СД}  tg  _СД) /  _СД  реактивная мощность, которую можно получить от синхронного электродвигателя (СД);

Р_{НОМ  СД}  суммарная установленная мощность группы синхронных электродвигателей;

К_{З Q СД}  табличный коэффициент (таблица 4.7) допустимой загрузки синхронного двигателя по реактивной мощности.

Синхронные двигатели нормальных серий выпускаются с «опережающим» cos  _СД = 0,9 (tg  _СД = 0,48). Коэффициент допустимой загрузки синхронного двигателя по реактивной мощности К_{З Q СД} приведен в таблице 4.7.
Таблица 4.7  Коэффициент допустимой загрузки синхронного двигателя по реактивной мощности К_{З Q СД}

Двигатель UНОМ В	Число оборотов ротора N (об/мин)	Напряжение на зажимах машины U	Загрузка машины Р  по активной мощности
			0,9	0,8	0,7
СДН; 6 (10) кВ	Для всех частот	0,95 1,00 1,05	1,30 1,20 1,06	1,39 1,27 1,12	1,45 1,33 1,17
СДН; 6 кВ	600 … 1000 375 … 500 187 … 300 100 … 167	1,1	0,89 0,88 0,85 0,81	0,94 0,92 0,88 0,85	0,96 0,94 0,90 0,87
СДН; 10 кВ	1000 250 … 750	1,1	0,90 0,86	0,98 0,90	1,00 0,92
СДН; 6 , 10 кВ	3000	0,95 1,00 1,05 1,1	1,30 1,23 1,12 1,90	1,42 1,34 1,23 1,08	1,52 1,43 1,31 1,16
СД3; СД; 380 В	Для всех частот	0,95 1,0 1,05 1,1	1,16 1,15 1,10 1,90	1,26 1,24 1,18 1,06	1,36 1,32 1,25 1,15
			КЗ Q СД

Полную расчетную мощность S_{РАСЧ }  находят из треугольника мощностей:

. (4.36)

Суммарные потери активной и реактивной мощности в трансформаторах цеховых подстанций и цеховых сетях напряжением до 1 кВ принимаются соответственно 3 и 10 % от полной трансформируемой мощностиS_{РАСЧ Н} : Р_Т.С = 0,03 S_{РАСЧ Н} ; Q_Т.С = 0,10 S_{РАСЧ Н} ; (4.37)

Полную трансформируемую мощность S_{РАСЧ Н} низкого напряжения находят из треугольника мощностей, аналогично (4.36):

.

где Р_{РАСЧ Н} = Р_{РАСЧ.НН} +Р_{РАСЧ ОСВ};Q_{РАСЧ Н} = Q_{РАСЧ.НН} + Q_{РАСЧ ОСВ} .

Потери активной и реактивной мощности в высоковольтных кабелях в предварительных расчетах не учитываются вследствие их малости.

Коэффициент одновременности максимумов для шин главной понизительной подстанции К _{О МАХ} принимается по справочным данным (таблица 4.8) в зави­симости от величины средневзвешенного коэффициента использо­вания К_Ивсей группы потребителей, подключенной к шинам главной понизительной подстанции.
Таблица 4.8  Коэффициент одновременности максимумов К _{О МАХ}

на шинах 6 (10 ) кВ главной понизительной подстанции, зависящий от средневзвешенного коэффициента использо­вания К_И потребителей

К И  0,3	0,3 < К И < 0,5	К И  0,5
0,75	0,80	0,85
К О МАХ

4.2 Расчет осветительной нагрузки
Осветительная нагрузка предприятия осуществляется расчетом установленной мощности осветительных приборов Р_{УСТ ОСВ} Вт по удельным мощностям р_{УД ОСВ} Вт / м² на квадратный метр площади F_Ццеха:

Р_{УСТ ОСВ} = р_{УД ОСВ} F_Ц . (4.38)

Расчетная осветительная нагрузка определяется из выражения: Р_{Р ОСВ} = Р_{УСТ ОСВ}  К_C К_ПРА , (4.39)

где К_C  коэффициент спроса, равный: 1,00 для групповой сети и аварийного освещения, для мелких производственных зданий, торговых помещений, наружного освещения; 0,95 – для производственных зданий, состоящих из отдельных крупных пролетов; 0,9 – для библиотек, общественных зданий и предприятий общественного питания; 0,8 – для производственных зданий, состоящих из большого числа отдельных помещений; 0,6 – для складов;

К_ПРА  коэффициент, учитывающий потери в ПРА, принимающий значения: 1,1 – для ламп ДРЛ и ДРИ; 1,2 – для люминесцентных ламп со стартерным включением; 1,3 … 1,35 – для люминесцентных ламп с бесстартерным включением.

Расчетная реактивная осветительная нагрузка:

Q_{Р ОСВ} = Р_{Р ОСВ}  tg  , (4.40)

где tg   тангенс угла потерь осветительной установки, равный для люминесцентных ламп 0,426 … 0,329 (cos  = 0,92 … 0,95) и tg  = 1,732 … 1,168 (cos  = 0,5 … 0,65) для ламп ДРЛ и ДРИ.

4.3 Расчет нагрузок жилых зданий
Расчетная нагрузка квартир (на вво­де жилого дома) определяется расчетом установленной мощности электроприемников квартир Р_{Р КВ} [Вт] по удельной расчетной нагрузке потребителей электрической энергии квартир р_{УД ОСВ} [Вт / м² ] (таблица 4.9) в зависимости от числа nквартир:

Р _{Р КВ} = р_{УД КВ} n . (4.41)
Таблица 4.9  Удельная расчетная нагрузка потребителей электрической энергии квартир р_{УД ОСВ} [Вт / м²]

Энергоноситель плит	Число квартирn
	12	30	100	400	1000
Природный газ	1,45	0,8	0,60	0,45	0,4
Сжиженный газ или твердое топливо	1,65	1,0	0,80	0,70	0,5
Электроэнергия	2,40	1,5	1,15	0,90	0,8
	рУД ОСВ

Расчетная силовая нагрузка Р_РС, приведен­ная к вводу жилого дома:

Р _РС = Р _{Р ЛФ} + Р _{Р СТ} ; (4.42)
Мощность лифтовых установок Р _{Р ЛФ} определяется по формуле:

Р _РЛФ = К_СЛФ р _ЛФ ; (4.43)

где К_СЛФ  коэффициент спроса (таблица 4.10) лифтов;

р_ЛФ  установленная мощность элек­тродвигателя лифта.
Таблица 4.10  Коэффициент спроса К_СЛФ лифтов

Число лифтов	Число этажей жилого дома
	До 12	Более 12
4 … 5 10 Более 25	0,70 0,50 0,35	0,8 0,6 0,4

Мощность электродвигателей насосов водоснабжения, вентиля­торов и других санитарнотехнических устройств Р _{Р СТ} определяется по их установленной мощности р _СТ и коэффициенту спроса К_ССТ(таблица 4.11):

Р _{Р СТ} = К_ССТ р _СТ . (4.44)

Мощность резервных электродвигателей и электропри­емников противопожарных устройств при расчете электрических нагрузок не учитывается.

Расчетная электрическая нагрузка жилого дома Р_р._ж._д :

Р _{Р ЖД} = Р _{Р КВ} + К_У (Р _{Р ЛФ} + Р _{Р СТ} ) ; (4.45)

где К_У = 0,9  коэффициент участия в максимуме нагрузки.
Таблица 4.11  Коэффициент спроса К_ССТ установленного санитарно – технического оборудования

Число электродвигателей	КССТ	Число электродвигателей	КССТ
2	1,0	20	0,65
5	0,8	30	0,60
10	0,7	50	0,55

Расчетная электрическая нагрузка жилых домов поселка, микрорайона (квартала) Р_РМР кВт, приведенная к шинам напряжением 0,4 кВ ТП:

Р_{Р МР} = р_{Р Ж.Д УД} F_{Ж.Д МР} . (4.46)

где р_{Р Ж.Д УД}  удельная расчетная нагрузка жилых домов [Вт /м²] (из таблицы 4.12) ;

F_{Ж.Д МР}  общая площадь квартир жилых домов поселка, микрорайона (квартала) м² .
Таблица 4.12 Удельные расчетные электрические нагрузки р_{Р Ж.Д УД} [Вт/м²], и коэффициента мощности жилых домов на шинах ТП напряжением 0,4 кВ

Число этажей			Плиты
		На природном газе	На сжиженном газе, твердом топливе	Электрические
1...2 3...5 Более 5 с долей квартир выше 6 этажа	20% 50% 100%	9,5/0,96 9,3/0,96 10,2/0,94 10,9/0,93 12,0/0,92	14,2/0,96 12,3/0,96 13,3/0,94 14,0/0,93 15,1/0,92	20,0/0,98 10,2/0,98 19,8/0,97 20,4/0,97 21,5/096

Примечания:1. Учтены нагрузки насосов систем отопления, горяче­го водоснабжения, лифтов и наружного освещения территории микрорайонов.

2Удельные нагрузки определены исходя из средней общей площади квартир до 55 м².

3. В знаменателе приведены значения коэффициента мощности cos  .

4.4 Расчет нагрузок общественных зданий, городских и поселковых сетей
Расчетные электрические нагрузки общественных зданий принимают по проектам электроснабжения сооружения (помещения) по удельным расчетным электрическим нагрузкам, отнесенным к площади или к числу мест в соответствии с таблицей 4.13.

Расчетные электрические нагрузки распределительных линий (сетей) Р_{Р Л} напряжением до 1 кВ при смешанном питании потребителей жилых домов и общественных зданий определяется выражением:

Р_{Р Л} = Р_{ЗД МАХ} +  К_У  Р_ЗДi ; (4.47)

где Р_{ЗД МАХ}  наибольшая нагрузка здания из всех, питаемых по линии;

Р_ЗДi  нагрузки остальных зданий, питаемых линией;

К_У = 0,2 … 0,9  коэффициент участия в максимуме нагрузок;
Таблица 4.13 – Удельные расчетные нагрузки общественных зданий р_{Р ОБЩ.ЗД УД}

Общественные здания	Размерность	рР ОБЩ.ЗД УД	cos 
Предприятия общественного питания	кВт / место	0,65 … 0,90	0,98
Продовольственные магазины	кВт / м 2	0,22	0,80
Промтоварные магазины	кВт / м 2	0,14	0,90
Школы	кВт / ученик	0,13 … 0,22	0,92
Детские сады – ясли	кВт / место	0,40	0,97
Кинотеатры	кВт / место	0,12	0,95
Учреждения управления	кВт / м 2	0,045	0,87
Гостиницы	кВт / место	0,40	0,85
Химчистки	кВт / кг вещей	0,065	0,8

Укрупненная расчетная электрическая нагрузка общественных зданий микрорайона (квартала, поселка) Р _{Р МР} , приведенная к шинам 0,4 кВ ТП :

Р _{Р МР} = (р _{Р ЖД УД} + р _{Р ОБЩ ЗД УД} ) F_{Ж.Д МР} ; (4,48)

где р _{Р ЖД УД}  удельная нагрузка жилых домов микрорайона (таблица 4.14):

р _{Р ОБЩ ЗД УД}  удельная нагрузка общественных зданий микрорайона, принимаемая ждя жомов с электрическими плитами – 2,6 кВт / м ² ; с плитами на твердом или газообразном топливе – 2,3 кВт / м ² ;

F_{Ж.Д МР}  общая площадь квартир жилых домов поселка, микрорайона (квартала) м² .
Таблица 4.14

 Коэффициенты совмещения максимумов нагрузок К_У трансформаторов

Характеристики нагрузки		Число трансформаторов
	2	3...5	6... 10	11..20	> 20
Жилая застройка	0,9	0,85	0,8	0,75	0,7
(70% и более нагрузки жилых домов и до 30%
до 30% нагрузки общественных зданий)
Общественная застройка	0,9	0,75	0,7	0,65	0,6
(70% и более нагрузки общественных
Зданий и до 30% нагрузки жилых домов)
Коммунально-промышленные зоны	0,9	0,7	0,65	0,6	0,55
(65% и более нагрузки промышленных и
общественных зданий и до 35 %
нагрузки жилых домов)

.
В укрупненных нагрузках общественных зданий микрорайон­а учтены предприятия торговли и общественного питания, детские ясли-сады, школы, аптеки, приемные и ремонт­ные пункты и другие учреждения согласно строительным нормам и правилам (СНиП) по планировке и застройке городских и сель­ских поселений.

Расчетные электрические нагрузки городских и поселковых сетей напряже­нием 6...10 кВ определяются умножением суммы расчетных на­грузок трансформаторов отдельных ТП, питаемых к дан­ным элементом сети (центром питания (ЦП), распределительной подстанцией, линией) на коэффициент, учитывающий совме­щение максимумов их нагрузок (коэффициент участия в максиму­ме и коэффициент одновременности), принимаемый по таблице 4.14. Коэффициент мощности cos  для линий напряжением 6... 10 кВ в пе­риод максимума нагрузки принимается равным 0,92 (коэффици­ент реактивной мощности  tg  = 0,43).

Расчетные нагрузки на шинах напряжением 6... 10 кВ центра питания опре­деляются с учетом несовпадения максимумов нагрузок потребите­лей городских распределительных сетей и сетей промышленных предприятий путем умножения суммы их расчетных нагрузок на коэффициент совмещения максимумов, принимаемый по таблице 4.15.
Таблица 4.15  Коэффициенты совмещения максимумов нагрузок К_У городских (поселковых) сетей и промышленных (сельскохозяйственных) предприятий

Максимум нагрузки	Отношение расчетной нагрузки предприятий к нагрузке городской сети
	0,2	0,6	1,0	1,5	3,0
Утренний Вечерний	0,75 / 0,6 0,85 … 090	0,7 / 0,8 0,65 …0,85	0,85 / 0,75 0,55 … 0,8	0,88 / 0,8 0,45 … 0,76	0,92 / 0,87 0,3 … 0,7

Примечания:1. В строке для утреннего максимума в числителе приведены коэф­фициенты для жилых домов с электроплитами, в знаменателе - с плитами на газо­вом или твердом топливе.

2. В строке для вечернего максимума меньшие значения коэффициентов следует принимать при наличии промышленных предприятий с односменным режимом рабо­ты, большие - когда все предприятия имеют двух- или трехсменный режим работы.

4.5 Компенсация реактивной мощности
Компенсация реактивной мощности необходима, когда коэффициент мощности Cos  < (0,92  0,95). Определение реактивной мощности Q_К компенсирующей установки производится по выражению:

Q _К = [W^Р_МЕС (tg 1  tg 2) ] / Т _К ; (4.49)

где W^Р_МЕС  активная энергия, потребляемая предприятием за наиболее загруженный месяц в году [кВт час];

Т _К  время работы компенсатора реактивной мощности в месяц [час];

tg 1; tg 2  тангенс угла потерь до и после компенсации.

Снижение потерь достигается подключением фазосдвигающего конденсатора в сетях с индуктивной составляющей. Конденсатор уменьшает реактивные потери в линии. Снижение силы тока ΔI при увеличении коэффициента мощности (Соs φ ₂ > Cоs φ ) определяет соотношение:

Р  η 1 1 Δ I = –––––– ( ––––––– – –––––––– ) , ( 4.50) U  3 Cоs φ Cоs φ 2

где: Р - мощность электродвигателя [ Вт ];

η - коэффициент полезного действия электродвигателя в долях единицы;