Образец выполнения и оформления расчета электрических нагрузок по снабжению

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

Р_уд, 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

Р_уст, 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

Р_уст, кВт

Р_уд., Вт

n/S

К_с

Cos φ

tg φ

К_и

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

Р_ном, кВт

К_с

cos φ

tg φ

Р_р, кВт

Q_p,кВАр

S_р, 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

2. 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

3. Определяем средневзвешенное значение tg φ_узла

tg φ_узла =

tg φ_узла = 3229,85 / 4220 = 0,77

4. Определяем средневзвешенное значение cos φ_узла

cos φ_узла = cos (arctg (tg φ_узла)

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

5. Определяем средневзвешенное значение коэффициента спроса

К_{с. узла} =

К_{с. узла} = 4220 / 7000 = 0,6

6. 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

Р_уд, Вт/м

cos φ

tg φ

Р_р, кВт

Q_p,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

Р_уст, кВт

К_и

Cosφ

tgφ

Р_см,

кВт

Q_см,

кВАр

m

n_эф

К_и

(К_р)

Р_р,

кВт

Q_р,

кВАр

S_р,

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 < 3 n = 6 , тогда эфективное число электроприемников определяем по таблице «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 < 10 и К_{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.