Электроснабжение

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ НАГРУЗКИ СИЛОВОГО ПУНКТА

Предварительно все электроприемники делятся на характерные группы. Для электроприемников, работающих в повторно-кратковременном режиме, прежде необходимо привести мощность, заданную в исходных данных, к номинальной мощности длительного режима. Значения коэффициентов использования Ки и мощности cos для отдельных групп электроприемников выбираются по справочникам.
Средняя нагрузка каждой j–ой группы электроприемников определяется по формуле:

где Рнi – номинальная мощность одного электроприемника;
Киj – коэффициент использования j–ой группы;
Рнj – номинальная мощность j–ой группы.
Далее определяется средневзвешенный коэффициент использования Ки:
где Рсм, Рн – соответственно средняя и номинальная мощности узла электроснабжения.
Чтобы вычислить расчетную активную нагрузку по формуле:
,
необходимо определить эффективное число nэ электроприемников в узле

Если отношение номинальных мощностей наиболее мощного (Рнмах) и наименее мощного (Рнмin) электроприемников, входящих в узел или группу,

то допускается считать nэ = n, если n > 4 (где n – действительное число электроприемников).
При m > 3 и Kи > 0,2 можно пользоваться формулой:

В случае, если найденное по этой формуле число nэ окажется больше чем n, следует принять
nэ = n .
Значение коэффициента максимума Км в зависимости от значений nэ и Ки определяется по справочникам.
Расчетная максимальная реактивная нагрузка определяется следующим образом:
при nэ < 10 Qр=1,1 Qсм
при nэ > 10 Qр= Qсм
Полная расчетная мощность узла равняется:

этой мощности соответствует ток

где Uн – номинальное напряжение сети.
Если требуется определить расчётную максимальную нагрузку при неизвестных мощностях отдельных электроприёмников, то величины Pmax и Qmax определяются по коэффициенту спроса (Кс) и коэффициенту мощности (cosφ), принимаемыми для данной отрасли промышленности:


По формуле определяем максимум силовой нагрузки цехов. Вместе с тем необходимо учесть потери мощности в трансформаторах, а также мощность, потребляемую искусственным освещением цехов и территории предприятия. Эта нагрузка определяется по удельной плотности освещения (σ, Вт/м2 ), а так же по площади производственных цехов (или территории предприятия).
Расчётные формулы:





Нагрузка 6 кВ рассчитывается отдельно, так как для неё не определяется мощность освещения и потери в цеховых трансформаторах.
Определение расчетной нагрузки рассмотрим на примере механического цеха №1


РН = 2800;
Сosf = 0,6;
F= 11840 м2.
Нагрузка искусственного освещения определяется по следующим расчетным формулам:


где S0 - удельная плотность осветительной нагрузки на 1 м2 полной площади, Вт/м2.


Суммарная активная, реактивная и полная нагрузки:


Потери в трансформаторе:



Расчетный максимум активной, реактивной и полной нагрузки:




2. ВЫБОР СИЛОВОГО ПУНКТА
Для выбора силового пункта необходимо рассчитать номинальные токи предохранителей или автоматов и их токи срабатывания (номинальные токи плавких вставок предохранителей и уставки тепловых и (или) электромагнитных расцепителей автоматов).
Выбор предохранителей в электрической сети до 1 кВ определяется следующими требованиями:
1. Номинальный ток плавкой вставки должен удовлетворять условию:

где Iр – расчетный ток в начале защищаемой линии.
2. Номинальный ток плавкой вставки должен также удовлетворять условию обеспечения пуска электродвигателей

где Iпик – пиковый ток.
Для одного электродвигателя, подключенного к линии, Iпик = Iпуск, для группы двигателей, подключенных к линии

где Iпуск – пусковой ток электродвигателя;
Iр – расчетный ток в линии, питающей группу электродвигателей;
Iнmax – номинальный ток самого мощного двигателя в группе;
Кпуск –кратность пускового тока двигателя по отношению к номинальному.
Коэффициент Кпл принимается равным Кпл = 2,5 (легкий пуск или питание нескольких электродвигателей), Кпл = 1,6 (тяжелый пуск), Кпл = 2 (средний пуск).
3. Для обеспечения защиты проводников линии ток плавкой вставки должен быть согласован с допустимым током проводника

4. Для обеспечения безопасности людей необходимо, чтобы выполнялось условие:

где Iк(1) – ток однофазного КЗ (петли “фаза–нуль”) в конце защищаемого участка сети.
Последнее представляет собой проверку на срабатывание схемы защитного зануления.
Установка токов срабатывания максимальных защит на автоматических выключателях выбирается по следующим условиям.
Для автоматических выключателей серии А–3100 и А–3700:
1. Защита от перегрузки осуществляется выбором уставки теплового расцепителя


где Iтепл – величина уставки теплового расцепителя автомата.
2. Защита от короткого замыкания осуществляется выбором уставки электромагнитного расцепителя (при 15 %–ной погрешности в токе срабатывания)


где Iмгнов – величина тока уставки электромагнитного (мгновенного) расцепителя.
3. Для обеспечения защиты проводов линии уставка расцепителя должна удовлетворять условию:

4. По условию обеспечения безопасности людей в случае применения автоматических выключателей переменного тока до 100 А

– при установке автоматов с номинальным током более 100 А