Методические указания

Индивидуальные задания для расчета электрических нагрузок

для выполнения лабораторной работы № 1

по предмету «Электроснабжение промышленных и гражданских зданий»

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Таблица № 1. Варианты заданий для расчета электрических нагрузок

№ варианта	Установленная мощность цеха, кВт
	Цех 1	Цех 2	Цех 3	Цех 4	Цех 5	Цех 6	Цех 7
0		2800		3600	600
1	4600		1800			900
2			2500	4000			100
3	2900	1900			300
4			950			300	50
5	1850			2200		400
6		1500			200		30
7			1400		250	500
8	3100	2200		2900
9			1000		150	300
10	2700		2100				75
11		3000		2500		700
12			3200		185		90
13				4500	120	1200
14	5200	3600					60
15			5800	3900		1100
16		4200			280		50
17	3500		4100			800
18		2800		5200			40
19	2100		1500		120
20		1900		2600		600
21	2800	1800	1100
22				4800	400		20
23	4100	2600				1300
24		1500	2000			600
25	1900			2600			70

Таблица № 2.

№ цеха	Наименование цеха	Длина, ширина, м	Руд, Вт/м2
1	Кузнечно-прессовый	120 х80	17,6
2	Механосборочный	100 х 30	25,5
3	Механический	80 х 50	18,9
4	Главный корпус	75 х 28	20,1
5	Заводоуправление	35 х 30	30,0
6	Блок вспомогательных цехов	60 х 40	19,2
7	Склад	100 х 50	16,2

Таблица 3. Данные для расчета методом удельной мощности (площади).

№ электроприемника	Наименование электроприемника	Руст, кВт
1-10	Токарные станки	7,0
11-20	Сверлильные станки	3,0
21-30	Точильное оборудование	2,5
31-40	Штамповочные прессы	10,5
41-50	Строгальные станки	14,0
51-60	Револьверные станки	8,5
61-70	Шлифовальные станки	2,8
71-80	Фрезерные станки	4,5
81-90	Печи сопротивления	3,5
91 -100	Сварочные трансформаторы	4,0 кВА
101-110	Насосы	5,0
111-120	Вентиляторы	1,5

Таблица 4.

№ варианта	Номера электроприемников, присоединенных к
	ШР 1	ШР 2
0	1-3, 11, 12, 101	71-75
1	111-115	101-106
2	1, 11, 41, 81, 101	12, 13, 91, 62
3	21-26, 31-33	1-5, 91
4	111-113, 91, 1, 21	61-63, 71, 76
5	101-103, 91, 92	81-86
6	7, 14, 71-73	21-24, 47-49
7	29-30, 41	1-4, 11-13
8	4, 6, 8, 9, 13	28, 32, 48, 61, 92
9	11-18	21-25, 94
10	5, 7-10	21, 91, 102-104
11	2-4, 21-26	5, 27, 17, 101
12	10, 11-13, 101	14-16, 91-92
13	6, 16, 26-30	31, 41, 61, 71
14	14-18, 21-23	81-86, 93
15	7, 8, 81, 93, 101	6, 21, 41, 51, 71
16	9, 71-73, 104	7, 11-14, 51
17	12, 94, 103-106	1-3, 28-30
18	13, 84, 93, 102, 103	12, 15, 1, 26
19	19, 94, 101-105	3-5, 13-15
20	61-64, 71-76	77-80, 101, 91
21	51, 62, 72, 83, 93, 102	1-4, 19, 20, 30
22	30, 65-70	80, 85-90, 110
23	91, 92, 101-105	116-120, 11
24	2, 15, 22, 38	1, 12-14, 35-37
25	4-6, 16-18	7-10, 101-104

Пример составления исходных данных

Вариант -0

1. По номеру журнала в соответствии со своим вариантом из таблицы 1 выбираем номер цеха и записываем в данную таблицу удельную мощность.

2. По таблицам, в соответствии с вариантом выбираем номера и названия электроприемников. Записываем данную мощность в соответствующие графы.

3. По таблицам исходных данных выбираем названия цехов, размеры цехов и удельную мощность в Вт, записывая в соответствующие графы.

4. Используя таблицы из Рекомендаций по выполнению данной работы, выбираем соответствующие коэффициенты, для выполнения расчетов определенным методом.

- исходя из соответствующего производства (название производства определяет преподаватель), по таблице «Коэффициенты спроса и мощности», выбираем название цехов и соответствующие им коэффициенты;

- по названию электроприемников цеха, выбираем по таблице «Коэффициенты использования и мощности некоторых механизмов и аппаратов промышленных предприятий соответствующие значения коэффициентов;

- из таблицы «Коэффициенты спроса и мощности» из раздела «Корпуса, цеха, насосные и другие установки общепромышленного назначения», выбираем коэффициент мощности для данных наименований цехов, корпусов.

Данное предприятие - обогатительная фабрика относится к горно-добывающей промышленности

Таблица 1. Исходные данные для расчета нагрузок

№ п/п	Наименование		Руст, кВт		Руд., Вт		n/S		Кс		Cos φ		tg φ		Ки
Для расчета нагрузок методом коэффициента спроса
Ц.2	обогащения		2800						0,65		0,8
Ц.4	реагентный		3600						0,6		0,8
Ц.5	золоизвлекательный		600						0,4		0,7
Для расчета нагрузок методом упорядоченных диаграмм
ШР 1
1-3	Токарные станки		7,0								0,6				0,16
11, 12	Сверлильные		3,0								0,6				0,16
101	насос		5,0								0,85				0,8
ШР 2
71-75	фрезерные		4,5								0,6				0,16
Для расчета нагрузок методом удельной мощности (площади)
Ц.2	механосборочный				25,5		100 х 30				0,8
Ц.4	Главный корпус				20,1		75 х 28				0,75
Ц.5	заводоуправление				30,0		35 х 30				0,8

Пример выполнения лабораторных работ

Лабораторная работа № 1.

«Расчет электрических нагрузок»

Задание

1.Выбрать схему электроснабжения

2. Рассчитать электрические нагрузки предприятия

3. Сделать вывод о проделанной работе

Литература

1. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения , стр 31

2. Федоров А.А. Пособие по курсовому проектированию, стр.41

1. Составляем схему электроснабжения по имеющимся исходным данным, в зависимости от особенностей производства.

Ц. 5

Ц. 4

Ц. 2

ШР 1

ШР 2

Ц. 5

Ц. 4

Ц. 2

ТП 3

ТП 2

ТП 1

ГПП

2. Производим расчет нагрузок

В соответствии с исходными данными расчет производим тремя методами.

2.1 Метод коэффициента спроса

Таблица 2. Сводная ведомость потребителя

№ ПЭЭ	Наименование потребителя электроэнергии	Рном, кВт	Кс	cos φ	tg φ	Рр, кВт	Qp,кВАр	Sр, кВА
1	цех обогащения	2800	0,65	0,80	0,75	1820	1365,00	2275,00
2	реагентный цех	3600	0,60	0,80	0,75	2160	1620,00	2700,00
3	золоочистительный цех	600	0,40	0,70	1,02	240	244,85	342,86
	Итого	7000	0,60	0,79	0,77	4220	3229,85	5314,16

1. Определяем расчетную максимальную активную нагрузку каждого цеха

Р_{р. цеха} = К_с. Р_{ном. цеха}

Р_р2 = 0,65 х 2800 = 1820 кВт

Р_р4 = 0,6 х 3600 = 2160 кВт

Р_р5 = 0,4 х 600 = 240 кВт

1. Определяем tg φдля каждого цеха

tg φ= tg(arcos (cosφ)

tg φ₁= tg(arcos (cos0,8)) = 0,75

tg φ₂= tg(arcos (cos0,8)) = 0,75

tg φ₃= tg(arcos (cos0,7)) = 1,02

3. Определяем расчетную максимальную реактивную нагрузку каждого цеха

Q_{р. цеха} = Р_{р. цеха}  tg φ_цеха

Q_{р. 1} = 1820  0,75 = 1365 кВАр

Q_{р. 2} = 2160  0,75= 1620 кВАр

Q_{р. 3} = 240  1,0 = 244,85 кВАр

4.Определяем суммарную расчетную активную и реактивную нагрузку распределительной подстанции

Р_{р. узла} =  Р_{р. цеха}

Р_{р. узла} = 1820 + 2160 + 240 = 4220 кВт

Q_{р. узла} = Q_{р. цеха}

Q_{р. узла} = 1365 + 1620 + 244,85 = 3229,85 кВАр

1. Определяем средневзвешенное значение tg φ_узла

tg φ_узла =

tg φ_узла = 3229,85 / 4220 = 0,77

1. Определяем средневзвешенное значение cos φ_узла

cos φ_узла = cos (arctg (tg φ_узла)

cos φ_узла = cos (arctg (tg 0,77) = 0,79

1. Определяем средневзвешенное значение коэффициента спроса

К_{с. узла} =

К_{с. узла} = 4220 / 7000 = 0,6

1. Определяем полную расчетную мощность каждого цеха и узла

S_{р. узла} =

S_{р. 1} = 2275 кВА

S_{р. 2} = 2700 кВА

S_{р. 1} = 342,86кВА

S_{р. 1} = 5314,16кВА

2.2 Метод удельной мощности

Таблица 3. Сводная ведомость потребителя

№ ПЭЭ	Наименование потребителя электроэнергии	S, м2	Руд, Вт/м	cos φ	tg φ	Рр, кВт	Qp,кВАр	Sр, кВА
1	механосборочный цех	100х30	25,5	0,8	0,75	76,5	57,38	95,63
2	главный корпус	75х28	20,1	0,75	0,88	42,21	37,23	56,28
3	заводоуправление	35х30	30,0	0,8	0,75	31,5	23,63	39,38
	Итого			0,79	0,79	150,21	118,23	191,16

1. Определяем площадь каждого цеха

S = a×b

S₁ = 100 х 30 = 3000 м²

S₂ = 75 х 28 = 2100 м²

S₃ = 35 х 30 = 1050 м²

2. Определяем расчетную активную мощность для каждого цеха

Р_р = Р_уд х n (S)

n- количество человек, мест, смен, кг белья и т.д.;

S- площадь здания, м

Р_р1 = 0,0255 х 3000 = 76,5 кВт

Р_р2 = 0,0201 х 2100 = 42,21 кВт

Р_р3 = 0,03х 1050= 31,5 кВт

3. Определяем расчетную реактивную мощность для каждого цеха

Q_р = Р_р х tg φ

Q_р1 = 76,5 х 0,75 = 57,38 кВАр

Q_р2 = 42,21 х 0,8 = 37,23 кВАр

Q_р3 = 31,5 х 0,75 = 23,63 кВАр

4. Определяем суммарную активную мощность для завода

ΣР_р = Р_р1 + Р_р2 + Р_р3

ΣР_р = 76,5 + 42,21 + 31,5 = 150,21 кВт

5. Определяем суммарную реактивную мощность для завода

ΣQ_р = Q_р1 + Q_р2 + Q_р3

ΣQ_р = 57,38 + 37,23 + 23,63 = 118,23 кВАр

6. Определяем суммарную полную мощность для каждого цеха и завода

S_р =

S_р1 = кВА

S_р2 = кВА

S_р3 = кВА

S_{р завода} = кВА

7. Определяем средневзвешенный tg φ и Cos φ

tgφ_уз = ΣQ_р / ΣР_р

tgφ_уз = 118,23 / 150,21 = 0,79

Cosφ_уз = Cos(arctg (tgφ))

Cosφ_уз = Cos(arctg (tg 0,76)) = 0,79

2.3 Метод упорядоченных диаграмм

Таблица 4. Сводная ведомость потребителя

Исходные данные										Справочные данные									Расчетные величины						расчеты
№ на плане		Наименование	n		Руст, кВт				Ки		Cosφ			tgφ			Рсм, кВт			Qсм, кВАр		m		nэф			Ки (Кр)	Рр, кВт		Qр, кВАр		Sр, кВА
					одного		сумма
узел ШР-1			6				32,0		0,26		0,71		0,99				8,32			8,24		2,33		6			2,7	22,46		9,06		24,22
1-3	токарные			3		7,0		21,0		0,16		0,6			1,33			3,36			4,48
11,12	сверильн			2		3,0		6,0		0,16		0,6			1,33			0,96			1,28
101	насос			1		5,0		5,0		0,8		0,85			0,62			4,0			2,48
ШР 2			5				22,5		0,16		0,6		1,33				3,6			4,8		1		5		1,72			6,19		5,28		8,14
71-75	фрезерн			5		4,5		22,5		0,16		0,6			1,33			3,6			4,8
По цеху			11				54,5		0,22		0,68			1,09		11,92				13,04								28,65		14,34		32,05

Производим расчет I узла – ШР 1

1. Определяем суммарную установленную мощность всех электроприемников

ΣР_уст = Р_ном1 + Р_ном2 + Р_ном3 + … + Р_{ном n}

ΣР_уст = 7 х 3 + 3 х 2 + 5 = 21 + 6 + 5 = 32 кВт

2. Определяем сменную мощность для каждого электроприемника и узла

Р_см = Р_{ном n} х К_{и n}

ΣР_см = Р_см1 + Р_см2 + Р_см3 + … + Р_{см n}

Р_{см 1-3} = 7 х 0,16 = 1,12 кВт

Р_{см 11,12} = 3 х 0,16 = 0,48 кВт

Р_{см 101} = 5 х 0,8 = 4 кВт

ΣР_см = 1,12 х 3 + 0,48 х 2 + 4 = 8,32 кВт

3. Находим коэффициент использования узла, величину (m)

К_{и уз} = Р_{ном мак} / Р_{ном мин}

m=

К_{и. уз} = 8,32 / 32 = 0,26

m = 7/3 =2,33

4. В зависимости от К_{и. уз} и m, действующего числа электроприемников в узле n; определяем n_эф.

т.к. К_{и. уз} = 0,26 0,2 m =2,33 Сводка основных положений по определению расчетных электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм»

n_эф = n = 6

5. Зная n_эф и К_{и. уз} по графику (монограмма) определяем коэффициент максимума К_м

К_м = 2,7

6. Находим расчетную активную мощность узла.

Р_{р уз} = ΣР_см* К_м

Р_{р уз} = 8,32 * 2,7 = 22,46кВт

7. Определяем суммарную реактивную мощность для каждого электроприемника и узла.

Q_{см n} = Р_{см n} * tgφ_n

ΣQ_см = Q_{см 1}+ Q_{см 2} +…Q_{см n}

Q_{см 1-3} = 1,12 * 1,33 = 1,49кВАр

Q_{см 11,12} = 0,48 * 1,33 = 0,64кВАр

Q_{см 101} = 4 * 0,62 = 2,48кВАр

ΣQ_{см ШР-1} = 1,49 *3+ 0,64 * 2 +2,48 = 8,24кВАр

8. Определяем расчетную реактивную мощность узла

т.к. n_{эф и. уз} 0,2; то

Q_р = 1,1 * ΣQ_см

Q_р = 1,1 * 8,24 = 9,06кВАр

9. Определяем полную мощность рассчитываемого узла ШР-1

Расчет второго узла аналогичен, данные расчета сведены в таблицу.

Вывод: В данной лабораторной работе был произведен расчет нагрузок для каждого электроприемника и узла для дальнейшего выбора рациональной схемы электропитания и выбора элементов системы электроснабжения.