Расчетные активные нагрузки можно определить, используя метод упорядоченных диаграмм (метод коэффициента максимума).

При числе электроприемников в группе, равным четырем и более, допускается принимать n_э равным действительному электроприемников n при условии, что отношение номинальной мощности наибольшего приемника к номинальной мощности наименьшего приемника меньше трех.

, (1)

где m - модуль;

Р_макс - номинальная мощность наибольшего приемника, кВт;

Р_мин - номинальная мощность наименьшего приемника, кВт;

В соответствии практикой проектирования примем в нашем случае n_э=n.

Расчетный максимум нагрузки для приемников с практически постоянным графиком (величина К_м принимается равной единице) определяем по средней мощности нагрузки за наиболее загруженную смену.

Р_р = К_м ·Р_см (2)

Р_см = К_и·Р_н,, (3)

Р_n = Р_мах · n (4)

где Р_р - максимальная расчетная мощность, кВт;

К_{м -} коэффициент максимума по [7, с11, табл.24-1];

Р_{см -} расчетная активная нагрузка приемников, кВт;

К_{и. -} коэффициент использования;

Р_{н -} номинальная мощность электроприемников, кВт;

n - количество электроприемников в группе.

Рассчитаем среднюю активную мощность за наиболее загруженную смену для каждого вида электроприемников по (3):

Р_см1 = 0,25 • 520 = 130 кВт; Р_см2 = 60кВт;

Р_см3 = 306 кВт; Р_см4 = 84 кВт;

Поскольку, эффективное число приемников принято равным реальному числу приемников в каждой группе и коэффициент использования определен в задании, значения коэффициента максимума для каждой группы определяем по таблице из [7, с11, табл.24-1].

К_м1 = 1,16 К_м2 = 1,37, К_м3 = 1,21 К_м4 = 1,51

Расчет активной нагрузки для каждого вида электроприемников определяем по (2):

Р_р1 = 1,16 • 130 = 151 кВт; Р_р2 = 73 кВт;

Р_р3 = 419 кВт; Р_р4 = 127 кВт;

Суммарная расчетная активная нагрузка цеха № 1:

Р_р = Р_р1 + Р_р2 + Р_р3 + Р_р4 + Р_р5 (5)

Отсюда по (5):

Р_р = 151+419+73+127 = 770 кВт;

Расчет реактивной максимальной мощности группы приемников с различными режимами работы за наиболее загруженную смену производится по формуле

Q_м = К_м · Q_см, (6)

где Q_м - максимальная реактивная мощность, кВАр; Q_см - расчетная реактивная нагрузка приемника, кВАр. Рассчитаем расчетную реактивную нагрузку для каждой группы электроприемников по (6):

Q_см1 = 130•1.73=225 кВАр; Q_см2 = 53 кВАр

Q_см3 = 407 кВАр; Q_см4 = 52 кВАр

Определим расчетную реактивную нагрузку для каждой группы электроприемников. В соответствии с практикой проектирования в зависимости от n_э принимают:

Q_р = Q_см, (7)

Исходя из выше указанного в (7) рассчитаем реактивную нагрузку:

Q_р1 = Q_см1 = 225 кВАр; Q_р2 = Q_см2 • 1,1 = 448 кВАр;

Q_р3 = Q_см3 = 53 кВАр; Q_р4 = Q_см4 • 1,1 = 57 кВАр;

Суммарная расчетная реактивная нагрузка цеха № 1:

Q_р = Q_р1 + Q_р2 + Q_р3 + Q_{р4 (}8)

Отсюда по (8):

Q_р = 225+448+53+57 = 783 кВАр;

Теперь можем рассчитать полную мощность S_p для каждой группы электроприемников и суммарную расчетную нагрузку цеха № 1:

(9)

где S_p - полная расчетная мощность приемников, кВА;

Р_р - активная расчетная мощность электроприемников, кВт;

Q_р - реактивная расчетная мощность электроприемников, кВАр;

Исходя из (1.9), получим следующие результаты расчета:

а) полная расчетная мощность по группам электроприемников:

кВА;

кВА; кВА; кВА

б) полная расчетная мощность по цеху № 1: кВА

Теперь мы можем определить токи для каждой группы электроприемников и цеха № 1 в целом по формуле:

(10)

где I_p - ток отдельной группы электроприемников, А.

Применив для расчета (10) получим:

А ,

Результаты расчета нагрузок по цеху № 1 сведем в таблицу 1.

Таблица 1 - Сводная таблица расчета нагрузок по цеху 1

Расчет нагрузок по заводу в целом выполняется на основании расчета нагрузок по каждому цеху отдельно и суммарных нагрузок по заводу.

Расчет нагрузок по цеху №1 выполнен. Значения нагрузок для цеха № 1 берем из таблицы 1.

Нужно рассчитать полную и реактивную нагрузки остальных цехов. Значения их активной нагрузки P_p и Cosц определены в задании.

Определим полную расчетную нагрузку цехов №№ 2,3,4,5,6. Полная нагрузка цеха определяется по формуле:

(11)

где S_р - полная нагрузка цеха, кВА;

Р_рi - активная нагрузка цеха, кВт;

Исходя из формулы (1.11) получаем:

кВА; кВА;

кВА; кВА; кВА.

Определим реактивную расчетную нагрузку цехов №№ 2,3,4,5,6. Она определяется по формуле:

(12)

где Q_p - реактивная расчетная нагрузка цеха, кВАр;

Р_p - активная нагрузка цеха, кВт.

Для выполнения расчета, значения tgц определим, используя основные тригонометрические тождества

, ; ; ; ; ;

Используя (12) выполним расчет реактивных нагрузок по цехам:

Q_p2 = 1320 кВАр; Q_p3 = 1540 кВАр;

Q_p4 = 1496 кВАр; Q_p5 = 1134 кВАр, Q_p6 = 825 кВАр

Теперь определим расчетную активную Р_{р. з}, реактивную Q_{р. з.} и полную S_{р. з.} нагрузки по заводу без учета потерь в трансформаторах. Это можно выполнить, используя следующие формулы:

Р_{р. з.} = ? Р_{р. ц} (13)

где Р_{р. ц. -} активная нагрузка цеха, кВт;

Q_{р. з.} = ? Q_{р. ц}, (14)

где Q_{р. ц. -} реактивная нагрузка отдельного цеха кВАр

(15)

По (13), (14), (15) получим следующие расчетные данные:

а) расчетная активная нагрузка по заводу:

Р_{р. з.} = 770 + 1500 + 2200 + 1700 + 1400 + 1500 = 9070 кВт

б) расчетная реактивная нагрузка по заводу:

Q_{р. з.} = 783 + 1320 + 1540 + 1496 + 1134 + 825 = 7098 кВАр

в) полная расчетная нагрузка по заводу:

кВА

При расчете полных нагрузок по заводу необходимо учитывать потери в трансформаторах. В предварительных расчетах активные и реактивные потери в трансформаторах допустимо определять по приближенным формулам.

Активные потери в трансформаторах ?Р_т:.

?Р_т = 0,02·S_{р. з. (}16)

По (16) вычисляем:

?Р_т = 0,02 · 11517 = 230 кВт

Реактивные потери в трансформаторах ?Q_т:

?Q_т = 0,1·S_{р. з (}17)

По (17) вычисляем:

?Q_т = 0,1·11517 = 1152 кВАр

Зная расчетные потери в трансформаторах, можно определить расчетные активную, реактивную и полную нагрузки по заводу с учетом потерь в трансформаторах, используя следующие формулы:

Активная нагрузка:

Р_р = Р_{р. з.} + ?Р_т (18)

Реактивная нагрузка:

Q_р = Q_{р. з.} + ?Q_т (19)

Полная нагрузка:

(20)

По (18), (19), (20) вычисляем:

Р_р = 9070 + 230 = 9300 кВт;

Q_р = 7098 + 1152 = 8250 кВАр;

1.2 Компенсация реактивной мощности