Постановка задачи. Выполнить расчеты нагрузок и выбор основного электротехнического оборудования системы электроснабжения цеха предприятия, связанные с реконструкцией одного из участков цеха, вводом дополнительных электроприемников (ЭП) и установкой нового распределительного пункта (РП).
Характеристика исходной информации. Электроснабжение цеха предприятия осуществляется по двум кабельным линиям номинального напряжения 10 кВ. В цехе установлена комплектная цеховая понизительная подстанция (ЦТП) с трансформаторами 630 кВА. Величина тока трехфазного короткого замыкания на шинах высшего напряжения ЦТП составляет 19 кА.
У
Рис. П1.1. Укрупненная схема ЦТП
прощенная схема ЦТП и связь её с главной понизительной подстанцией (ГПП) приведена на рис. П.1.1.
Помещение цеха сухое, взрыво -и пожаробезопасное, средняя температура воздуха в помещении +25°С, на территории цеха имеются заглубленные кабельные каналы, расстояние до нового РП, при использовании кабельных каналов. 50 м.
Перечень предполагаемых к установке ЭП и их параметры:
- станки токарные Р ном = 7,5кВт, 3 шт;
- станки строгальные Р ном = 18,5 кВт, 2 шт;
- штамповочные прессы Р ном =25 кВт, 2 шт;
- вентиляторы Р ном =4,5кВт, 2 шт;
- мостовой кран Р пасп = 32 кВт, ПВ = 0,41, 1 шт.
Для выбора параметров питающих кабельных линий и оборудования РП необходимо выполнить расчет мощностей и токов ЭП в нормальном режиме, режимах пуска двигателей ЭП и коротких замыканий.
Расчет нагрузки электроприемников. При определении расчетных электрических нагрузок вводимого оборудования используется метод упорядоченных диаграмм (разд. 2.4 настоящего пособия).
На основе справочных материалов определяются значения коэффициентов использования активной мощности К иа и соsj/tgj для всех электроприемников и заносятся в таблицу, один из возможных вариантов такой таблицы приведен ниже (табл. П1.1). Предварительно для электродвигателя мостовою крана рассчитывается номинальная мощность, приведенная к продолжительности включения ПВ = 1, 
|
|
При анализе выделяются две группы электроприемников: группа А с повторно-кратковременным режимом работы (К иа < 0,6); группа Б с продолжительным режимом (в рассматриваемом примере группа Б представлена только вентиляторами), для которой К иа > 0,6 и ПВ = 1. К группе Б обычно относят электродвигатели насосов, вентиляторов, нерегулируемых дымососов, шаровых мельниц, печи сопротивления и т.д. Перечисленные электроприемники при вычислении максимальной расчетной нагрузки группы учитываются величиной их средней мощности.
Таблица П.1.1
Расчет максимальных нагрузок электроприемников
| Наименование оборудования | Кол-во, шт. | Ном. мощность, кВт | К иа | cosj | Р см. кВт | Q см. кВАр | |
| единичная | общая | ||||||
| Г р у п п а А | |||||||
| 1. Токарные станки | 7,5 | 22,5 | 0,08 | 0,6 | 2,0 | 2,6 | |
| 2. Строгальные станки | 18,5 | 0,16 | 0,6 | 5,9 | 8,0 | ||
| 3. Штамповочные прессы | 0,17 | 0,65 | 8,5 | 9,8 | |||
| 4. Мостовой кран | 1; | 20,6 | 20,6 | 0,1 | 0,5 | 3,5 | |
| Итого по группе А | - | 0,14 | - | 18.4 | 23,9 | ||
| Группа Б | |||||||
| 1. Вентиляторы | 4,5 | 0,6 | 0,8 | 5,4 | 4,05 |
Величина эффективного числа ЭП п э, определяет выбор методики расчета нагрузок РП по группе А. Общее число ЭП группы А составляет 8 элементов (n = 8), отношение номинальных мощностей наиболее и наименее крупных ЭП в группе А составляет 3,33 (т = 25/7,5= 3,33). 0бщий коэффициент использования К иа группы А: 
(Р см, Р ном - максимальная средняя и суммарная номинальная мощность группы А). При т > 3 и К иа< 0,2 величина эффективного числа ЭП n э определяется через относительное значение числа ЭП n э*, в следующей последовательности:
|
|
- выбирается самый мощный ЭП рассматриваемого узла (двигатель штамповочного пресса мощностью 25 кВт);
- выбираются ЭП, номинальные мощности которых равны половине мощности наибольшего (двигатели приводов строгальных станков - 2 шт., Р ном = 18,5кВт; штамповочные прессы - 2 шт., Р ном = 25 кВт; мостовой кран - 1 шт., Р ном = 20,6 кВт) или больше ее;
- подсчитываются число таких ЭП п 1 и их суммарная номинальная мощность Р ном1 (n 1 =5, P ном1 = 107,6 кВт);
- находятся относительные значения числа n *1, и мощности P *1 крупных ЭП по соотношениям: п *1 =п 1/ п и P *1 = Р ном1/ Р ном (n *1=5/8 = 0,625 и Р *1 =107,6/130 = 0,828);
- определяется относительное число эффективных ЭП n э* (см. табл. 2.2.) с использованием полученных значений п *1 и Р *1 на основе интерполяции (n э* = 0,8);
- определяется абсолютное число эффективных ЭП, n э = n э* п (п э = 0,8х8 = 6,4);
- определяется коэффициент максимума активной мощности К ма (см. табл. 2.1) по найденным значениям n э и Киа с использованием интерполяции (К ма = 2,6);
- определяется расчетная максимальная активная мощность группы А
Р р = К ма Р см (Р р = 2,6•18,4 = 47,8 кВт).
Расчетный максимум реактивной мощности находится по формуле Q p= K мр Q см. Коэффициент максимума реактивной мощности К мр при эффективном числе ЭП меньше 10 принимается равным 1,1, поэтому Q р = 1,1•23,9 = 26,3 кВАр.
|
|
Теперь для всего РП вычисляются расчетные суммарные максимальные активные и реактивные мощности по группам А и Б: Р р = 47,8 + 5,4 = 53,2 кВт; Q р = 26,3 + 4 = 30,3 кВАр.
Расчетный максимум полной мощности S р = 61,22 кВА.
Расчетный ток нагрузки получасового максимума I р = 88,5 А.