3. Расчет электрических нагрузок

3.1Расчет электрических нагрузок производится для последующего выбора и проверки токоведущих элементов по нагреву и по экономическим соображениям. От точности расчетов зависит правильный выбор элементов электроснабжения. Расчет электрической нагрузки проводим методом коэффициента максимума. Расчет проводим на примере ШРС2.

3.2Данные электроприемников имеют коэффициент использования и коэффициент мощности равные соответственно:

К_и = 0,17;

сosφ = 15.

3.3Общую суммарную мощность электроприемников группы Р_Σ, кВт, определяем по формуле:

Р_Σ = ΣP_i, (3.1) /3 c.50/,

где P_i – мощность электроприемника, кВт;

Р_Σ =6∙2,5 = 15 кВт.

3.4Среднюю активную мощность групп электроприемников однородных по режиму работы за наиболее загруженную смену Р_см, кВт, определяем по формуле:

Р_см = К_и∙ Р_Σ, (3.2) /3 с.51/,

Р_см = 0,17∙15 = 2,55 кВт.

3.5Среднюю реактивную мощность электроприемников группы Q_см, кВАр, определяем по формуле:

Q_см = Р_см∙tgφ, (3.3) /3 с.51/,

где tgφ – тангенс угла соответствующий коэффициенту мощности сosφ,

tgφ = 1,17;

Q_см = 2,55∙1,17 = 2,98 кВАр.

3.6Расчет мощности остальных групп производим аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.2.

3.7Производим расчет электрических нагрузок относящихся к ШРС2. Сумма всех приемников подключенных к данному ШРС,

n_Σ = 3.

3.8Общую номинальную мощность электроприемников подключенных к ШРС2 Р_ΣНОМ, кВт, определяем по формуле:

Р_ΣНОМ=Р_Σ1+Р_Σ2+Р_Σ3+Р_Σ4+Р_Σ5, (3.4) /3 с.52/,

Р_ΣНОМ = 5,5+7+15= 27,5 кВт.

3.9Показатель силовой сборки m определяем по формуле:

m = Р_{НОММАКС}/ Р_{НОМ.МИН}, (3.5) /3 с.55/,

где Р_{НОМ.МАКС} – номинальная мощность самого крупного электроприемника группы, Р_НОММИН – номинальная мощность наименьшего электроприемника группы.

m = 5,5/2,5 = 2,2, m < 3.

3.10Средне взвешанный коэффициент использования К_исв определяется по формуле:

К_исв = Σ(P_i∙K_i)/Σ P_i, (3.6) /3 с.52/,

где K_i – общий суммарный коэффициент использования,

К_исв = (5,5∙0,6+7∙0,7+15∙0,17)/27,5 = 0,39.

3.11Средне взвешанный коэффициент мощности cosφ_св определяем по формуле:

cosφ_св = Σ(P_i∙cosφ_i)/Σ P_i, (3.7) /3 с.52/,

где cosφ_i - общий суммарный коэффициент мощности,

cosφ_св = (5,5∙0,8+7∙0,8+15∙0,65)/27,5 = 0,72.

3.12Среднюю активную мощность групп электроприемников за наиболее загруженную смену Р_см, кВт, определяем по формуле:

Р_см = К_исв∙Р_ΣНОМ, (3.8) /3 с.51/,

Р_см = 0,39∙27,5 = 10,7 кВт.

3.13Среднюю реактивную мощность электроприемников группы за наиболее загруженную смену Q_см, кВАр, определяем по формуле:

Q_см = Р_см∙tgφ_св, (3.9) /3 с.51/,

где tgφ_св – средне взвешенный тангенс угла соответствующий средне взвешенному коэффициенту мощности сosφ_св,

tgφ = 0,96;

Q_см = 10,7∙0,96 = 10,3 кВАр.

3.14Эффективное число электроприемников n_Э

При n≥5, К_И≥0,2, m≥3, Р_НОМ ≠ const определяем по формуле:

n_Э = 2 ∙ Σ Р_НОМ /Р_НОМ (3.10) /3 с.56/,

При n>5, К_И<0,2, m>3, Р_НОМ = const, определяем по формуле:

n_Э = n_Э* ∙ n (3.11) /3 с.56/,

При n>5, K_И>0,2, m<3, P_НОМ=const, определяем по формуле:

n_Э = n (3.12) /3 с.56/,

3.15Определяем эффективное число электроприемников из общего количества электроприемников подключенных к ШРС2.

n_Э = n

n_Э = 9

3.16Расчетную активную мощность Р_МАКС, кВт, определяем по формуле:

Р_МАКС = К_МАКС∙Р_СМ (3.13) /3 с.56/,

Р_МАКС = 1,6∙10,7 = 17,1кВт,

где К_МАКС – коэффициент максимума,

К_МАКС = f(К_И;n_Э) (3.14) /3 с.56/,

К_МАКС = f(0,39;9) = 1,6.

3.17Максимальная реактивная мощность Q_МАКС, кВАр, определяем по формуле:

Q_МАКС=K^’_МАКС∙Q_СМ, где K^’_МАКС – это коэффициент максимума для реактивной мощности при К_И >0,2, n_Э>10, Q_МАКС= Q_СМ,

Q_МАКС= Q_СМ, (3.15) /3 с.56/,

При К_И >0,2, n_Э<10,

Q_МАКС= 1,1·Q_СМ, (3.16) /3 с.56/,

Q_МАКС = 1,1∙10,3= 11 кВАр.

3.18Полная расчетная мощность S_МАКС, кВА, определяем по формуле:

, (3.17) /3 с.58/,

кВА.

3.19Расчетный ток I_МАКС, А, определяем по формуле:

I_МАКС = S_МАКС/(√3∙U_НОМ), (3.18) /3 с.58/,

где U_НОМ – номинальное напряжение, кВ

U_НОМ= 0,38 кВ,

I_МАКС = 120/(√3∙0,38) =184,6 А.

3.20Расчет электрических нагрузок подключенных к остальным распределительным силовым щитам и секциям шин производим аналогично. Все расчеты заносим в таблицу 3.2.

Наименование узлов питания и групп электроприемников		Кол-во электро- приемни- ков,n	Установленная мощность при ПВ=100%		Мо- дуль сило-вой сборки, m	КИ	Cosφ/tgφ	Средняя мощность за максимально загруженную смену		nЭ	КМАКС	Максимальная расчетная мощность			Макси-мальный расчетный ток IМАКС, А
			одного электроприем- ника, РНОМ,кВт	общая рабочая мощность, ΣРНОМ, кВт				РСМ, кВт	QСМ, кВАр			РМАКС, кВт	QМАКС, кВАр	SМАКС, кВА
ШРС-1	Вентилятор	1	5,5	5,5	—	0,6	0,8 / 0,75	3,3	2,48	—	—	—	—	—	—
	Пылесос	2	3,5	7	—	0,7	0,8 / 0,75	4,9	3,68	—	—	—	—	—	—
	Расточный станок	6	2,5	15	—	0,17	0,65 / 1,17	2,55	2,98	—	—	—	—	—	—
Итог по ШРС-1		9	2,5 – 5,5	27,5	<3	0,39	0,72 / 0,96	10,7	10,3	9	1,6	17,1	11	20	30
ШРС-2	Сверлильный Станок	2	10,5	21	—	0,14	0,5 / 1,73	2,94	5,1	—	—	—	—	—	—
	Вентилятор	1	4,5	4,5	—	0,6	0,8 / 0,75	2,7	2	—	—	—	—	—	—
Итог по ШРС-2		3	4,5 – 10,5	25,5	<3	0,22	0,55 / 1,52	5,61	8,5	3	2,37	13	9	16	24
Итог секция-1		12	2,5 – 10,5	53	>3	0,3	0,64 / 1,2	15,9	19	10	1,85	29	19	35	53
ШРС-3	Сварочный трансформатор	1	14	14	—	0,2	0,4 / 2,29	2,8	6,4	—	—	—	—	—	—
	Пресс листо-гибочный к	1	8,2	8,2	—	0,17	0,65 / 1,17	1,39	1,63	—	—	—	—	—	—
	Вентилятор	1	2,5	2,5	—	0,6	0,8 / 1,75	1,5	1,13	—	—	—	—	—	—
Итог по ШРС-3		3	2,5 - 14	24,7	>3	0,23	0,53 / 1,63	5,7	9,3	3	2,4	14	10	17	26
ШРС-4	Группа токарных Станков	4	3,5	14	—	0,14	0,5 / 1,73	1,06	3,39	—	—	—	—	—	—
	Кран-балка	1	10,5	10,5	—	0,05	0,5 / 1,73	0,53	0,92	—	—	—	—	—	—
Итог по ШРС-4		5	3,5 – 10,5	24,5	>3	0,1	0,5 / 1,73	2,45	4,2	3	3,3	8	5	9	14
Итог секция-2		8	2,5 – 14	49,2	>3	0,17	0,51 / 1,68	8,4	14,1	6	2,6	22	16	27	41
Всего		20	2,5 – 14	102,2	>3	0,24	0,58 / 1,41	24,5	34,5	15	1,8	44	34,5	56	85