1.2. Расчет электрических нагрузок по коэффициенту расчетной активной мощности. Расчет активной мощности1.2. Расчет электрических нагрузок по коэффициенту расчетной активной мощностиРасчетный максимум нагрузки элемента системы электроснабжения, питающего нагрузку напряжением до 1 кВ (кабель, провод, шинопровод, трансформатор, аппарат и т.д.) определяется по коэффициенту расчетной активной мощности [6]: (1-4) где Кр - расчетный коэффициент активной мощности, j - подгруппа ЭП группы, имеющих одинаковый тип работы, то есть одинаковую величину индивидуального коэффициента использования kиi, m - число подгрупп ЭП, имеющих одинаковый тип работы, Pcj-средняя мощность рабочих ЭП j-й подгруппы. Средняя мощность Pcj силовых ЭП одинакового режима работы определяется путем умножения установленных мощностей ЭП рномi на значения коэффициентов использования kиi, выявляемых из материалов обследования действующих предприятий: Средняя реактивная нагрузка: (1-6) где - коэффициент реактивной мощности, соответствующий средневзвешенному коэффициенту мощности, характерному дляi-ого ЭП данного режима работы. Расчетный коэффициент активной мощности Кр находится по данным, приведенным в приложении, в зависимости от величины группового коэффициента использования Ки, эффективного числа ЭП в группе nэ и постоянной времени нагрева Tо выбираемого элемента сети. Групповой коэффициент использования Ки активной мощности определяется по формуле: (1-7) Эффективное число ЭП группы из n электроприемников: (1-8) где - номинальная мощность отдельных ЭП. При определении nэ для многодвигательных приводов учитываются все одновременно работающие электродвигатели данного привода. Если среди этих двигателей имеются одновременно включаемые (с идентичным режимом работы), то они учитываются в расчете как один ЭП с номинальной мощностью, равной сумме номинальных мощностей одновременно работающих двигателей. Допускается определение эффективного числа приемников всего цеха по упрощенной формуле: (1-9) где - номинальная мощность наиболее мощного ЭП цеха. Принимаются следующие постоянные времени нагрева: - То = 10 мин - для сетей напряжением до 1 кВ, питающих распределительные пункты и шинопроводы, сборки, щиты. Значения расчетного коэффициента активной мощности Кр для этих сетей принимаются по справочной таблице; - То - 2,5 ч - для магистральных шинопроводов и цеховых трансформаторов значения Кр =1; - То > 30 мин - для кабелей напряжением 6-10 кВ, питающих цеховые трансформаторы, распределительные подстанции и высоковольтные электроприемники. При этом расчетная мощность принимается равной средней, то есть Кр = 1. Расчетная активная мощность узлов нагрузки определяется по средней активной мощности узла и соответствующему значению Кр: (1-10) Расчетная реактивная нагрузка находится следующим образом: (1-11) где - средняя реактивная мощность узла нагрузки; р - расчетный коэффициент для реактивной нагрузки принимается: - питающие сети напряжением до 1 кВ: при при - магистральные шинопроводы и цеховые трансформаторы: - кабели напряжением 6-10 кВ, питающие цеховые трансформаторы, распределительные подстанции и высоковольтные электроприемники: Полная расчетная мощность силовой нагрузки низшего напряжения: (1-12) studfiles.net 8. Расчет полной, реактивной и активной мощностейРасчет полной, реактивной и активной мощностей ведем по уравнениям , ,. Результаты расчетов сводим в табл. 1.11. Таблица 1.11
Для проверки проведенных расчетов рассчитаем активную и реактивную мощности по уравнениям , . Результаты расчетов сводим в табл. 1.12. Таблица 1.12
9. Определение показаний измерительных приборов.Показания амперметров и вольтметра равны модулям токов и модулю напряжения. Показания ваттметра равно активной мощности, потребляемой цепью. Показания приборов сведены в табл. 1.13. Таблица 1.13
9. Построение векторной диаграммы токов и топографической диаграммы напряжений.Построение векторной диаграммы токов проводим в следующей последовательности: 1. По вещественной оси откладываем активную составляющую тока (, табл. 1.14). 2. К концу вектора пристраиваем вектор, который располагается по мнимой оси в положительном направлении (, табл. 1.14). 3. Соединяем начало вектора с концом вектораи получаем вектор тока. 4. К концу вектора пристраиваем вектор, который располагается по вещественной оси в положительном направлении (, табл. 1.14). 5. К концу вектора пристраиваем вектор, который располагается по мнимой оси в отрицательном направлении (, табл. 1.14). 6. Соединяем начало вектора с концом вектораи получаем вектор тока. 6. Соединяем начало вектора (начало координат) с концом вектораи получаем вектор тока. Построение ведется в масштабе. Параметры, необходимые для построения векторной диаграммы, сведены в табл. 1.14. Таблица 1.14
Векторная диаграмма токов построена рис. 1.2.
Рис. 1.2. Векторная диаграмма токов Построение топографической диаграммы напряжений проводим в следующей последовательности: 1. Точку h условно заземляем, что позволяет потенциал это точки приравнять нулю . 2. Потенциал токи m определяется уравнением . где, ,-модуль, активная часть и реактивная части потенциала точки m , , 3. Из начала координат (точка h) проводим вектор по вещественной оси в положительном направлении (, табл. 1.15). 4. К концу вектора пристраиваем вектор, который располагается по мнимой оси в отрицательном направлении (, табл. 1.15). 5. Соединяем начало вектора с концом вектора и получаем вектор тока . Вектор отстает от вектора тока на(1,57рад). 6. Потенциал токи k определяется уравнением
где, ,-модуль, активная часть и реактивная части потенциала точки k , ,. 7. К концу вектора пристраиваем вектор, который располагается по вещественной оси в положительном направлении (, табл. 1.15). 8. К концу вектора пристраиваем вектор , который располагается по мнимой оси в положительном направлении (, табл. 1.15). 9. Соединяем начало вектора с концом вектора и получаем вектор тока . Вектор параллелен вектору тока . 10. Потенциал токи d определяется уравнением
где, ,-модуль, активная часть и реактивная части потенциала точки d , ,. 11. К концу вектора пристраиваем вектор, который располагается по вещественной оси в отрицательном направлении (, табл. 1.15). 12. К концу вектора пристраиваем вектор , который располагается по мнимой оси в положительном направлении (, табл. 1.15). 13. Соединяем начало вектора с концом вектора и получаем вектор тока . Вектор опережает вектор тока на(1,57рад). 14. Потенциал токи с определяется уравнением
, где, ,-модуль, активная и реактивная части потенциала точки с , , 15. К концу вектора пристраиваем вектор, который располагается по вещественной оси в отрицательном направлении (, табл. 1.15). 16 К концу вектора пристраиваем вектор , который располагается по мнимой оси в отрицательном направлении (, табл. 1.15). 17. Соединяем начало вектора с концом вектора и получаем вектор тока . Вектор отстает от вектора тока на(1,57рад). 18. Потенциал токи b определяется уравнением
где, ,-модуль, активная и реактивная части потенциала точки b , ,. 19. К концу вектора пристраиваем вектор, который располагается по вещественной оси в положительном направлении (, табл. 1.15). 20. К концу вектора пристраиваем вектор , который располагается по мнимой оси в отрицательном направлении (, табл. 1.15). 21. Соединяем начало вектора с концом вектора и получаем вектор тока . Вектор параллелен вектору тока . 22. Потенциал токи a определяется уравнением
где, ,-модуль, активная часть и реактивная части потенциала точки a , ,. 23. К концу вектора пристраиваем вектор, который располагается по вещественной оси в положительном направлении (, табл. 1.15). 24. К концу вектора пристраиваем вектор , который располагается по мнимой оси в положительном направлении (, табл. 1.15). 25. Соединяем начало вектора с концом вектора и получаем вектор тока . Вектор опережает вектор тока на(1,57рад). 26. Потенциал токи f определяется уравнением . где, ,-модуль, активная и реактивная части потенциала точки f , , 27. Из начала координат (точка h) проводим вектор по вещественной оси в отрицательном направлении (, табл. 1.15). 28. К концу вектора пристраиваем вектор , который располагается по мнимой оси в отрицательном направлении (, табл. 1.15). 29. Соединяем начало вектора с концом вектора и получаем вектор тока . Вектор отстает от вектора тока на(1,57рад). 30. Потенциал токи e определяется уравнением
где, ,-модуль, активная часть и реактивная части потенциала точки k , ,. 31. К концу вектора пристраиваем вектор , который располагается по вещественной оси в положительном направлении (, табл. 1.15). 32. К концу вектора пристраиваем вектор , который располагается по мнимой оси в отрицательном направлении (, табл. 1.15). 33. Соединяем начало вектора с концом вектора и получаем вектор тока . Вектор параллелен вектору тока . 34. Соединяем начало координат с точкой а и получаем вектор входного напряжения . Примечание. Точка а должна лежать на вещественной оси, так как аргумент входного напряжения Построение ведется в масштабе. Параметры, необходимые для построения векторной диаграммы, сведены в табл. 1.15. Таблица 1.15
Топографическая диаграмма напряжений построена рис. 1.3.
Рис. 1.3. Топографическая диаграмма напряжений и векторная диаграмма токов studfiles.net 123.Расчет электрических нагрузок по методу коэффициента расчетной активной мощности.Различие метода упорядоченных диаграмм графиков нагрузки и метода расчета по коэффициенту расчетной активной мощности заключается в замене коэффициента максимума Kм в соотношении Kм = РМ / РС (20) коэффициентом расчетной активной мощности KР. Основной расчетной величиной в сетях до 1 кВ является коэффициент расчетных нагрузок KР, который зависит от: эффективного числа ЭП, коэффициента использования и постоянной времени нагрева, то есть по соотношению (12). Расчетные нагрузки на сборных шинах 6–10 кВ РП, ТП и ГПП определяют с помощью коэффициента одновременности Kо, зависящего от коэффициентов использования и числа присоединений 6–10 кВ на этих сборных шинах. При расчетах электрических нагрузок должны быть отдельно определены нагрузки ЭП особой группы I категории и нагрузки ЭП III категории. 3.2. Порядок расчета для элемента узла следующий: 3.2.1. Составляется перечень (число) силовых электроприемников с указанием их номинальной Рном(i) (установленной) мощности. 3.2.2. Определяется рабочая смена с наибольшим потреблением электроэнергии и выделяются характерные сутки. 3.2.3. Описываются особенности технологического процесса, влияющие на электропотребление, выделяются электроприемники с высокой неравномерностью нагрузки. 3.2.4. Исключаются из расчета (перечня): -ЭП малой мощности; - резервные ЭП; - включаемые эпизодически. 3.2.5. Определяются группы т электроприемников, имеющих одинаковый тип (режим) работы, и выделяются из них j-е подгруппы, j = 1,…, m, имеющие одинаковую величину индивидуального коэффициента использования Kи(i). 3.2.6. Выделяются ЭП одинакового режима работы и определяется их средняя мощность
где Рном(i) – номинальная мощность отдельного i-го ЭП. 3.2.7. Вычисляется средняя реактивная нагрузка , (22) где – коэффициент реактивной мощности, соответствующий средневзвешенному коэффициенту мощности соs φ, характерному для i-го ЭП. 3.2.8. Находится групповой коэффициент использования Kи активной мощности , (23) где Рном(j) – установленная мощность группы ЭП. 3.2.9. Рассчитывается эффективное число ЭП в группе из п их числа: , (24) где пэ – число однородных по режиму работы ЭП одинаковой мощности, которое дает то же значение расчетного максимума Рmах, что и группа ЭП, различных по мощности и режиму работы. Если число ЭП в группе более четырех допускается принимать пэ равным п (действительному числу ЭП) при условии, что отношение номинальной мощности наибольшего ЭП Рном(mах) к номинальной мощности меньшего Рном(min) меньше трех. При этом при определении значения п допускается исключать мелкие ЭП, суммарная мощность которых не превышает 5 % номинальной мощности всей группы. 3.2.10. По справочным данным в зависимости от значений, полученных из (23) и (24) и постоянной времени нагрева Т0, принимается значение расчетного коэффициента Kp. 3.2.11. Определяется расчетный максимум нагрузки . (25) Значение расчетного коэффициента активной мощности Kр для Т0 = 10 мин – сетей напряжением до 1 кВ, питающих 2УР, приведены в табл. 2. Для ЗУР постоянная нагрева Т0 = 2,5 ч и при пэ > 50 и Kи ≤ 0,5 Kр = 0,7; Kи > 0,5; Kр = 0,8. Для кабелей, образующих высоковольтные сети 6–10 кВ потребителей, Kр = 1. Упрощенно эффективное число приемников для цеха , (26) где Рном(max) – номинальная мощность наиболее мощного ЭП цеха. Электрические нагрузки отдельных узлов системы электроснабжения в сетях напряжением выше 1 кВ (находящиеся на 4УР, 5УР) рекомендуется определять аналогично с включением потерь в трансформаторах. studfiles.net 8.3 Расчёт коэффициента активной мощностиКоэффициент активной мощности проектируемого объекта отражает, какую часть расчетная активная мощность Pр составляет от полной расчетной мощности Sр. cosр = Pр / Sр , (8.4) cosр = 624,46 / 773,15 = 0,81 Коэффициент реактивной мощности tgр определяется из отношения: tgр = Qр / Рр, (8.5) tgр = 455,86 / 773,15 = 0,59 Активная мощность отражает энергетическую сторону технологического процесса и зависит от количества выпускаемой продукции в единицу времени; реактивная мощность Qр имеет колебательный обменный характер с источником электрической энергии энергосистемы и создает дополнительную нагрузку для генераторов, трансформаторов линий электропередач, что приводит к дополнительным капиталовложениям. 8.4 Расчёт реактивной мощности компенсирующей установкиСравнительный анализ потоков реактивных мощностей (отпущенной энергосберегающей организацией и суммарной расчетной) показывает, что на проектируемом предприятии необходимо часть реактивной мощности компенсировать и повысить коэффициент активной мощности до заданного значения. В качестве компенсатора реактивной мощности на предприятиях пищевой промышленности используют конденсаторные батареи, которые выпускаются промышленностью в виде конденсаторных комплектных установок. Мощность компенсирующего устройства Qку, квар, вычисляется из выражения: Qку =∑ Qp – Qэ = ∑ Рр (tgср – tgэ) (8.6) где ∑ Qp – суммарная расчетная реактивная мощность, кВ Ар; Qэ – оптимальная реактивная мощность, задаваемая энергосистемой; ∑ Qp – суммарная расчетная активная мощность, кВт; tgср – средневзвешенный расчетный коэффициент реактивной мощности; tgср =0,76; tgэ – коэффициент реактивной мощности, заданный энергосистемой; tgэ =0,33. Qку = 624,46 (0,59 – 0,33) = 162,36 кВ Ар. В качестве компенсирующего устройства выбираем комплексную конденсаторную установку типа УК 0,38-350Н с номинальной мощностью 200 кВАр. 8.5 Выбор места расположения трансформаторной подстанции, числа и мощности трансформаторовТрансформаторные подстанции предназначены для преобразования электрической энергии одного уровня напряжения в электрическую энергию другого уровня напряжения. Полную расчетную мощность (Sр, кВ·А) на шинах вторичного напряжения трансформаторной подстанции определяют по формуле: Sр = Kм [9], (8.7) где Kм – коэффициент разновременности максимумов нагрузок, принимаемый равным от 0,85 до 0,95; –суммарная расчетная активная мощность кВт; –суммарная расчетная реактивная мощность квар. Sр = 0,90 ,кВА Трансформаторная подстанция обеспечивает прием электроэнергии от электросистемы и распределение ее по цехам и объектам предприятия. Для обеспечения минимума затрат на строительство и эксплуатацию трансформаторной подстанции ее размещают в центре электрических нагрузок завода, то есть размещают в близи наиболее энергоемкого цеха. Число трансформаторов на подстанции определяется категорией предприятия. Для потребителей 1-й и 2-й категории целесообразно установить 2 трансформатора одного типа, что позволяет обеспечить работу при выходе из строя одного из трансформаторов при отключенных приемниках 3-й категории. Фактическое потребление энергии мощностью Sр, кВА, предприятием с учётом компенсации реактивной мощности определяют по формуле: Sр = кВ·А [9]. (8.8) Sр = = 689,99 кВА. Данные расчёта реактивной мощности компенсирующего устройства и выбора трансформаторы представлены в таблице 8.5. Таблица 8.5 – Результаты расчёта электрической нагрузки предприятия
На трансформаторной подстанции предприятия устанавливаем 2 трансформатора типа ТМ-630/10с номинальной мощностью 1260 кВ∙А studfiles.net Понятие средних нагрузок в электроснабженииКак упоминалось в ранее вышедшей статье, что основой для подсчета электрических нагрузок являются средние значения активных Рсм и реактивных Qсм мощностей. Их определяют по показателям полученным входе исследований и проверяют по удельным расходам электрической энергии. Средняя активная мощность силовых потребителейАктивная средняя мощность Рсм для групп электроприемников одинакового режиме работы за наиболее загруженную схему может быть определена по формуле:
Где: kи – коэффициент использования электроприемника, Рном – мощность номинальная электроприемника. Отношением средней активной мощности потребителя электрической энергии (kи) или групп таких потребителей (Ки) к номинальным их значениям называют коэффициентом использования. Считается он по формуле:
n – количество потребителей в группе. Коэффициент kи относят к тому промежутку времени, для которого производится расчет средних мощностей (смена, цикл, год). Для групп потребителей имеющих разные режимы работы определяют средневзвешенный коэффициент использования. Расчет его с достаточной точностью можно произвести по формуле:
Где: n – количество подгрупп потребителей имеющих разные режимы работы, входящих в данную группу; Рсм – мощность средняя подгруппы за самую загруженную смену;
Для двигателей длительного режима работы номинальная мощность равна паспортной Рном = Рпаспортн, для электропечных трансформаторов Рном = Sномcosφном (Sном – полная мощность устройства, cosφном – коэффициент мощности сварочного трансформатора), для сварочных трансформаторов Также среднюю мощность можно определить исходя из годового расхода электроэнергии: где РСГ нагрузка средне годовая, которую можно определить из годового расхода электроэнергии Wг:
ωуд – электрическая энергия, расходуемая на единицу выпускаемой продукции; М – выпуск продукции за год; ТГ – фактическое годовое число работы цеха или предприятия; α – коэффициент годовой сменности энергоиспользования, определяемый по технологическим данным. Данный коэффициент α учитывает разные загрузки отдельных смен, колебания нагрузки вызванные сменой сезонов (зима — лето), выполнение работ в праздничные и выходные дни, а также неритмичность производства. α можно охарактеризовать как отношение годовой потребленной энергии (цехом, предприятием, группой электроприемников) к годовой потребленной электроэнергии за наиболее загруженную смену:
Ниже показаны приближенные значения коэффициентов годовых сменности по энергоиспользованию для различных предприятий с трех сменным графиком работы:
Число часов работы силовых потребителей электрической энергии зависит от технологнического процесса работы, а также от характера производства и может быть вычислено по формуле:
Где: m – нерабочие дни в году, n – число смен, t – время продолжительности смены, tпр – число часов, годовое, которое учитывает сокращение длительности рабочих дней в предпраздничные и выходные дни, kр – коэффициент, который учитывает время ремонта и прочие простои оборудования (как правило , kр равен 0,96 ÷ 0,98). Годовое число часов работы предприятия можно определить из таблицы ниже (за исключением цехов с непрерывным циклом работы):
Соответственно для предприятий с непрерывным циклом работы (электролиз и так далее) годовое число работы растет. Средняя активная мощность осветительных устройствЧисло часов работы осветительной нагрузки за год (время горения ламп) можно определить по формулам: Рабочее освещение:
освещение аварийное:
освещение наружное:
Где: Т1, Т1/,Т1// — длительность работы освещения в самую длинную зимнюю ночь (23 декабря), Т2, Т2/,Т2// — длительность работы в самую короткую летнюю ночь (23 июня), ТП – дополнительное время подключения освещения в хмарные дни. При практических расчетах также можно воспользоваться данными по освещению, приведенными в таблице ниже:
Нагрузка на вводе в здание, а также нагрузка линии питающей освещение определяется путем умножения мощности освещения РО на коэффициент спроса Кс. Если коэффициент спроса не может быть определен путем исследований его возможно принять: 1 – для линий, которые питают отдельные групповые щитки, а также для небольших производственных зданий; 0,95 – здания, состоящих из отдельных крупных пролетов; 0,85 – здания, которые состоят из многих производственных помещений; 0,8 – инженерно – лабораторные и административно – бытовые корпуса и прочие; 0,6 – каскадные здания, которые состоят из многих отдельных помещений; Средняя реактивная мощность силовых потребителейСреднюю реактивную мощность можно определить по формуле:
Где: Когда суммируются нагрузки разных электроприемников, работающих в одной группе, реактивные нагрузки приемников, которые работают в режиме компенсации реактивной энергии (синхронные двигатели, конденсаторные установки) считаются со знаком минус. Средне годовые и среднемесячные токиСредние расчетные токи за год Iсг или за смену Iсм определяют по средним мощностям, как указанно в формулах ниже:
elenergi.ru Расчетная активная мощность - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1Расчетная активная мощностьCтраница 1 Расчетная активная мощность ( РрРы Рзо) представляет собой такую длительную неизменную нагрузку расчетным током ( 1р1и1зо), которая эквивалентна по тепловому действию фактической изменяющейся нагрузке. [1] Расчетная активная мощность ( РрРм Рзо) представляет собой такую длительную неизменную нагрузку расчетным током ( / р / м / зоЬ которая эквивалентна по тепловому действию фактической изменяющейся нагрузке. [2] Расчетная активная мощность должна выделиться на длине кавала / к от устья до устья. Мощность, выделяющаяся в ванне между устьями каналов на участке / вн ( рис. 19 - 2), значительно меньше мощности, выделяющейся в канале, не превосходя 15 - 20 % ее. [3] Расчетная активная мощность должна выделиться на длине канала / от устья до устья и в ванне - между устьями каналов. [5] Определение суммарной расчетной активной мощности нагрузки для всей мастерской является еще более сложной задачей. [6] Рр - расчетная активная мощность предприятия; tgpi - тангенс угла сдвига фаз, соответствующий средневзвешенному коэффициенту мощности предприятия без компенсации; tgp2 - тангенс угла сдвига фаз, соответствующий коэффициенту мощности, который должен быть получен после компенсации; Qp, Qc - расчетная реактивная мощность предприятия и реактивная мощность, передаваемая от системы предприятию. [7] Коэффициентом спроса называется отношение расчетной активной мощности ( получасового максимума) к номинальной мощности группы электроприемников: & СРМ / РН. [9] Результаты расчетов нагрузок по коэффициенту расчетной активной мощности сводят в таблицу. [11] Согласно ( 10 - 3) расчетная активная мощность РР. [12] В результате все вычисления стоимости потребляемой активной мощности или расчетной активной мощности сводятся к действиям над матрицами. [13] Коэффициентом спроса по активной мощности ( ке) называется отношение расчетной активной мощности ( получасового максимума активной мощности) к номинальной ( установленной) мощности группы. [14] При разработке схем развития электрических сетей подсчет реактивной мощности нагрузки, как правило, производится для группы потребителей, питающихся от общих шин, путем умножения расчетной активной мощности нагрузки, приведенной к шинам, на усредненный tg ф на шинах. [15] Страницы: 1 2 www.ngpedia.ru | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
— групповая активная номинальная мощность;
(ПВ – продолжительность включения устройства, выраженная в относительных единицах).
,Vг – расход годовой реактивной энергии.
