МУ к РГР по электроснабжению

ПРИМЕР 2

Определим расчетные электрические нагрузки группы металлообра- батывающих станков методом упорядоченных диаграмм [4]. Состав группы: 4 электроприемника с рн = 5,5 кВт (шлифовальные станки), 2 электроприемника с рн = 5,5 кВт (заточные станки), 1 электроприемник с рн = 3 кВт (расточной станок), 3 электроприемника с рн = 4 кВт (фрезер- ный станок). Согласно табл. 2.1. коэффициент использования kи для металлообрабатывающих станков равен 0,12–0,16. Принимаем kи = 0,16.

Установленная мощность группы электроприемников составит:

Руст = 4×5,5+2×5,5+3+3×4 = 48 кВт.

Определим групповой коэффициент использования:

Ки =		∑рнi × kиi		=	4 ×5,5 ×0,16 + 2 ×5,5 ×0,16 + 3×0,16 + 3× 4 ×0,16		= 0,16 .
		∑рнi			48
Эффективное количество электроприемников составит:
n Э =			482			= 9,66 .
	4 ×5,52 + 2 ×5,52 + 32 + 3 × 42

По [4, табл. 1.1] интерполируя, находим коэффициент расчетной ак- тивной нагрузки группы электроприемников в зависимости от группового коэффициента использования и эффективного числа электроприемников:

K р = f (0,16; 9,66) = 1,63 .

Активная расчетная нагрузка составит:

Рр = Ки × Кр × Руст = 0,16 × 1,63 × 48 = 12,5 кВт, что больше номинальной мощности самого мощного электроприемника в группе.

По формуле [4] определяем расчетную реактивную нагрузку: Qр = Кр/× Qсм =

= 1,1×(4×5,5×0,16×0,62+2×5,5×0,16×0,62+3×0,16×0,67+3×4×0,16×0,65) = 5,32 квар,

Полная расчетная мощность, кВ×А:

S

p

=

P2

+ Q

2

= 12,52

+ 5,322

= 13,6 кВ× А .

p

p

Расчетный ток: Ip =

Sp

=

13,6

= 20,7 А .

3 × Uн

3 × 0,38

Пиковый ток группы электроприемников составит: Iп = 93,75 + 20,7 – 12,5 × 0,16 = 112,45 А.

ЗАДАНИЕ 3

Исходя из указанных в табл. 3.1. исходных данных для групп электропри- емников механического корпуса промышленного предприятия определить методом упорядоченных диаграмм расчетную электрическую нагрузку це- ха на напряжении до 1 кВ (380 В) и на напряжении выше 1 кВ (10 кВ). Результаты расчета электрических нагрузок цеха представить в виде табл.3.2.

12

Таблица 3.1. Исходные данные к заданию 3

						Электроприемники напряжением до 1 кВ
варианта	Металлорежущие		То же, круп-										Сварочные		Элеваторы,		Пло-
													машины шов-
	станки мелкосе-		носерийного					Насосы,							конвейеры		щадь
					Вентиляторы					Тельферы			ной сварки
	рийного		производства					компрессоры							сблокирован-		цеха,
													(мощность да-
	производства														ные		м	2
№													на в кВ×А)
	n	Рн min	n	Рн min	n		Рн min	n	Рн min	n	Рн min		n	Sн min	n	Рн min	F
	Рн	Рн max	Рн	Рн max	Рн		Рн max	Рн	Рн max	Рн	Рн max		Sн	Sн max	Рн	Рн max
1	2	3	4	5	6		7	8	9	10	11		12	13	14	15	16
1.	75	5	90	10	20		1	35	10	80	3		30	10	300	3	100000
	120	40	1650	120	160		20	2000	300	300	30		500	50	2400	20
2.	120	1	35	10	40		5	40	5	45	2		60	10	250	3	75000
	450	20	1300	60	1300		120	230	20	250	20		700	40	3000	20
3.	320	5	25	10	65		1	15	10	25	5		40	10	200	3	125000
	3000	80	500	30	1100		50	980	100	300	30		400	50	640	5
4.	30	5	160	5	65		5	75	5	70	5		45	10	50	3	80000
	540	50	2200	80	250		20	1000	100	1100	50		580	40	400	20
5.	250	1	45	1	130		0,5	45	10	65	10		100	10	55	3	90000
	1200	30	350	20	700		10	620	50	800	50		2100	50	600	20
6.	35	3	230	0,5	65		5	15	10	30	5		80	10	34	3	110000
	320	80	750	10	500		20	2200	200	220	40		900	40	1000	50
7.	80	5	90	1	20		5	45	5	60	5		30	10	100	10	95000
	850	40	400	5	400		30	300	40	600	40		450	40	1700	40
8.	240	10	25	10	100		1	65	5	80	10		100	10	60	3	125000
	2300	70	450	80	540		10	400	20	2000	300		1700	40	1250	100
9.	300	3	120	1	50		1	40	0,5	35	2		90	10	30	3	90000
	3000	80	700	20	80		5	300	40	250	40		1500	50	250	20
10.	130	1	50	0,5	120		1	70	5	120	5		50	10	55	3	85000
	640	80	350	15	1000		30	400	20	1100	50		630	40	2800	100

16

Продолжение таблицы 3.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
11.	75	5	35	10	20	1	40	5	80	3	30	10	250	3	80000
	120	40	1300	60	160	20	230	20	300	30	500	50	3000	20
12.	120	1	90	10	40	5	35	10	45	2	60	10	300	3	110000
	450	20	1650	120	1300	120	2000	300	250	20	700	40	2400	20
13.	320	5	35	10	65	1	40	5	25	5	40	80	250	3	73000
	3000	80	1300	60	1100	50	230	20	300	30	400	50	3000	20
14.	120	1	25	10	40	5	15	10	45	2	60	10	200	3	78000
	450	20	500	30	1300	120	980	100	250	20	700	40	640	5
15.	30	5	45	1	65	5	45	10	70	5	80	10	55	3	95000
	500	50	350	20	520	20	620	50	1100	50	900	40	600	20
16.	250	1	160	5	130	0,5	75	5	65	10	100	10	50	3	93000
	12000	30	2200	80	700	10	1000	100	800	50	2100	50	400	20
17.	30	5	25	10	65	5	15	10	70	5	45	10	200	3	103000
	540	50	500	30	520	20	980	100	1100	50	580	40	640	5
18.	230	1,5	230	0,5	135	0,5	15	10	70	10	100	10	30	3	115000
	1250	30	750	10	750	10	2200	200	800	50	2100	55	1000	50
19.	35	3	45	1	65	5	45	10	35	5	70	10	60	3	97000
	820	80	350	20	550	20	650	50	280	40	950	40	650	20
20.	80	5	230	0,5	20	5	15	10	60	5	30	10	100	10	98000
	850	40	750	10	400	30	2200	200	600	40	500	40	1800	40
21.	40	3	90	1	70	5	50	5	25	5	75	10	100	10	110000
	900	80	400	15	550	20	350	40	250	40	900	40	1600	40
22.	240	8	30	10	110	1	70	5	70	10	100	10	50	3	120000
	2400	70	500	80	500	10	450	20	2000	300	1800	40	1000	100
23.	70	5	25	10	20	5	70	5	60	5	30	10	60	3	115000
	800	40	450	80	400	30	400	20	650	40	550	40	1300	100
24.	300	3	30	10	50	1	65	5	35	2	30	10	60	3	112000
	3000	80	500	80	180	10	400	20	250	40	450	40	1250	100

17

Продолжение таблицы 3.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
25.	250	8	120	1	100	1	40	0,5	80	10	100	10	30	3	92000
	2400	70	700	20	550	10	300	40	2000	300	1750	40	300	20
26.	130	1	150	1	120	1	35	0,5	120	5	50	10	25	3	95000
	650	80	800	20	1000	30	300	40	1100	50	650	40	300	20
27.	240	7	120	1	50	1	70	0,5	75	10	45	10	60	3	100000
	2400	70	750	20	80	5	350	40	1850	300	700	40	2500	100
28.	75	5	50	0,5	20	1	70	5	80	3	30	10	55	3	110000
	1200	40	350	15	160	20	400	20	300	30	550	50	2800	100
29.	150	1	35	10	120	1	40	5	120	5	50	10	250	3	85000
	700	80	130	60	1000	30	250	20	1200	50	630	10	3000	20
30.	120	1	40	10	40	5	40	5	50	2	30	10	230	3	87000
	500	20	1350	60	1300	120	300	20	280	20	700	40	3100	20
31.	80	5	90	10	20	1	35	10	85	3	30	10	300	3	115000
	1500	40	1700	120	180	20	2000	300	350	30	500	50	2400	20
32.	320	5	90	10	65	1	40	10	25	5	40	10	200	3	80000
	3000	80	1650	120	1100	50	2200	300	300	30	400	50	650	5
33.	120	1	40	10	40	5	40	5	45	5	55	1	60	3	95000
	500	20	1350	60	1300	120	350	20	250	20	680	10	600	20
34.	30	5	25	10	65	5	15	10	70	5	40	8	200	3	82000
	500	50	500	30	550	20	1000	100	1110	50	400	50	640	7
35.	115	1	45	1	40	5	50	10	50	2	60	10	55	3	96000
	500	20	350	20	1350	120	650	50	300	20	700	40	620	640
36.	250	1	50	1	1300	0,5	45	10	65	10	100	10	50	3	93000
	1250	30	400	20	700	10	620	50	800	50	2100	50	600	20
37.	30	5	160	5	65	5	75	5	70	5	45	10	50	3	75000
	540	50	2200	80	520	20	1000	100	1000	50	580	40	400	20
38.	50	5	230	0,5	70	5	15	10	75	5	50	10	30	3	110000
	550	50	750	10	550	20	220	200	1200	50	600	40	1000	50

18

Продолжение таблицы 3.1

1	2	3		4		5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
39.	220	1,5		25		10	130	0,5	15	10	70	10	100	10	200	3	100000
	1250	30		500		30	750	10	980	100	800	50	2000	50	640	5
40.	40	3		250		0,5	65	5	20	10	35	5	70	10	35	3	85000
	850	80		800		10	600	20	2300	200	300	40	990	40	1100	50
41.	230	1,5		45		1	135	0,5	45	10	65	10	100	10	60	3	95000
	1200	30		350		20	800	10	650	50	750	50	2100	55	650	20
42.	90	5		90		1	20	5	50	5	60	5	30	10	100	10	125000
	850	40		400		15	400	30	350	40	600	40	500	40	1800	40
43.	40	3		230		0,5	70	5	15	10	25	5	80	10	50	3	120000
	900	80		750		10	560	20	2100	200	250	40	900	40	1000	100
44.	240	10		85		1	110	1	50	5	70	10	100	10	100	10	115000
	2400	70		370		15	570	10	360	40	2000	300	1800	40	1700	40
45.	50	3		90		1	70	5	45	5	30	5	70	10	95	10	110000
	950	80		580		15	550	20	400	40	300	40	950	40	1550	40
46.	70	5		30		10	20	5	70	5	60	5	30	10	50	3	95000
	850	40		500		80	400	30	450	20	650	40	550	40	1000	100
47.	300	3		120		1	50	1	40	0,5	35	2	30	10	30	3	92000
	3100	80		700		20	190	10	350	40	250	40	450	40	300	20
48.	260	10		35		10	100	1	65	5	80	10	100	10	60	3	98000
	2450	70		350		80	600	10	450	20	2000	300	1700	40	1300	100
49.	150	1		150		1	120	1	40	0,5	120	5	50	10	35	3	100000
	700	80		750		20	1000	30	320	40	1100	50	650	40	350	20
50.	230	10		150		1	120	1	35	0,5	75	10	110	10	25	3	80000
	2350	70		800		20	560	10	300	40	1800	300	1750	40	280	20
Примечание:		n – общее число электроприемников данной группы;
		Рн (Sн) –		суммарная установленная мощность всех электроприемников данной группы, кВт (кВ×А);
		Рн min (Sн min) – наименьшая установленная мощность электроприемника в группе, кВт (кВ×А);
		Рн max (Sн max) –				наибольшая установленная мощность электроприемника в группе, кВт (кВ×А).

19

ПРИМЕР 3

Методом упорядоченных диаграмм определим расчётную нагрузку меха- нического цеха на напряжении 380 В и 10 кВ при следующих условиях:

Электроприемники напряжением до 1 кВ

Сварочные

Металлорежущие

машины

То же, круп-

Насосы,

шовной

Элеваторы,

станки мелкосе-

Площадь

рийного

носерийного

Вентиляторы

компрес-

Тельферы

сварки

конвейеры

цеха, м2

производства

производства

соры

(мощность

сблокированные

дана в

кВ×А)

n

Рн min

n

Рн min

n

Рн min

n

Рн min

n

Рнmin

n

Sн min

n

Рн min

F

Рн

Рн max

Рн

Рн max

Рн

Рн max

Рн

Рн max

Рн

Рнmax

Sн

Sн ьax

Рн

Рн max

80

5

230

0,5

20

5

15

10

60

5

30

10

100

10

98000

850

40

750

10

400

30

2200

200

600

40

500

40

1800

40

1. Находим установленную мощность электроприемников цеха:

n

Pуст = ∑Pнi =850 + 750 + 400 + 2200 + 600 + 500 × 0,8 +1800 = 7000 кВт. i =1

2. Групповой коэффициент использования:(kui определяем из [5]):

		n
		∑Рнi × k иi
	Ки =	i =1	=
		Руст

= 850 × 0,12 + 750 × 0,16 + 400 × 0,7 + 2200 × 0,7 + 600 × 0,15 + 0,8 ×500 × 0,35 +1800 × 0,55 =

0,466.

7000

3. Эффективное число электроприёмников (по упрощенной формуле):

	n э	=	2 × Р	уст	=	2 × 7000	= 70 .
			Pн max			200

4.Из [4, табл. 1.2, http://www.online-electric.ru/dbase/kr04.php] находим ко-

эффициент расчетной нагрузки для определения расчетной нагрузки на напряжении 380 В (постоянная времени нагрева То=2,5 ч):

Кр = f (Ки , n э ) = f(0,466; 70) = 0,7.

5.Определим активную расчетную нагрузку:

Pp = Кр × Ки × Руст = 0,7 × 0,466 × 7000 = 2283,4 кВт.

6. Определим расчетную реактивную нагрузку механического цеха на на- пряжении 380 В ( tgji определяем из [5]):

					n
					∑Рнi × tgji
	Qр	= Рр	× tgjср.взв. = Рр	×	i =1	=
					Руст

= 2283,4 × (850 × 2,29 + 750 ×1,73 + 400 × 0,88 + 2200 × 0,75 + 7000

+ 600 ×1,73 + 0,8 ×500 ×1,02 +1800 × 0,88) = 2699,6 квар.

7. Определяем полную расчетную нагрузку:

20

Sp = Pp2 + Q2p ;

Sp = 2283,42 + 2699,62 = 3535,8 кВ×А.

8.Определяем расчетный ток механического цеха на напряжении 380 В:

		Iр =				Sp			;
						3Uн
Iр	=		3535,8					= 5372 А.
	3 × 0,38

9.Коэффициент расчетной нагрузки для определения расчетной нагрузки на напряжении 10 кВ (постоянная времени нагрева То³ 30 мин):

Кр = 1.

10.Активная расчетная нагрузка:

Pp = Кр × Ки × Руст = 1× 0,466 × 7000 = 3262 кВт.

11. Расчетная реактивная нагрузка цеха на напряжении 10 кВ:

Qр = Рр × tgjср.взв. = 3262 ×1,18 = 3856 квар.

12.Полная расчетная нагрузка:

Sp = Pp2 + Q2p = 32622 + 38562 = 5051 кВ×А.

13. Расчетный ток механического цеха на напряжении 10 кВ:

	Iр	=		Sp		=	5051			= 291,6	А.
					× Uн				×10
				3			3

Результаты расчетов представляются в виде таблицы 3.2.

Таблица 3.2. Определение расчетных нагрузок механического корпуса

Наименование	Кол-							Расчетная					Расчетная
	во, Рн,		рн.мах,			nэ,		нагрузка			Iр,			нагрузка			Iр,
электроприем-	N,	кВт	кВт	Ки	tgφ	шт.	Кр				А	Кр					А
								Рр,	Qр,	Sр,			Рр,		Qр,	Sр,
ника	шт.
								кВт	квар	кВА			кВт		квар	кВА
МРС (мелкие)	80	850	40	0,12	2,29
МРС (крупные)	230	750	10	0,16	1,73
Тельферы	60	600	40	0,15	1,73
Вентиляторы	20	400	30	0,7	0,88			На напряжении					На напряжении
Насосы,	15	2200	200	0,7	0,75				до 1кВ				свыше 1кВ
компрессоры
Элеваторы	100 1800		40	0,55	0,88
Сварка	30	500*	40	0,35	1,02
Итого по цеху:	535 7000 200 0,46				1,18 70 0,7 2283,4 2699,6 3536 5372 1 3262 3856											5051 292

Примечание: *Мощность сварочных электроустановок указана в кВ×А.

21

ЗАДАНИЕ 4

Определить потери активной и реактивной мощности и годовые поте- ри активной и реактивной энергии в фрагменте системы заводского электроснабжения, включающего кабели длиной L и трансформаторы. Принять непрерывную работу трансформаторов в течение года и радиаль- ную схему питания. Исходные данные задания приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Исходные данные по вариантам задания 4

	№ варианта			0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	Марка			ТМ	ТМ	ТМ	ТМ	ТМ	ТСЗ	ТСЗ	ТСЗ	ТСЗ	ТСЗ
	трансформ.			400	630	1000	1600	2500	400	630	1000	1600	2500
	Кол-во трансформа-			1	2	1	2	1	2	1	2	1	2
	торов в подстанции
		U В.Н.		6	6	10	10	10	10	10	10	10	10
		U Н.Н.		0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
	Sм, кВ×А			350	900	850	2400	2350	600	600	1550	1500	3800
		L, км		0,3	0,2	0,4	0,5	0,25	0,35	0,45	0,2	0,3	0,3
		ТМ, ч		3000	3500	4000	4500	5000	3000	3500	4000	4500	5000

ПРИМЕР 4

Определить потери активной и реактивной мощности и годовые по- тери электроэнергии в кабелях и трансформаторах (6 шт.), питающих один из цехов промышленного предприятия по радиальной схеме (каждый трансформатор подключен к отдельному кабелю). Расчетная мощность на- грузки цеха SР = 6166,8 кВ×А.

а) Для расчета потерь в трансформаторах воспользуемся каталож- ными данными:

Тип

Uk

DPk

DPx

Ixx

DQx

трансформатора

%

кВт

кВт

%

квар

ТМ 1600/10

5,5

18

3,3

1,3

21

Потери в трансформаторах составят:

DP

Sp

)2

18

6166,8

2

DP

=

k ×(

+ DP

× n

тр

=

×

+ 3,3×6 = 64,37

кВт .

TΣ

n тр

Sн.тр

x

6

1600

22

		Uk ×Sp2				5,5 × 6166,82			+ 21× 6 = 343,88 квар .
DQTΣ =			+ DQ x × n		тр =
						100	× 6	×1600
100		× n тр ×Sн.тр
б) Определим потери мощности в кабелях (L = 0,8 км):
R k = r0 × l = 0,62 × 0,8 = 0,496				Ом;
X k = x 0 × l = 0,09 × 0,8 = 0,072					Ом;

DPкаб = 3 × I2p × R k ×10−3 = 3 ×59,32 × 0,496 ×10−3 = 5,23 кВт ; DQкаб = 3× I2p × Xk ×10−3 = 3×59,32 ×0,072 ×10−3 = 0,76 квар .

Следовательно, потери мощности во всех кабелях составят:

DPКУ = DPкаб × n = 5,23 × 6 = 31,38	кВт;
DQКУ = DQкаб × n = 0,76 × 6 = 4,56	квар .

в) Годовые потери электроэнергии в трансформаторах:

– активной энергии:

DW = DWм + DWст ,
где
DWм - потери в меди трансформатора (обмотки):
			Sр		2
DW = DP					× t ;
м	м S
			н.тр

DWст - потери в стали трансформатора (магнитопровод):

DWст = DPст × Tг ;

t = (0,124 + Tм×10−4 )2 ×8760 = (0,124 + 5000 ×10−4 )2 ×8760 = 3410 ч.

Годовые потери во всех трансформаторах:

DP ×S2

DWТУ =

K

p

× t + DPx × N тр × Tг , кВт × ч ;

N тр ×S2н.тр

18

6166,8

2

DWТΣ =

×

× 3410 + 3,3 × 6 ×8760 = 325417 кВт × ч ;

6

1600

– реактивной энергии:

DVТΣ

=

Uк ×Sp2

× t + DQ x × N тр × Tг , квар × ч ;

100

× N тр ×Sн.тр

DVТ

=

5,5 × 6166,82

×3410 + 21× 6 ×8760 = 1103978 квар × ч .

Σ

100 × 6 ×1600

23

г) Годовые потери энергии в кабелях:

DWКΣ = DPКΣ × t = 31,38 ×3410 = 107005,8 кВт × ч;

DVКΣ = DQКΣ × t = 4,56 × 3410 = 15549,6 квар × ч.

Таким образом, имеем:

– потери активной мощности в трансформаторах и кабелях:

(DPКΣ + DPТΣ ) = 31,38 + 64,37 = 95,75 кВт;

– потери реактивной мощности в трансформаторах и кабелях:

(DQКΣ + DQТΣ ) = 4,56 + 343,88 = 348,44 квар;

– потери активной энергии за год в трансформаторах и кабелях:

(DWKΣ + DWTΣ ) = 107005,8 + 325417 = 432422 кВт × ч;

– потери реактивной энергии за год в трансформаторах и кабелях:

(DVKΣ + DVTΣ ) = 15549,6 +1103978 = 1119527,6 квар × ч .

ЗАДАНИЕ 5

Задана площадь помещения и установленная мощность силовых электроприемников в нем (табл. 5.1.). Методом коэффициента спроса оп- ределить полную расчетную нагрузку силовых и осветительных электроприемников. Определить расчетную нагрузку на шинах РП-10 кВ, от которого питаются механический корпус (п. 3 контрольной работы, учесть осветительную нагрузку) и группа силовых и осветительных элек- троприемников (табл. 5.1. контрольной работы) с упрощенным учетом потерь мощности в кабелях и цеховых трансформаторах.

Рассчитать годовой расход активной и реактивной энергии потреби- теля. Время использования максимальной активной нагрузки принять равным 5000 ч.

24