Файл: Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий учебник.pdf

между фазами Л и В (рис. 5-5, а), то эквивалентная трех­ фазная нагрузка

Если имеются три разные нагрузки, включенные на разные плечи фаз, причем Ах > S2 > £ 3, то наиболее

Рис. 5-5. Включение однофазных нагрузок.

а — на напряжение фаз АВ\ б — на фазное напряжение АО; в — векторная диаграмма токов.

Аэ = У З 'У 402 + 302 + 40• 30 = 105 кВ ■А.

При включении трех разных нагрузок на фазное напря­ жение (фаза — нуль) эквивалентная трехфазная нагрузка определяется также По (5-18).

При большом количестве однофазных электроприемни­ ков возникает вопрос, следует ли определять эквивалент­ ную для них трехфазную мощность или считать их сум­ марную установленную мощность трехфазной и вести

132

расчет как обычно. Согласно Указаниям однофазные электроприемиики, включенные на фазные и междуфаз­ ные напряжения и распределенные по фазам с неравномер­ ностью не выше 15% по отношению к общей мощности трехфазных и однофазных электроприемников в группе, учитываются в расчетах как трехфазные электроприемники той же суммарной мощности. При превышении указанных пределов неравномерности расчетная нагрузка прини­ мается равной тройной нагрузке наиболее! загруженной фазы согласно формулам (5-18) и (5-19).

При числе однофазных электроприемников, имеющих одинаковые К п и cos ф больше трех, максимальная на­ грузка определяется по обычной формуле

Р т а К м Р о м ~ О п А Рц ,

где Рп — суммарная номинальная мощность однофазных электроприемников при неравномерности менее 15% или эквивалентная номинальная мощность, определенная по формулам (5-18) и (5-19) при неравномерности более 15 %.

При определении К м эффективное число однофазных приемников

электроприемников данного расчетного узла; рнмакс — но­ минальная мощность наиболее нагруженного электро­ приемника однофазного тока.

При числе однофазных электроприемников с различ­ ными К л и cos ф более трех и включении их на фазные и линейные напряжения они распределяются по фазам по возможности равномерно, после чего определяются средние нагрузки за наиболее загруженную смену по каждой фазе. Общая средняя нагрузка каждой фазы складывается из суммарной однофазной нагрузки, включенной на фазу — нуль, и из двух суммарных нагрузок, включенных на линейное напряжение между фазой и двумя другими. Для

QCTA(A) = К ИРАВЯ(АВ)А + К иРсаЯ(СА)А-\г К ѵРАОtg ф,

133

где К и и К ’и — коэффициенты использования для электроприемников, включенных между фазами и на фазу—нуль; Рлв', Р сл\ РАО— номинальные мощности, включенные со­ ответственно на фазы AB, СА и на фазу—нуль; lg ср — со­ ответствующий cos ср электроприемников, включенных на фазу—нуль; Р ( а в ) а , Р(С.Л) л — коэффициенты приведения к фазе А активных нагрузок, включенных на напряже­ ния A -В и С-А\ q(AB) а > Я(СА)А — то же для реактивных нагрузок.

Из полученных значений находится наиболее загружен­ ная фаза по активной нагрузке, например фаза С, а затем эквивалентная нагрузка трехфазной сети от однофазных электроприемников

Р с и — ЗРсьцС) И Q CM. = 3 ^ См(С)-

Коэффициент использования К и определяется для наи­ более загруженной фазы

TZ _ ^см(С)

11~ ( Р в с + Р с л ):2+ Р Со ’

а действующее число электроприемников определяется по формуле (5-20).

5-4. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК С ПОМОЩЬЮ ЭВМ

Расчет электрических нагрузок требует больших затрат времени, которые могут быть значительно сокращены с по­ мощью ЭВМ. На рис. 5-6 представлена блок-схема алго­ ритма расчета электрических нагрузок в цеховых сетях.

Исходными данными при расчете служат спецификация технологического оборудования и таблица показателей электрических нагрузок электроприемников К п и tg ф.

134

5-5. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ НАГРУЗОК. ОБЩЕЗАВОДСКИЕ НАГРУЗКИ

Приведенные формулы построены на использовании статистических данных обследований электрических на­ грузок действующих предприятий. Обследования прово­ дились различными организациями в разное время, и часть коэффициентов значительно устарела. Как правило, все обследования показывают значительный разброс наблю­ даемых коэффициентов, причем в ряде случаев значения коэффициентов спроса оказывались более устойчивыми, чем значения коэффициентов использования и максимума. Кроме того, теоретически обоснованные методы предпо­ лагают известными все электроприемники с указанием их номинальных мощностей или общей мощности и мощностей наибольших приемников. Практически эти исходные дан­ ные могут отсутствовать или быть заданными ориентиро­ вочно (с уточнением на следующей стадии проектирования). В то же время все основные элементы электроснабжения, такие как напряжения электрических сетей, сечения маги­ стралей, мощности цеховых трансформаторных и преоб­ разовательных подстанций, распределительных пунктов высокого напряжения и главных понизительных подстан­ ций, определяются на первой стадии проектирования и редко уточняются в рабочих чертежах.

Важное значение имеют вспомогательные методы опре­ деления расчетных нагрузок. К их числу относится метод удельных плотностей нагрузок, кВ-А/м2,

где F — производственная или общая площадь данного характерного производства, м2.

Этот метод расчетов был впервые предложен автором в 1936 г. для проектирования универсальных сетей цехов машихгостроительной промышленности и признан един­ ственно рациональным для проектирования электросетей цехов с меняющимся технологическим процессом.

Зная намеченную технологическим проектом площадь цеха и значения sya, кВ-А/м2, наблюдаемые на анало­ гичных действующих предприятиях, можно определить мощность цеховых подстанций и сечения основных маги­ стралей, не имея точного перечня приемников электро­ энергии,

137

Для осветительных установок этот метод применяется уже давно, причем величины Руд, кВт/м2, осветительных нагрузок также растут.

Для цехов с перемещаемым оборудованием при приме­ нении так называемых универсальных сетей из распреде­ лительных штепсельных шинопроводов при мощностях двигателей до 20 кВт включительно нет необходимости определять расчетные нагрузки, так как допустимый ток минимального шинопровода типа ШРА-250 250 А и при величине обслуживаемой им площади 6 х 24 м он обеспе­ чивает удельную плотность нагрузки по току 1,74 А/мм2, что при напряжении 380 В соответствует удельной плот­ ности нагрузки 1,15. кВ • А/м2, в то время как по всем материалам обследования эта плотность не превышает 0,35-0,55 кВ-А/м2.

Если имеются потребители мощностью более 20 кВт, у которых ток плавкой вставки ответвления больше 100 А, то их рекомендуется питать непосредственно от маги­ страли или применять распределительные шинопроводы

на ток 400 А и выше. Ответвления от магистралей к рас- 6 пределительным шинопроводам следует принимать без расчетов по принципу равнопрочности. Таким образом, собственно расчету подлежит только нагрузка на маги­ страль или на цеховую трансформаторную подстанцию.

Метод расчета магистралей и трансформаторов по удельной плотности нагрузок применяется в зарубежной практике; в приложении ПШ даны некоторые величины этих нагрузок.

На основании имеющихся обследований, литературных данных и анализа проектов, выполненных за последние годы, для цеховых трансформаторов в машиностроении и металлообработке рекомендуется принимать удельную распределенную плотность нагрузки «уд в пределах 0,15—0,250 кВ - А/м2 в зависимости от характера производ­ ства (мелкосерийное, поточное, автоматизированное и т. д.).

Если цеховая трансформаторная подстанция имеет один выход на магистраль, то последняя выбирается по мощности трансформатора, а при двух выходах в разные стороны магистрали считаются на ток

где / тр — ток трансформатора; 0,85 — коэффициент сов­ мещения максимумов.

Нагрузки участков с неперемещаемым оборудованием (термические, гальванические и т. п.) рассчитываются обычным порядком, и их площадь не учитывается при расчете универсальных сетей.

Другой вспомогательный метод расчета нагрузок со­ стоит в использовании удельных расходов электроэнер­ гии на единицу продукции wYR при заданном объеме выпуска продукции М в определенный период времени Т. В этом случае определяется средняя 1*нагрузка за смену, сутки или гор;, кВт,

р __ ѴуѵМ

Приняв значение коэффициента максимума по анало­ гии с наблюдаемыми в действующих предприятиях, нахо­ дят расчетный максимум Рм. Этот метод может приме­ няться при достаточно устойчивых значениях шуд, напри­ мер, для заводов электролиза алюминия, где шуд доста­ точно определен, а потребление электроэнергии на прочие установки составляет только 5—10%. Подсчет максимума нагрузки при коэффициенте максимума, равном единице, вследствие непрерывности производства получается не­ сложным и достаточно достоверным. Данные по удельным расходам электроэнергии на единицу продукции в про­ мышленности приведены в [Л. 5-5].

В некоторых случаях расчетные нагрузки определяют по известным формулам мощностей, потребляемых элек­ троприводами. Например, для непрерывных или цикли­ ческих производств, в которых преобладают насосные установки, пользуются данными технологов о напоре Н, м, и расходе жидкости Q, м3/с, плотностью у, т/м3, так что потребляемая насосом мощность, кВт,

Р - Ш 102ц ’

где г| — к. п. д. насоса, приводимый в каталогах. Вспомогательным показателем, особенно в перспектив­

ных расчетах, является электровооруженность труда, которая выражается количеством электроэнергии wэвт,

1 В Указаниях опа называется максимальной, чтонеправильно, таккак отношение расхода электроэнергии к времени даетсреднюю нагрузку.

139