Расчёт электрических нагрузок промышленных предприятий

 

Цех №1

Определим расчётные нагрузки по узлам питания и по цеху в целом методом коэффициентов использования и максимума (метод упорядоченных диаграмм).

Рассмотрим цех в целом:

 

Таблица 1

Наименование оборудования	Кол-во шт.	Ном.мощность,кВт		kиа	cosφ	Рсм, кВт	Qсм, кВАр
		единичная	общая
Группа А (коэффициент kиа<0,6)
Кран с ПВ= 25%	1	13,6	13,6	0,35	0,5	4,76	8,244
Точильно-шлифов. станки	3	5,5	16,5	0,17	0,65	2,805	3,278
Сверлильные станки	3	4,25	12,75	0,12	0,4	1,53	3,5
Зубошлифовальные станки	2	22,25	44,5	0,17	0,65	7,565	8,84
Кран с ПВ=40%	2	89,17	178,35	0,18	0,5	32,1	55,6
Горизонтальные ножницы	2	11	22	0,45	0,65	9,9	11,57
Ножовочная пила	2	3,18	6,36	0,55	0,8	3,498	2,6
Прод.-строгальные станки	2	53,5	107	0,17	0,65	18,19	21,26
Токарно-револьвер. станки	2	61,75	123,5	0,17	0,65	20,995	24,5
Пресс	3	5,5	16,5	0,25	0,65	4,125	4,82
Высокочастот. установка	1	40	40	0,15	0,87	6	3,39
Копир.-прошив. станок	1	2,38	2,38	0,12	0,4	0,2856	0,654
ИТОГО:	24	-	583,44	0,19	-	111,75	148,3
Группа Б (коэффициент kиа>0,6)
Вентиляторы калорифера	2	15	30	0,65	0,8	19,5	14,6
Испытательные стенды	4	90	360	0,8	0,65	288	336,6
ИТОГО:	6	-	390	0,78	-	307,5	351,2

 

Определим средние активную (Рсм) и реактивную (Qсм) нагрузки за наиболее загруженную смену сначала по характерным группам электроприёмников, затем по узлам нагрузки и цеху в целом. Здесь же найдём групповой коэффициент использования активной мощности Ки.а (только для группы А).

 

Найдём эффективное число электроприёмников группы А:

 

 

По таблице 3 (мет. пособия)для Ки.а=0,19 и =11 находим коэффициент максимума Км.а=1,8

Определим расчётные активные (Рр) и реактивные(Qр) нагрузки группы А:

 

 т.к. nэ≥10

 

Найдём эффективное число электроприёмников группы Б:

 

 

Электроприёмники с ровным графиком работы (нерегулируемые насосы, вентиляторы, нагревательные приборы) имеют Км.а=1, они выделены в отдельную группу Б.

Определим расчётные активные (Рр) и реактивные(Qр) нагрузки группы Б:

 

 т.к. nэ≤10

 

Общие расчётные активные (Рр) и реактивные(Qр) нагрузки цеха №1:

 

 

 

Определим полную расчётную нагрузку цеха№1:

 

 

Коэффициент мощности:

Исходя из возможных токовых нагрузок на кабели, наметим узлы питания (силовые шкафы, распределительные шинопроводы) и все тяготеющие к ним электроприёмники разбивают на характерные группы А и Б (если это необходимо).

Для распределения электроэнергии по отдельным электроприёмникам можно установить три силовых распределительных пункта: СРП-1, СРП-2 и СРП-3. Схема распределения электроэнергии показана на рис. 1.

Рис.1. Электроснабжение механо-сборочного цеха.

 

Рассмотрим СРП-1:

 

Расчётные данные по СРП-1

Таблица 2

№ оборуд	Кол-во	Рн, кВт	Киа	φ	cosφ	Рсм, кВт	Qсм, кВар	Iном, А
Группа А (коэффициент kиа<0,6)
1	1	89,17	0,18	1,047198	0,5	16,0506	27,80045	271,2808
6	1	11	0,45	0,863212	0,65	4,95	5,787191	25,74244
8	1	5,5	0,17	0,863212	0,65	0,935	1,093136	12,87122
Итого		105,67	0,207586			21,9356	34,68078
Группа Б (коэффициент kиа>0,6)
2,3	2	90	0,8	0,863212	0,65	144	168,3547	210,6199
13	1	15	0,65	0,643501	0,8	9,75	7,3125	28,52145
Итого		105				153,75	175,6672
СРП-1 Sр=333,98кВА								508,037

Найдём эффективное число электроприёмников группы А:

 

 

Расчётная нагрузка группы, содержащей три ЭП и менее (nэ≤3), принимается равной сумме их номинальных мощностей, т.е.

 

 

,

 

здесь n- число фактических ЭП в группе (до трёх).

Общие расчётные активные (Рр) и реактивные(Qр) нагрузки СРП-1:

 

 

 

Определим полную расчётную нагрузку СРП-1:

 

 

Найдём расчётные токи линий, питающих отдельные ЭП:

 

И расчётный ток линии, питающей СРП-1:

 

 

Данные расчёта сведены в таблицу 2.

 

СРП-2:

 

Расчётные данные по СРП-2

Таблица 3

№ оборуд	Кол-во	Рн, кВт	Киа	φ	cosφ	Рсм, кВт	Qсм, кВар	Iном, А
Группа А (коэффициент kиа<0,6)
11	1	89,17	0,18	1,047198	0,5	16,0506	27,80045	271,2808
7	1	11	0,45	0,863212	0,65	4,95	5,787191	25,74244
10	1	3,18	0,55	0,643501	0,8	1,749	1,31175	6,046547
9	1	5,5	0,17	0,863212	0,65	0,935	1,093136	12,87122
Итого		108,85	0,217589			23,6846	35,99253
Группа Б (коэффициент kиа>0,6)
4,5	2	90	0,8	0,863212	0,65	144	168,3547	210,6199
12	1	15	0,65	0,643501	0,8	9,75	7,3125	28,52145
Итого		105				153,75	175,6672
СРП-2 Sр=337,28кВА								513,0532

 

Найдём эффективное число электроприёмников группы А:

 

 

Расчётная нагрузка группы, содержащей три ЭП и менее (nэ≤3), принимается равной сумме их номинальных мощностей, т.е.

,

 

здесь n- число фактических ЭП в группе (до трёх).

Общие расчётные активные (Рр) и реактивные(Qр) нагрузки СРП-2:

 

 

 

Определим полную расчётную нагрузку СРП-2:

 

 

Найдём расчётные токи линий, питающих отдельные ЭП:

 

 

И расчётный ток линии, питающей СРП-2:

 

 

Данные расчёта сведены в таблицу 3.

СРП-3:

 

Расчётные данные по СРП-3

Таблица 4

№ оборуд	Кол-во	Рн, кВт	Киа	φ	cosφ	Рсм, кВт	Qсм, кВар	Iном, А
Группа А (коэффициент kиа<0,6)
14,15	2	53,5	0,17	0,863212	0,65	18,19	21,26647	125,2018
16,17	2	61,75	0,17	0,863212	0,65	20,995	24,54587	144,5087
22	1	3,18	0,55	0,643501	0,8	1,749	1,31175	6,046547
18,19,20	3	4,25	0,12	1,159279	0,4	1,53	3,50567	16,16215
21,24	2	22,25	0,17	0,863212	0,65	7,565	8,844465	52,06993
25	1	13,6	0,35	1,047198	0,5	4,76	8,244562	41,37511
26,27,28	3	5,5	0,25	0,863212	0,65	4,125	4,822659	12,87122
29	1	40	0,15	0,515594	0,87	6	3,400357	69,93765
20	1	2,38	0,12	1,159279	0,4	0,2856	0,654392	9,050806
23	1	5,5	0,17	0,863212	0,65	0,935	1,093136	12,87122
Итого		368,91	0,17927			66,1346	77,68933
СРП-3 Sр=167,59кВА								254,9407

 

Найдём эффективное число электроприёмников СРП-3. Здесь же найдём групповой коэффициент использования активной мощности Ки.а

 

 

По таблице 3 (мет. пособия)для Ки.а=0,179 и =9 находим коэффициент максимума Км.а=2,18

Определим расчётные активные (Рр) и реактивные(Qр) нагрузки СРП-3:

 

 т.к. nэ≤10

 

Определим полную расчётную нагрузку СРП-3:

 

 

Найдём расчётные токи линий, питающих отдельные ЭП:

 

 

И расчётный ток линии, питающей СРП-3:

 

 

Данные расчёта сведены в таблицу 4.

 

Определим сечение проводов, кабелей и токоведущих шин сети цеха.

Рис.2. Однолинейная расчётная схема

 

Выбираем сечение проводов и жил кабелей в соответствии с расчётными токами ЭП (табл.2,3,4). Для проводов предусматриваем скрытую прокладку в изоляционных трубах в полу. Силовые кабели прокладывают непосредственно по поверхности стен и закрепляют при помощи скоб. На основе схемы соединения ГРП с СРП-1,СРП-2 и СРП-3,а также установленным оборудованием составим однолинейную расчётную схему с нанесёнными на неё типами выбранных кабелей, автоматов и предохранителей, а также расстояний (рис.2).

 

Методом упорядоченных диаграмм определим расчётную нагрузку маломощного цеха №2 предприятия (РП-5), питающегося по кабельной линии №2.

 

Таблица 5

№ оборуд	Кол-во	Рн, кВт	Киа	φ	cosφ	Рсм, кВт	Qсм, кВар	Iном, А
Группа А (коэффициент kиа<0,6)
25	1	13,6	0,35	1,047198	0,5	4,76	8,244562	41,37511
8,9,23	3	5,5	0,17	0,863212	0,65	2,805	3,279408	12,87122
21,24	2	22,25	0,17	0,863212	0,65	7,565	8,844465	52,06993
18,19,20	3	4,25	0,12	1,159279	0,4	1,53	3,50567	16,16215
Итого		87,35	0,190727			16,66	23,87411
Группа Б (коэффициент kиа>0,6)
12,13	2	15	0,65	0,643501	0,8	19,5	14,625	28,52145
Цех№2 Sр=78,76кВА								119,8

 

Найдём эффективное число электроприёмников группы А. Здесь же найдём групповой коэффициент использования активной мощности Ки.а

 

 

По таблице 3 (мет. пособия)для Ки.а=0,19 и =6 находим коэффициент максимума Км.а=2,24

Определим расчётные активные (Рр) и реактивные(Qр) нагрузки группы А:

 т.к. nэ≤10

 

Найдём эффективное число электроприёмников группы Б:

 

 

Расчётная нагрузка группы, содержащей три ЭП и менее (nэ≤3), принимается равной сумме их номинальных мощностей, т.е.

 

 

здесь n- число фактических ЭП в группе (до трёх).

Общие расчётные активные (Рр) и реактивные(Qр) нагрузки СРП-1:

 

 

 

Определим полную расчётную нагрузку цеха №2:

 

 

Найдём расчётные токи линий, питающих отдельные ЭП:

 

И расчётный ток линии, питающей цех №2:

 

 

Данные расчёта сведены в таблицу 5.

Определим суммарную нагрузку распределительного пункта РП-1

 

Рис.3. Схема распределения нагрузок РП-1

 

Таблица 6

Параметр	РП-2	РП-3	РП-4	РП-5(Цех№2)
cos φ	0,9	0,93	0,92	0,854
Sр,кВА	25	52	58	78,76

 

Определим нагрузки кабельных линий напряжением 0,38 кВ:

- нагрузка КЛ-1 равна нагрузке РП-1( )

Коэффициент мощности КЛ-1 определяется по выражению:

 

 

- нагрузка КЛ-2 равна нагрузке РП-5 ( )

Коэффициент мощности КЛ-2 равен коэффициенту мощности РП-5 (cos φ=0,854)