Расчет электрических нагрузок цеха. Выбор числа и мощности питающих трансформаторов

Расчет электрических нагрузок цеха

Нагрузка цеха состоит из электрических приемников различной мощности. Поэтому при расчетах они разбиваются на отдельные группы с однотипным режимом работы, при этом в каждой группе выделяется подгруппа приемников с одинаковыми коэффициентами использования и мощности. Для определения электрических нагрузок может быть использован метод коэффициента использования максимума электрических нагрузок. Данный метод устанавливает связь режима работы электроприемников и расчетной нагрузки на основе вероятностной схемы формирования графика групповой нагрузки. В 90 % случаев такой метод применяется для расчета нагрузок массовых электроприемников. После того, как электроприемники были разбиты на группы и подгруппы, рассчитывается номинальная мощность по следующей формуле:

$Рном = Рпасп*√ПВ$

где: Рпасп - паспортная мощность электроприемника; ПВ - продолжительность включения.

Затем рассчитывается общая мощность всех электроприемников в цеху:

$Робщ = Р1+Р2+…+Рn$

где Р1, Р2 … Рn - мощность электроприемников

Теперь можно рассчитать показатель силовой сборки для каждой линии питания:

$m = Рнмакс1 / Рнмин1$

где Рнмакс - мощность максимального электроприемника; Рнмин - мощность минимального потребителя.

Формула для расчета средней активной и реактивной мощностей электроприемника для самой загруженной схемы выглядит следующим образом:

$Рсм = ku*Pном$

$Qсм = Рсм*tgф$

где: ku - коэффициент использования; Qсм - средняя реактивная мощность за смену; Рсм - активная мощность за смену; tgф - коэффициент реактивной мощности.

Средний коэффициент мощности рассчитываемой группы электроприемников определяется следующим образом:

$ku = Рсмобщ/Рномобщ$

где: Рсмобщ - общая нагрузка за смену всей группы электроприемников; Рномобщ - общая нагрузка за смену всей группы электроприемников.

Эффективное количество электроприемников определенной группы рассчитывается следующим образом:

$nэ = Рномобщ^2 / Рномi^2$

Максимальная активная мощность группы приемников рассчитывается по формуле:

$Pактmax = Км*Рсм$

где Км - коэффициент максимума

Формула для расчета максимальной реактивной мощности выглядит следующим образом:

$Qреактmax = Км*Qсм$

Полная максимальная мощность считается по формуле:

$S = √ (Рактmax^2 + Qреактmax)$

Формула для расчета максимального тока выглядит следующим образом:

$Imax = Smax / (√3*Uном)$

где Uном - номинальное напряжения

Аналогично определяется нагрузка остальных групп, а их сумма представляет собой общую нагрузку цеха.

Выбор числа и мощности питающих трансформаторов

Цеховые трансформаторы, как правило, имеют следующие номиналы мощности (в киловаттах):

• 100
• 160
• 250
• 400
• 630
• 1000
• 1600
• 2500

С ростом мощности трансформаторов возрастают токи короткого замыкания. Из-за этого единичная мощность трансформаторов, которые питают электрические установки до 1000 вольт ограничена максимально допустимыми токами короткого замыкания. Как правило, предельная мощность трансформаторов, которые изготавливаются заводами на напряжение 0,44 - 0,6 киловольт составляет 2500 киловатт. Электрические подстанции в цеху могут быть:

1. Однотрансформаторными, которые используются при наличии в цехе электроприемников, в работе которых допускается перерыв в электроснабжении на время резервирования.
2. Двухтрансформаторными, которые используются при преобладании электроприемников первой категории и наличии потребителей особой группы, при сосредоточенной цеховой нагрузки.

Ориентировочный выбор количества и мощности питающих трансформаторов осуществляется по удельной плотности нагрузки:

$j = Sp/F$

где Sp - расчетная нагрузка цеха; F - площадь цеха

Выбор номинальной мощности трансформаторов осуществляется по расчетной мощности аварийного и нормального режимов работы, учитывая рациональную загрузку в нормальном режиме, а также с учетом минимального резервирования в послеаварийном режиме:

$Sном = Sсм / (N*Кз)$

где Sсм - средняя нагрузка за максимально загруженную смену (временной промежуток); N - количество трансформаторов; Кз - коэффициент загрузки.

Если известны усредненные приведенные затраты на цеховые трансформаторы, то оптимальное количество трансформаторов может быть выбрано по специальным кривым, пример которой изображен на рисунке ниже.

Рисунок 1. Кривые. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

В зависимость от конструкции трансформаторов и условий их эксплуатации в состав процесса выбора их мощности и числа может входить :расчет суммарной мощности конденсаторных батарей

Расчет суммарной мощности конденсаторной батареи осуществляется в два этапа: выбор оптимального количества трансформаторов и определение дополнительной мощности батареи, в целях уменьшения потерь в трансформаторах и сети.