2015-07-02
3528
Приближенно потери в трансформаторе учитываются в соответствии с соотношениями
;
;
;
.
Определение мощности наиболее загруженной фазы
При включении на линейное напряжение нагрузки отдельных фаз однофазных электроприемников определяются как полусуммы двух плеч, прилегающих к данной фазе (1).
Из полученных результатов выбирается наибольшее значение.
Рисунок 1 – Схема включения 1-фазных нагрузок на линейное напряжение
При включении 1-фазных нагрузок на фазное напряжение нагрузка каждой фазы определяется суммой всех подключенных нагрузок на эту фазу (2).
Рисунок 2 – Схема включения 1-фазных нагрузок на фазное напряжение
Таблица 1 – Рекомендуемые значения коэффициентов
| Наименование механизмов и аппаратов | Ки | Кс | cos φ | tg φ |
| Металлорежущие станки мелкосерийного производства с нормальным режимом работы (токарные, фрезерные, сверлильные, точильные, карусельные и т.п.) | 0,14 | 0,16 | 0,5 | 1,73 |
| Металлорежущие станки крупносерийного производства с нормальным режимом работы (те же) | 0,16 | 0,2 | 0,6 | 1,33 |
| Металлорежущие станки с тяжелым режимом работы (штамповочные прессы, автоматы, револьверные обдирочные, зубофрезерные, а также крупные токарные, строгальные, фрезерные, карусельные, расточные) | 0,17 | 0,25 | 0,65 | 1,17 |
| Переносной электроинструмент | 0,06 | 0,1 | 0,65 | 1,17 |
| Вентиляторы, сантехническая вентиляция | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,75 |
| Насосы, компрессоры, дизельгенераторы | 0,7 | 0,8 | 0,8 | 0,75 |
| Краны, тельферы | 0,1 | 0,2 | 0,5 | 1,73 |
| Сварочные трансформаторы | 0,25 | 0,35 | 0,35 | 2,67 |
| Сварочные машины (стыковые и точечные) | 0,2 | 0,6 | 0,6 | 1,33 |
| Печи сопротивления, сушильные шкафы, нагревательные приборы | 0,75 | 0,8 | 0,95 | 0,33 |
Таблица 2- Упрощенные варианты определения nэ
|
|
|
| n | Ки.ср | m | Рн | Формула для nэ |
| <5 | ≥0,5 | ≥3 | Переменная | 
|
| ≥5 | ≥0,2 | ≥3 | Постоянная | 
|
| ≥5 | ≥0,2 | <3 | Переменная |
|
| ≥5 | <0,2 | <3 | nэ не определяется, а  ,
где Кз – коэффициент загрузки
Кз(пкр)=0,75 (повторно-кратковременный режим)
Кз(др)=0,9 (длительный режим)
Кз(ар)=1 (автоматический режим)
| |
| ≥5 | ≥0,2 | ≥3 | 
| |
| ≥5 | <0,2 | ≥3 | Применяют относительные единицы
 ;
 ;
 ; 
| |
| >300 | ≥0,2 | ≥3 | nэ=n |
Примечание. В таблице 2:
Кз – коэффициент загрузки;
- относительное число эффективных электроприемников определяется по таблице 4;
n1 – число электроприемников с единичной мощностью больше или равной 0,5 Рн.нб;
- относительное число наибольших по мощности электроприемников;
Р* - относительная мощность наибольших по мощности электроприемников.
Таблица 3 – Зависимость Км=F(nэ, Ки)
| nэ | Коэффициент использования Ки | |||||||||
| 0,1 | 0,15 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | |
| 3,43 | 3,22 | 2,64 | 2,14 | 1,87 | 1,65 | 1,46 | 1,29 | 1,14 | 1,05 | |
| 3,23 | 2,87 | 2,42 | 1,76 | 1,57 | 1,41 | 1,26 | 1,12 | 1,04 | ||
| 3,04 | 2,64 | 2,24 | 1,88 | 1,66 | 1,51 | 1,37 | 1,23 | 1,1 | 1,04 | |
| 2,88 | 2,48 | 2,1 | 1,8 | 1,58 | 1,45 | 1,33 | 1,21 | 1,09 | 1,04 | |
| 2,72 | 2,31 | 1,99 | 1,72 | 1,52 | 1,4 | 1,3 | 1,2 | 1,08 | 1,04 | |
| 2,56 | 2,2 | 1,9 | 1,65 | 1,47 | 1,37 | 1,28 | 1,18 | 1,08 | 1,03 | |
| 2,42 | 2,1 | 1,84 | 1,6 | 1,43 | 1,34 | 1,26 | 1,16 | 1,07 | 1,03 | |
| 2,24 | 1,96 | 1,75 | 1,52 | 1,36 | 1,28 | 1,23 | 1,15 | 1,07 | 1,03 | |
| 2,1 | 1,85 | 1,67 | 1,45 | 1,32 | 1,25 | 1,2 | 1,13 | 1,07 | 1,03 | |
| 1,99 | 1,77 | 1,61 | 1,41 | 1,28 | 1,23 | 1,18 | 1,12 | 1,07 | 1,03 | |
| 1,91 | 1,7 | 1,55 | 1,37 | 1,26 | 1,21 | 1,16 | 1,11 | 1,06 | 1,03 | |
| 1,84 | 1,65 | 1,5 | 1,34 | 1,24 | 1,2 | 1,15 | 1,11 | 1,06 | 1,03 | |
| 1,71 | 1,55 | 1,4 | 1,28 | 1,21 | 1,17 | 1,14 | 1,1 | 1,06 | 1,03 | |
| 1,62 | 1,46 | 1,34 | 1,24 | 1,19 | 1,16 | 1,13 | 1,1 | 1,05 | 1,03 | |
| 1,25 | 1,41 | 1,3 | 1,21 | 1,17 | 1,15 | 1,12 | 1,09 | 1,05 | 1,02 | |
| 1,5 | 1,37 | 1,27 | 1,19 | 1,15 | 1,13 | 1,12 | 1,09 | 1,05 | 1,02 | |
| 1,45 | 1,33 | 1,25 | 1,17 | 1,14 | 1,12 | 1,11 | 1,08 | 1,04 | 1,02 | |
| 1,4 | 1,3 | 1,23 | 1,16 | 1,14 | 1,11 | 1,1 | 1,08 | 1,04 | 1,02 | |
| 1,32 | 1,25 | 1,19 | 1,14 | 1,12 | 1,1 | 1,09 | 1,07 | 1,03 | 1,02 | |
| 1,27 | 1,22 | 1,17 | 1,12 | 1,1 | 1,1 | 1,09 | 1,06 | 1,03 | 1,02 | |
| 1,25 | 1,2 | 1,15 | 1,11 | 1,1 | 1,1 | 1,08 | 1,06 | 1,03 | 1,02 | |
| 1,23 | 1,18 | 1,13 | 1,1 | 1,09 | 1,09 | 1,08 | 1,06 | 1,02 | 1,02 | |
| 1,21 | 1,17 | 1,12 | 1,1 | 1,08 | 1,08 | 1,07 | 1,05 | 1,02 | 1,02 |
Таблица 4 - Значения 
|
|
|
| n* | P* | ||||||||||||||||||
| 0,95 | 0,9 | 0,85 | 0,8 | 0,75 | 0,7 | 0,65 | 0,6 | 0,55 | 0,5 | 0,45 | 0,4 | 0,35 | 0,3 | 0,25 | 0,2 | 0,15 | 0,1 | ||
| 7/8 | |||||||||||||||||||
| 0,005 | 0,005 | 0,005 | 0,006 | 0,007 | 0,007 | 0,009 | 0,01 | 0,011 | 0,013 | 0,016 | 0,019 | 0,024 | 0,03 | 0,03 | 0,051 | 0,073 | 0,11 | 0,18 | 0,34 |
| 0,01 | 0,009 | 0,011 | 0,012 | 0,013 | 0,015 | 0,017 | 0,019 | 0,023 | 0,026 | 0,031 | 0,037 | 0,047 | 0,059 | 0,059 | 0,1 | 0,14 | 0,2 | 0,32 | 0,52 |
| 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,02 | 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,04 | 0,04 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,09 | 0,011 | 0,011 | 0,019 | 0,026 | 0,36 | 0,51 | 0,71 |
| 0,03 | 0,03 | 0,03 | 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,08 | 0,09 | 0,11 | 0,13 | 0,16 | 0,16 | 0,27 | 0,36 | 0,48 | 0,64 | 0,81 |
| 0,04 | 0,04 | 0,04 | 0,05 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,08 | 0,09 | 0,1 | 0,12 | 0,15 | 0,18 | 0,22 | 0,22 | 0,34 | 0,44 | 0,57 | 0,72 | 0,86 |
| 0,05 | 0,05 | 0,05 | 0,06 | 0,07 | 0,07 | 0,08 | 0,1 | 0,11 | 0,13 | 0,15 | 0,18 | 0,22 | 0,26 | 0,21 | 0,41 | 0,51 | 0,64 | 0,79 | 0,9 |
| 0,06 | 0,06 | 0,06 | 0,07 | 0,08 | 0,09 | 0,10 | 0,12 | 0,13 | 0,15 | 0,18 | 0,21 | 0,26 | 0,31 | 0,27 | 0,47 | 0,58 | 0,7 | 0,83 | 0,92 |
| 0,08 | 0,08 | 0,08 | 0,09 | 0,11 | 0,12 | 0,13 | 0,15 | 0,17 | 0,2 | 0,24 | 0,28 | 0,33 | 0,4 | 0,33 | 0,57 | 0,68 | 0,79 | 0,89 | 0,94 |
| 0,10 | 0,09 | 0,1 | 0,12 | 0,13 | 0,15 | 0,17 | 0,19 | 0,22 | 0,25 | 0,29 | 0,34 | 0,4 | 0,47 | 0,38 | 0,66 | 0,70 | 0,85 | 0,92 | 0,95 |
| 0,15 | 0,14 | 0,16 | 0,17 | 0,2 | 0,23 | 0,25 | 0,28 | 0,32 | 0,37 | 0,42 | 0,48 | 0,56 | 0,67 | 0,48 | 0,8 | 0,88 | 0,93 | 0,95 | |
| 0,20 | 0,19 | 0,21 | 0,23 | 0,26 | 0,29 | 0,33 | 0,37 | 0,42 | 0,47 | 0,54 | 0,64 | 0,69 | 0,76 | 0,56 | 0,89 | 0,93 | 0,95 | ||
| 0,25 | 0,24 | 0,26 | 0,29 | 0,32 | 0,36 | 0,41 | 0,45 | 0,51 | 0,57 | 0,64 | 0,71 | 0,78 | 0,85 | 0,72 | 0,83 | 0,95 | |||
| 0,30 | 0,29 | 0,32 | 0,35 | 0,39 | 0,43 | 0,48 | 0,53 | 0,6 | 0,66 | 0,73 | 0,8 | 0,86 | 0,9 | 0,84 | 0,95 | ||||
| 0,35 | 0,33 | 0,37 | 0,41 | 0,45 | 0,5 | 0,56 | 0,62 | 0,68 | 0,74 | 0,81 | 0,86 | 0,91 | 0,94 | 0,95 | |||||
| 0,4 | 0,38 | 0,42 | 0,47 | 0,52 | 0,57 | 0,63 | 0,69 | 0,75 | 0,81 | 0,86 | 0,91 | 0,93 | 0,95 | ||||||
| 0,45 | 0,43 | 0,47 | 0,52 | 0,58 | 0,64 | 0,7 | 0,76 | 0,81 | 0,87 | 0,91 | 0,93 | 0,95 | |||||||
| 0,5 | 0,48 | 0,53 | 0,58 | 0,64 | 0,7 | 0,76 | 0,82 | 0,89 | 0,91 | 0,94 | 0,95 | ||||||||
| 0,55 | 0,52 | 0,57 | 0,63 | 0,69 | 0,75 | 0,82 | 0,87 | 0,91 | 0,94 | 0,95 | |||||||||
| 0,6 | 0,57 | 0,63 | 0,69 | 0,75 | 0,81 | 0,87 | 0,91 | 0,94 | 0,95 | ||||||||||
| 0,65 | 0,62 | 0,68 | 0,74 | 0,81 | 0,86 | 0,91 | 0,94 | 0,95 | |||||||||||
| 0,7 | 0,66 | 0,73 | 0,8 | 0,86 | 0,9 | 0,94 | 0,95 | ||||||||||||
| 0,75 | 0,71 | 0,78 | 0,85 | 0,9 | 0,93 | 0,95 | |||||||||||||
| 0,8 | 0,76 | 0,83 | 0,89 | 0,94 | 0,95 | ||||||||||||||
| 0,85 | 0,8 | 0,88 | 0,94 | 0,95 | |||||||||||||||
| 0,9 | 0,85 | 0,92 | 0,95 | ||||||||||||||||
| 1,0 | 0,95 |
Таблица 5 – Технические данные электроприемников
| № п/п | Наименование электроприемника | Рн, кВт | n | Ки | cos φ | tg φ |
| 3-фазный ДР Компрессорная установка | 0,65 | 0,8 | 0,75 | |||
| Вентиляторная установка | 0,7 | |||||
| Насосная установка | ||||||
| Станок фрезерный | 11,5 | 0,14 | 0,5 | 1,73 | ||
| Станок токарный | ||||||
| Станок строгальный | ||||||
| Станок карусельный | ||||||
| Станок наждачный | 2,8 | |||||
| Станок винторезный | ||||||
| Станок расточный | ||||||
| Станок шлифовальный | ||||||
| Станок слиткообдирочный | ||||||
| Станок галтовочный | ||||||
| Молот ковочный | 0,24 | 0,65 | 1,17 | |||
| Пресс штамповочный | 4,5 | |||||
| Автомат фрезерный | 7,5 | 0,17 | ||||
| Печь индукционная | 0,75 | 0,35 | 2,67 | |||
| Печь дуговая | 0,87 | 0,56 | ||||
| Печь сопротивления | 0,8 | 0,95 | 0,33 | |||
| Конвейер ленточный | 0,55 | 0,75 | 0,88 | |||
| Транспортер роликовый | ||||||
| 3-фазный ПКР Кран мостовой, ПВ=25% | 0,05 | |||||
| Тележка подвесная, ПВ=40% | 0,1 | 0,5 | 1,73 | |||
| Тельфер транспортный, ПВ=60% | ||||||
| 1-фазный ПКР Трансформатор сварочный, ПВ=40% | 28кВА | 0,2 | 0,4 | 2,29 | ||
| Аппарат дуговой сварки, ПВ=60% | 16кВА | 0,3 | 0,35 | 2,67 | ||
| Аппарат стыковой сварки, ПВ=25% | 14кВА | 0,35 | 0,55 | 1,51 | ||
| Осветительная установка Лампы накаливания | 9…11 Вт/м2 | - | ||||
| Газоразрядные лампы | 0,85 | 0,95 | 0,33 |
Пример
|
|
|
Дано:
Вариант – 30
Категория ЭСН – 1
Электроприемники:
№1-7-19-21-24-25-29
Цех машиностроения – 350м2
Требуется:
1) составить схему ЭСН;
2) рассчитать нагрузки и заполнить сводную ведомость нагрузок;
Решение:
По таблице 5 по номерам находятся нужные электроприемники и разбиваются на группы: 3-фазный ДР, 3-фазный ПКР, 1-фазный ПКР, ОУ.
Выбираются виды РУ: ШМА, РП, ЩО.
Исходя из понятия категории ЭСН-1, составляется схема ЭСН с учетом распределения нагрузки.
Так как потребитель 1 категории ЭСН, то ТП – двухтрансформаторная, а между секциями НН устанавливается устройство АВР (автоматическое включение резерва).
Так как трансформаторы должны быть одинаковые, нагрузка распределяется по секциям примерно одинаково, а поэтому принимаются следующие РУ: РП1 (для 3-фазного ПКР), РП2 (для 1-фазного ПКР), ЩО, ШМА1 и ШМА2 (для 3-фазного ДР).
|
|
|
Такой выбор позволит уравнять нагрузки на секциях и сформировать схему ЭСН (4).
Рисунок 3 – Распределение 1-фазной нагрузки по фазам
Рисунок 4 – Схема ЭСН цеха
Нагрузки 3-фазного ПКР приводятся к двигательному режиму
Нагрузка 1-фазного ПКР, включенная на линейное напряжение, приводится к длительному режиму и к условной 3-фазной мощности
;
;
;
,
тогда
Определяется методом удельной мощности нагрузка ОУ:
Распределяется нагрузка по секциям
| Секция 1 | Нагрузка приведенная, кВт | Секция 2 | |
| РП1 | РП2 | ||
| Тельфер 3,9х8 | 31,2 | 42,6 | 42,6 Трансформатор сварочный |
| ЩО | |||
| 3,5 | 3,5 | ||
| ШМА1 | ШМА2 | ||
| Компрессорная установка 28х3 | 28х2 Компрессорная установка | ||
| Станок карусельный 40х1 | 40х1 Станок карусельный | ||
| Печь сопротивления 35х3 | 35х3 Печь сопротивления | ||
| Транспортер 10х1 | 10х2 Транспортер | ||
| ИТОГО | 270,2 | 267,1 | ИТОГО |
Примечание. Резервные электроприемники в расчете электрических нагрузок не учитываются.
Согласно распределению нагрузки по РУ заполняется «Сводная ведомость…» (таблица 6).
Колонки 1,2,3,5,6,7.
Колонка 4: 
, кроме РП2 с 1-фазными электроприемниками и ЩО.
Так как на РП1, РП2, ЩО электроприемники одного наименования, итоговых расчетов не требуется.
Расчеты производятся для ШМА1 и ШМА2.
Определяется 
, результат заносится в колонку 8.
Определяются 
, 
, 
, результаты заносятся в колонки 9, 10, 11 соответственно.
Определяются 
, 
, 
для ШМА1 и ШМА2, результаты заносятся в колонки 5, 6, 7 соответственно.
Определяется 
, результат заносится в колонку 12.
Определяется Км=F(Ки.ср, nэ), результат заносится в колонку 13.
Определяются 
; 
; 
, результат заносится в колонки 15, 16, 17.
Определяется ток на РУ, результат заносится в колонку 18.
;
;
;
;
;
.
Определяются потери в трансформаторе, результаты заносятся в колонки 15, 16, 17.
;
;
.
Таблица 6 – Сводная ведомость нагрузок по цеху
| Наименование РУ и электро- приемников | Нагрузка установленная | Нагрузка средняя за смену | Нагрузка максимальная | ||||||||||||||
| Рн, | n | Pн.Σ, | Ки | cos φ | tgφ | m | Рсм, | Qсм | Sсм | nэ | Км | Км’ | Рм | Qм | Sм | Iм | |
| РП1 Тельфер транспортный, ПВ=60% | ‑ 3,9 | 31,2 | 0,3 | 0,5 | 1,73 | - | 9,4 | 16,3 | 18,8 | - | - | - | 9,4 | 16,3 | 18,8 | 28,6 | |
| РП2 Трансформатор сварочный, 1-ф, ПВ=40% | 7,1 | 42,6 | 0,2 | 0,4 | 2,29 | - | 8,5 | 19,5 | 21,3 | - | - | - | 8,5 | 19,5 | 21,3 | 32,4 | |
| ШМА1 Компрессорная установка | 0,65 | 0,8 | 0,75 | 54,6 | |||||||||||||
| Станок карусельный | 0,14 | 0,5 | 0,73 | 5,6 | 9,7 | ||||||||||||
| Печь сопротивления | 0,8 | 0,95 | 0,33 | 27,7 | |||||||||||||
| Транспортер роликовый | 0,55 | 0,75 | 0,88 | 5,5 | 4,8 | ||||||||||||
| ВСЕГО по ШМА1 | - | 0,63 | 0,87 | 0,56 | >3 | 149,7 | 83,2 | 171,3 | 1,3 | 1,1 | 194,6 | 91,5 | 326,8 | ||||
| ШМА2 Компрессормая установка | 0,65 | 0,8 | 0,75 | 36,4 | 27,3 | ||||||||||||
| Станок карусельный | 0,14 | 0,5 | 1,73 | 6,6 | 9,7 | ||||||||||||
| Печь сопротивления | 0,8 | 0,95 | 0,33 | 27,7 | |||||||||||||
| Транспортер роликовый | 0,55 | 0,75 | 0,88 | 9,7 | |||||||||||||
| ВСЕГО по ШМА2 | - | 0,62 | 0,88 | 0,63 | >3 | 74,4 | 155,9 | 1,3 | 1,1 | 178,1 | 81,8 | 297,9 | |||||
| ЩО ОУ с ГРЛ | - | - | 3,5 | 0,85 | 0,95 | 0,33 | - | 3,2 | - | - | - | 3,2 | 4,9 | ||||
| Всего на ШНН | 307,6 | 194,4 | 363,9 | - | - | - | 393,6 | 210,1 | 473,1 | - | |||||||
| Потери | 9,5 | 47,3 | 48,3 | - | |||||||||||||
| Всего на ВН | 403,1 | 257,4 | 521,4 | - |
Таблица 7 – Варианты индивидуальных заданий
| Вариант | Катерория ЭСН | S, м2 | Номера электроприемников по таблице 1.5.5 | Вариант | |
| 1-4-14-17-23-25-28 | 2-5-15-18-23-25-29 | ||||
| 2-5-15-18-24-26-29 | 1-4-14-17-24-26-28 | ||||
| 3-6-16-21-22-26-28 | 1-7-14-17-23-26-29 | ||||
| 1-7-14-17-23-27-29 | 3-6-16-20-22-26-28 | ||||
| 2-8-15-18-24-25-28 | 3-9-16-19-24-27-29 | ||||
| 3-9-16-22-25-29 | 2-8-15-18-22-25-28 | ||||
| 1-10-14-17-24-27-28 | 2-11-15-18-24-25-29 | ||||
| 2-11-15-18-22-25-29 | 1-10-14-17-22-25-28 | ||||
| 3-12-16-19-23-25-28 | 1-13-18-22-23-26-29 | ||||
| 1-13-18-20-22-26-29 | 3-12-16-22-25-28 | ||||
| 2-14-19-21-24-27-28 | 3-15-17-20-24-27-29 | ||||
| 3-15-17-20-23-26-29 | 2-14-19-21-23-26-28 | ||||
| 3-16-19-20-24-27-28 | 2-7-17-21-24-27-29 | ||||
| 2-7-17-21-22-26-29 | 3-16-19-20-24-26-28 | ||||
| 1-10-18-22-23-27-28 | 1-7-19-21-24-25-29 |
Распределяется нагрузка по секциям
| Секция 1 | Нагрузка приведенная, кВт | Секция 2 | |
| РП1 | РП2 | ||
| Тельфер 3,9х8 | 7,2 | 42,6 | 42,6 Трансформатор сварочный |
| ШМА1 | ШМА2 | ||
| Компрессорная установка 28х3 | 28х2 Компрессорная установка | ||
| Станок карусельный 40х1 | 40х1 Станок карусельный | ||
| Печь сопротивления 35х3 | 35х3 Печь сопротивления | ||
| Транспортер 10х1 | 10х2 Транспортер | ||
| ШО | 3,5 | ||
| Итого | 249,5 |
