Визначення розрахункових навантажень, НУХТ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

 

електропостачання  ПРОМИСЛОВИХ  ПІДПРИЄМСТВ 

 

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ДИПЛОМНОГО ТА КУРСОВОГО ПРОЕКТУВАННЯ

для студентів спеціальності

7.05070103 „Електротехнічні системи електроспоживання”

денної та заочної форм навчання 

Всі цитати, цифровий та фактичний матеріал, бібліографічні відомості перевірені. Написання одиниць відповідає стандартам

СХВАЛЕНО на засіданні кафедри електропостачання і енергоменеджменту Протокол № 1 від  30.  08. 2011 р.

 

Київ НУХТ 2011

3. ВИЗНАЧЕННЯ РОЗРАХУНКОВИХ НАВАНТАЖЕНЬ

3.1. Визначення і позначення основних величин

У процесі розрахунків електричних навантажень, їх досліджень, а також під час обробки одержаних результатів виникає необхідність використання величин і коефіцієнтів, що належать до одного електроприймача чи до групи електроприймачів. У зв'язку з цим розрізняють індивідуальні та групові величини та коефіцієнти. Перші позначають малими, а другі - великими літерами латинського чи грецького алфавіту.

Номінальна (встановлена) потужність електроприймача зазначена на заводській табличці, в його паспорті чи на колбі (цоколі) джерела світла.

Номінальна потужність електродвигуна Р_ном (кВт) - це потужність, що розвивається двигуном на валу при номінальній напрузі.

Номінальна потужність трансформатора Р_ном (кВ·А) - це та, що зазначена в паспорті.

Потужність електроприймачів повторно-короткочасного режиму роботи зводиться до номінальної тривалої потужності за такими формулами:

а) для електроприймачів, потужність яких у паспорті виражена в кіловатах;

б) для електроприймачів, потужність яких у паспорті виражена у кіловольтамперах, при, де Т.В. - відносна тривалість вмикання в частках одиниці;  - коефіцієнт потужності за паспортом.

Стосовно до агрегатів з багатодвигунним приводом, окрім кранових установок, під терміном «електроприймач» розуміють весь агрегат вцілому, а під його номінальною потужністю - суму номінальних потужностей усіх двигунів агрегатів.

Для кранових установок під терміном «електроприймач» розуміють електропривод кожного механізму, включаючи й ті, що приводяться в рух двома двигунами, потужності яких підсумовуються.

Групова номінальна активна потужність - це сума номінальних (за паспортом) активних потужностей групи електроприймачів, зведених до Т.В.=1 (крім резервних);, де n - число електроприймачів.

Номінальна реактивна потужність Q_ном одного електроприймача - це реактивна потужність, споживана електроприймачем з мережі (“+”) або віддана у мережу (“-“) при номінальній активній потужності та номінальній напрузі, а для синхронних двигунів ще й при номінальному струмі збудження чи номінальному коефіцієнті потужності.

Паспортна реактивна потужність при повторно-короткочасному режимі зводиться до тривалого режиму (тобто Т.В.=1) за формулою. 

Групова   реактивна   номінальна   потужність   -   це   алгебраїчна   сума   номінальних реактивних потужностей групи електроприймачів, зведених до Т.В.=1 (крім резервних).

Групова середня активна (чи реактивна) потужність за період часу Т визначається як частка від ділення витрати активної W_T (чи реактивної V_T) енергії всієї групи за цей час на тривалість періоду.  

Середня активна (чи реактивна) потужність групи дорівнює сумі середніх активних (чи реактивних) потужностей групи електроприймачів (крім резервних), тобто.

Середня активна Р_см (чи реактивна (Q_см) потужність за максимально завантажену зміну визначається тривалістю останньої Т_сп і є основною величиною при визначенні електричних навантажень груп електроприймачів.

Розрахункова активна потужність Р_P відповідає такому тривалому навантаженню струмом І_P, який еквівалентний очікуваному змінюваному навантаженню за найважчої теплової дії - максимальній температурі - або тепловому зносу ізоляції провідника чи трансформатора.

Через відсутність достатніх даних норм теплового зносу ізоляції проводів і кабелів розрахункове навантаження умовно приймається таким, що дорівнює імовірному максимальному навантаженню за інтервал часу 30 хвилин (так званий тридцятихвилинний або півгодинний максимум).

Проміжок часу 30 хвилин прийнятий як розрахунковий тому, що він близький до трьох сталих часу нагріву часто застосовуваних провідників малих і середніх перерізів.

Для одностайності і розрахункової методики півгодинний максимум розглядається як розрахункове навантаження для вибору всіх елементів електропостачання, тобто провідників, трансформаторів і апаратури з нагріванням.

У тих випадках, коли стала часу нагріву завідомо і набагато перевищує 10 хвилин, визначений за пропонованою у цьому розділі методикою розрахунковий півгодинний максимум може бути зведений до максимуму більшої тривалості.

Розрахункові  максимальні  значення активної  потужності  (p_макс,  Рмакс), реактивної потужності (q_макс,  Qмакс),   повної потужності (s_макс,   Sмакс)  або  струму (i_макс,  Імакс) являють собою найбільші з відповідних середніх величин за деякій проміжок часу (наприклад, 10, 15, 30 хвилин).

Розрахунковий максимум струму групи електроприймачів визначається із співвідношення, або, де  - номінальна напруга, кВ;  - коефіцієнт потужності групи за

період розрахункового максимуму активної потужності (30 хвилин).

Пікове навантаження одного електроприймача чи групи електроприймачів (s, S, і, І) називається короткочасне навантаження, зумовлене пуском електродвигунів, експлуатаційним коротким замиканням дугових електропечей, електрозварюванням тощо. Пікове навантаження повинно обов'язково характеризуватися своєю частотою.

Коефіцієнтом використання активної потужності за найзавантаженішу зміну одного електроприймача к_в чи групи електроприймачів К_в називається відношення середньої активної потужності окремого електроприймача (чи групи) до її номінального значення, тобто. 

Для групи електроприймачів з різними режимами роботи середньозважений коефіцієнт використання активної потужності визначається з достатньою для практичних розрахунків точністю за формулою, де n - число підгруп електроприймачів різного режиму роботи, що входять до даної групи; - середня потужність підгрупи за максимально завантажену зміну.

Коефіцієнтом максимуму активної потужності (к_макс, К_макс) називається відношення розрахункового (півгодинного) максимуму активної потужності до її середнього значення за максимально завантажену зміну.

Обернена величина коефіцієнту максимуму являє собою коефіцієнт заповнення (коефіцієнт навантаження) графіка навантаження за максимально завантажену зміну, тобто. 

Коефіцієнтом попиту за активною потужністю К_поп називається відношення розрахункової активної потужності (півгодинного максимуму) до номінальної потужності групи (без потужності резервних електроприймачів). 

Коефіцієнтом участі в максимумі (суміщення максимуму) К називається відношення сумарного розрахункового (півгодинного) максимуму активної потужності до суми розрахункових (півгодинних) максимумів активної потужності окремих груп електроприймачів. 

Максимально завантажена вважається зміна з найбільшим споживанням енергії даною групою електроприймачів, цехом або підприємством у цілому за певну добу. Звичайно такою зміною є денна, в якій використовується найбільша кількість агрегатів.

Ефективне число електроприймачів n_e - це, таке число однорідних за режимом роботи електроприймачів однакової потужності, яке зумовлює такий самий розрахунковий максимум, що і група різних за потужністю й режимом роботи електроприймачів.

Точний вираз для ефективного числа електроприймачів. 

При визначенні n для багатодвигунних приводів враховуються всі електродвигуни даного приводу, які можуть мати суміщену у часі (повністю чи частково) роботу. Якщо у числі цих електродвигунів є такі, що одночасно вмикаються і вимикаються (з ідентичним графіком роботи), то їх враховують як один електроприймач з номінальною потужністю, яка дорівнює сумі номінальних потужностей двигунів, що одночасно вмикаються і вимикаються. Для кранів треба враховувати заборону інструкцією Держміськтехнагляду для крановиків працювати одночасно більш як двома механізмами.

3.2. Визначення середніх навантажень і витрати електроенергії

Середня потужність групи електроприймачів однакового режиму роботи за максимально завантажену зміну визначається множенням установленої потужності робочих електроприймачів (зведеної для електроприймачів повторно-короткочасного режиму до Т.В.=1) на їхній характерний коефіцієнт використання: 

Річна витрата активної енергії для окремих цехів підприємств у цілому, де  - середнє значення коефіцієнта використання активної потужності за рік.

При наявності прогресивних норм питомої витрати електроенергії на одиницю продукції у натуральному виразі W_ПИТ річна витрата електроенергії, що споживається цехом або підприємством вцілому, де М - річний випуск продукції у натуральному виразі.

У цьому випадку розрахунки, що проводилися за методикою, мають бути порівняні з результатами розрахунків, здійсненими за наведеним у даному розділі способу. При розбіжності понад 10 % мають бути з'ясовані причини цього і в розрахунки вносяться корективи. Питомі витрати електроенергії для різних виробництв наводяться у галузевих інструкціях.

3.3. Визначення розрахункових (максимальних) і пікових навантажень

Розрахункове навантаження (півгодинного максимуму активної потужності) для цеха чи підприємства в цілому визначається за річною витратою активної енергії:

а) при наявності даних про питомі витрати (електроенергії на одиницю продукції у натуральному виразі W_ПИТ ) та продукцію, що випускається, за формулою;

б)  при   наявності   даних   про   питому   щільність   максимального   навантаження   на квадратний метр площі цеха р_пит і заданою величини цієї площі Р за формулою;

в) при наявності даних про питомі витрати для окремих агрегатів за формулами для цеха, для заводу  вцілому, де Тц.макс - число годин використання максимуму беруть з галузевих інструкціях; Р_ц, Р₃ - максимальні навантаження загальноцехових і загальнозаводських електроприймачів (окрім навантажень електроприймачів агрегатів).

У разі відсутності даних про кількість електроприймачів та їхньої потужності, про питоме споживання електроенергії на одиницю продукції у натуральному виразі чи про питому щільність навантажень на 1 м² площі цеха допускається визначити навантаження підприємства у цілому на стадії проектного завдання і при інших орієнтовних розрахунках за середніми значеннями коефіцієнтів попиту (вказані у галузевих інструкціях) за формулою. 

У разі використання вказаного у даному підрозділі методу рекомендується для визначення навантажень по підприємству вцілому застосовувати коефіцієнти участі в максимумі.

Розрахункові навантаження (півгодинні максимуми активного навантаження) на всіх ступенях розподільних і живильних мереж (включаючи трансформатори та перетворювачі) визначається за формулою. 

Коефіцієнт   максимуму   активної   потужності,  що  входить  до розрахункової формули, визначається за кривими залежно від групового коефіцієнта використання за максимально завантажену зміну та ефективного числа електроприймачів групи.

При n_e > 200 і будь-яких значеннях K_в, а також при K_в > 0,8  і будь-яких значеннях n_e  розрахункове   навантаження   допускається   приймати   таким, що   дорівнює   середньому   за максимально завантажену зміну (К_макс ⁼1), якщо кількість електроприймачів у групі 4 й більше, допускається ефективне число електроприймачів вважати рівним фактичному при відношенні,

де,   - номінальні активні потужності відповідно найбільшого та найменшого електроприймачів у групі.

Примітка. При визначенні величини m можуть виключатися ті найменші електроприймачі групи, сумарна потужність яких не перевищує 5 % номінальної потужності всієї групи. Кількість цих найменших електроприймачів при визначенні n_e також не враховується.

При m >3 і К_в > 0,2 ефективне число електроприймачів.

Тоді, коли визначена за цією формулою ефективне число електроприймачів виявиться більшим від фактичного, треба прийняти n_e = n.

Розрахунковий максимум групи чи багатодвигунного приводу, що мають три або менше електроприймачів, визначається як сума їхніх номінальних потужностей. Для одного крана розрахункове навантаження приймається рівним потужності двох найпотужніших електроприймачів.

Якщо окремих електроприймачів у групі (або багатодвигунному приводі) понад три, але при ефективному числі електроприймачів менше чотирьох розрахункове максимальне навантаження приймається рівним сумі добутків номінальних потужностей на характерні для цих електроприймачів коефіцієнти завантажень. 

У разі відсутності відомостей про коефіцієнт завантаження k₃ він може бути прийнятий для електроприймачів тривалого режиму рівним 0,9, а для електроприймачів повторно-короткочасного режиму - 0,75.

У цьому випадку коефіцієнти потужності для визначення розрахункового струму слід прийняти рівними номінальному. У разі відсутності даних про номінальний коефіцієнт потужності він може бути прийнятий для електроприймачів тривалого режиму 0,8 і повторно-короткочасного - 0,7.

Способи розрахунку, викладені в даному підрозділі, допускається лише з метою визначення розрахункового навантаження даної групи електроприймачів.

При підсумовуванні навантаження цієї групи з іншими навантаженнями треба застосовувати способи, описані далі.

Для електроприймачів тривалого режиму роботи з практично сталим графіком навантаження, в яких k_в > 0,6, k_з≈1 і коефіцієнт заповнення графіка навантаження за максимально завантажену зміну Кзап  0,9 коефіцієнт максимуму k_макс = 1.

Для таких груп електроприймачів розрахункове навантаження. 

До таких електроприймачів можуть бути віднесені, наприклад, електродвигуни насосів водопостачання, вентиляторів, нерегульованих димососів, нерегульованих печей опору тощо. Електроприймачі з практично сталим графіком навантаження виявляють за даними обстежень чи даними експлуатації.

У разі відсутності таких даних усі електроприймачі відносяться до електроприймачів зі змінним графіком навантаження. При наявності у розрахунковому вузлі електроприймачів як зі змінним, так і з практично сталим графіком навантаження розрахункові навантаження електроприймачів визначаються окремо, а сумарне розрахункове навантаження у вузлі і в цілому додаванням максимального навантаження електроприймачів зі змінним графіком і середнього навантаження електроприймачів з практично сталим графіком.

Примітка. Слід враховувати, що віднесення крупних електроприймачів тривалого режиму з практично сталим графіком навантаження особливо в мережах понад 1000 В до електроприймачів зі змінним графіком навантаження може спричинити значне завищення розрахункових навантажень (до 30 %).

Таблиця 3.1.

Коефіцієнт максимуму К_макс для різних коефіцієнтів використання К_В залежно від ефективного (зведеного) числа електроприймачів. 

Розрахункове реактивне навантаження приймається таким:

а)   якщо n_е <= 10, Q_МАКС= 1,1Q_С.М;

б)   якщо n_е > 10, Q_МАКС= Q_С.М.

При наявності в групі, цеху чи підприємстві електроприймачів, що працюють з випередженим струмом, реактивні навантаження останніх мають прийматися зі знаком мінус і відніматися від інших.

Для освітлювальних електроприймачів максимальне активнен авантаження,

де числові значення коефіцієнта попиту приймаються за ПУЕ чи за галузевими інструкціями.

При визначенні електричних навантажень у мережах напругою до    1000 В (силові шафи, магістралі, шинопроводи) рекомендується застосовувати такий порядок розрахунку:

1) у   розрахунковому   вузлі   підсумовується   кількість   силових   електро-приймачів   та   їхні номінальні потужності (окремо робочих і резервних електроприймачів);

2) підсумовуються середні активні та реактивні навантаженні робочих

електроприймачів;

3) визначається  груповий  коефіцієнт  використання  даного розрахункового  вузла та  його середньозважений коефіцієнт потужності;

4) визначається ефективне число електроприймачів вузла;

5) за  кривими  визначається  коефіцієнт  максимуму та  максимальне  силове навантаження розрахункового вузла;

6) при наявності у даному розрахунковому вузлі електроприймачів з практично сталим графіком навантаження визначаються сумарна номінальна потужність і середнє навантаження цих електроприймачів;

7) розрахункове силове навантаження у вузлі вцілому визначається додаванням максимальних навантажень електроприймачів зі змінним графіком і середніх навантажень електроприймачів з практично сталим графіком;

8) визначається розрахунковий (півгодинний) і піковий струми.

Примітки.

К_м = ƒ (К_В˜;n_e), Р_Р˜ = К_мР_см

Навантаження   резервних   електроприймачів,   ремонтних   зварювальних трансформаторів      та      інших    ремонтних     електроприймачів,  а     також електроприймачів, що працюють короткочасно (дренажні насоси, засувки, вентилі тощо) при обчисленні середніх навантажень не враховуються.

При наявності пересувних електроприймачів, тролеї яких живляться від
двох  підстанцій,   їхню   встановлену  потужність  і   середнє  навантаження  слід розподіляти порівну між підстанціями. Джерела живлення у цих випадках повинні мати резерв потужності для покриття навантажень кранів.

Середні та максимальні навантаження до 1000 В по трансформатору в цілому визначаються аналогічно, але з додаванням освітлювальних навантажень і потужностей статичних конденсаторів до 1000 В.

Електричні навантаження окремих вузлів системи електропостачання в мережах понад 1000 В (розподільні підстанції, головні знижувальні підстанції  тощо) рекомендується визначати на основі викладеної методики.

Порядок розрахунку рекомендується такий:

1) підсумовуються номінальні потужності всіх встановлених електроприймачів до і більше 1000 В, які живляться від даної розподільної підстанції, їхні середні навантаження ;

2) вибирається номінальна потужність найбільшого електроприймача (таким, як правило, буде електроприймач понад 1000 В);

3) визначається  n_e  та  К_макс,  соsφ,  а потім Р_макс та Q_{макс ;}

4) при наявності електроприймачів понад 1000 В з практично сталим графіком навантаження дані  про  ці  електроприймачі  (кількість,   номінальні  потужності,  середні  навантаження) записуються нижче таких самих даних по інших електроприймачах;

5) підсумовуються окремо освітлювальні навантаження;

6) підсумовуються реактивні втрати у силових трансформаторах;

7) підбиваються    загальні    підсумки    середніх    і    максимальних    силових    навантажень, освітлювальних навантажень і втрат и в трансформаторах;

8) навантаження  головних  знижувальних підстанцій визначаються так само,  як і  по розподільним пунктам;

9) для перевірки достатності перетину ліній і потужності трансформаторів в аварійних режимах рекомендується   визначати   мінімальне   необхідне   при   цьому   навантаження.   Кількість механізмів і їхнє завантаження в аварійному режимі встановлюється за погодженням з технологами.

За необхідністю перерахунку півгодинного максимуму навантаження на тривалість, що відрізняється від півгодини (що може спостерігатися при перевищенні сталої часу нагріву кабелів і проводів), приблизне значення коефіцієнту максимуму може бути обчислене за формулою, де k_МАКС - коефіцієнт максимуму при його тривалості 0,5 год (визначений за кривими); k_t  - те саме, але тривалість t  год.

Наведена формула перерахунку максимуму навантаження не застосовна для графіків з потужною періодичною піковою складовою навантаження.

Піковий струм групи електроприймачів напругою нижче 1000 В, що працюють при відстаючому струмі з достатньою для практичних розрахунків точністю, може визначатися як арифметична сума найбільшого пускового струму одного електроприймача (двигуна), що входить до групи, і струму максимального навантаження всієї групи електроприймачів з відрахуванням номінального струму електродвигуна, що запускається, де i_П.макс - найбільший з пускових струмів електродвигунів у групі за паспортом; І_макс - струм максимального навантаження всіх електроприймачів; К_в - середньозважений коефіцієнт використання; і_ном - номінальний струм двигуна, зведений до Т.В.=1.

Як найбільший піковий струм одного електроприймача може бути обраний:

а) пусковий струм асинхронного електродвигуна з короткозамкненим ротором або синхронного двигуна, який у випадку відсутності заводських даних може бути прийнятий рівним п'ятикратному номінальному;

б) пусковий струм двигуна постійного струму чи асинхронного  з фазним ротором, який у разі  відсутності точніших даних, повинен прийматися  не нижчим за 2,5-кратного номінального струму;

в) піковий   струм   пічних   і   електрозварювальних  трансформаторів, 

який   повинен прийматися за заводськими даними, а у разі відсутності - не нижчим від 3-кратного номінального (без зведення до Т.В. = 100 %);

г) пікова потужність машин контактного зварювання, що визначається за паспортними даними за формулою, де - максимальна вторинна напруга, В;  - максимальний зварювальний вторинний струм, кА.

У разі відсутності заводських даних пікова потужність може бути прийнята приблизно рівною трикратній номінальній (при номінальному Т.В.).

Піковий струм групи двигунів понад 1000 В при їх самозапуску визначається спеціальним розрахунком. Також спеціальними розрахунками визначаються пікові струми для електроприймачів з ударними навантаженнями (наприклад, перетворювальних агрегатів і головних приводів прокатних станів і крупних електропечей).

Використання методики у проектній практиці дозволить спростити визначення електричних навантажень промислових підприємств, поліпшити якість розрахунку, а у ряді випадків знизити вагу та вартість електричних мереж. У першому наближенні можна чекати, що трудомісткість робіт з розрахунку електричних навантажень зменшиться приблизно на 25 – З0 %, а вартість електричних мереж на 5 - 7 %.

Метод не поширюється на промисловий електричний транспорт, дослідні станції, лабораторне устаткування.

Для визначення навантажень окремих потужних електроприймачів з різко змінним графіком (наприклад, прокатних станів, електропечей, тощо) необхідно використовувати дані про питомі витрати електроенергії цими електроприймачами та графіки їх навантажень, а у разі відсутності цих матеріалів - уточнених за технологічними даними індивідуальних показників режиму роботи. Навантаження насосних, компресорних і повітродувних станцій можуть визначатися і за питомим споживанням електроенергії.

При визначенні навантажень на вищих ступенях системи електропостачання за умовами технологічного процесу можна очікувати неспівпадіння у часі максимально завантажених змін або неодночасної роботи крупних агрегатів (прокатні стани, електричні печі, тощо), допускається застосування коефіцієнтів участі у максимумі. Величина цих коефіцієнтів установлюється галузевими інструкціями залежно від місцевих умов.

Електричні навантаження визначаються з метою вибору та перевірки  елементів захисту та трансформаторів по нагріванню, з економічних міркувань, а також з метою розрахунку відхилень і коливань напруг, добору захисних пристроїв і компенсуючих установок.

Розрахункові навантаження не можуть бути визначені з високою точністю. Тому прийнята допустима похибка ± 10 %.

3.4. Приклади розрахунку навантаження

3.4.1.  Приклад  розрахунку  навантажень на шинах РП

Розрахунок навантажень на цьому етапі ведеться з припущення, що вже підраховано сумарні навантаження по кожній цеховій підстанції, окремо по силових навантаженнях і освітленню. Окрім того, повинні бути відомі вихідні дані для розрахунку навантажень, що живляться безпосередньо від шин РП.

Втратами активної потужності в трансформаторах, а також втратами активної та реактивної потужності в кабелях зазвичай нехтують.

Визначити розрахункове навантаження на шинах РП, від якої живляться чотири цехові підстанція: ТП-1, ТП-2, ТП-3 і ТП-4. Відомості про розрахункові навантаження цих підстанцій наведені в табл.3.3.

1. Дані по силових навантаженнях до 1000 В для окремих ТП записують у графи 3-5, 9, 10, 13, 14, інші графи з силових навантажень не заповнюють.

2. Дані по освітлювальним навантаженням вносять до граф 5, 9, 10, 13, 14. За отриманими підсумковими даними вибирають трансформатори.

3. Реактивні втрати в трансформаторах записують до граф 10 і 14. Активні втрати в трансформаторах внаслідок невеликої їх величини не враховують.

4. Підводять загальні підсумки по кожному ТП (графи 3, 5, 9, 10, 12, 14, 15).

5. Для визначення розрахункового навантаження на РП підсумовують  дані по силових навантаженнях ТП (графи 3, 5, 9, 10).

В графу 4 записують потужність найбільшого електроприймача, визначають n_е , значення K_В, соsφ и K_М, а потім Р_М и Q_М. До цих навантажень додають освітлювальні навантаження і реактивні втрати в трансформаторах.

Реактивні втрати в трансформаторі.

Розрахункове навантаження всього підприємства, де Р_Мi – розрахункове активне навантаження цеху; K_P.M – коефіцієнт різночасності максимуму навантажень цехів підприємства.  

3.4.2.  Визначення розрахункових навантажень цехів заводу

Для визначення розрахункових навантажень цехів заводу застосовуємо метод упорядкованих діаграм (метод визначення розрахункового навантаження за середньою потужністю та за коефіцієнтом максимуму). Розрахункове активне навантаження групи електроприймачів зі змінним графіком навантаження визначається за середньою потужністю і кое­фіцієнтом максимуму з виразу, де коефіцієнт максимуму ,  середня потужність за максимально завантажену зміну. У загальному вигляді ефективне число електроприймачів.

Для спрощення розрахунку вводиться поняття.

Якщо , ефективне число . При , а , 

Числове значення К_B для окремих характерних груп приймачів приймається за довідковими матеріалами.

Методика визначення розрахункової реактивної потужності групи електроприймачів зі змінним графіком навантаження залежить від зна­чення п_е :

якщо, при , де

Для груп приймачів тривалого режиму роботи з практично сталим графіком коефіцієнт максимуму може бути прийнятий рівним одиниці, а розрахункове навантаження таких приймачів – таким, що дорівнює се­редній за найнавантаженішу зміну, тобто .

Тоді повна розрахункова потужність. 

3.4.3.  Розрахунок навантаження цеху №  І

Дані для розрахунку:

а/ кількість електроприймачів п = 70;

б/ кВт - усіх електроприймачів;

в/ ;

г/ .

Оскільки m > 3 i K_B > 0.2, то 

Залежно від  п_е  та    K_B     . Тоді 

Аналогічно розраховуються навантаження для інших цехів заводу і результати зводяться у табл.3.4.

3.4.4. Розрахунок освітлювального навантаження

Виходячи з питомої потужності, що витрачається на одиницю освіт­лення площі виробничих корпусів і складів, визначається потужність  освітлення,

де   Р_{p.. o}    - розрахункове освітлювальне навантаження, кВт; F  - площа приміщення,  м².  Для цеху  № 1 

Аналогічно  провадиться розрахунок і для інших цехів заводу. Ре­зультати зведені у табл. 3.4.

Розрахунок навантаження для групи електроприймачів зі сталим графіком навантаження

n=2* Р„ = 1500 кВт;    Р_см = 3000-0,85 = 2550 кВт;   Р_р =   Р_cм = 2550 кВт;  

Q_p =  Q_с„ = Р_cm*2* = 1224 квар /асинхронні двигуни/

Усього по заводу: P_p=2550+4907=7457 кВт 

3.4.5.  Картограма навантаження

Картограма навантаження являє собою генплан підприємства, де на контури цехів наносяться круги, площі яких в масштабі відповідають розрахунковим навантаженням, а центри цих кругів співпадають з центрами електричного навантаження цехів. На кругах виділяють сектори, які відповідають освітлювальному та силовому навантаженню цехів.

             Рис. 3.1. Генплан підприємства з картограмою навантажень

Для визначення координат центра електричних навантажень підприємства знаходять координати центра електричних навантажень кожного цеху. 

Якщо навантаження в цеху розміщене рівномірно по площі цеху, то центр електричних навантажень співпадає з центром ваги плоскої фігури, що відповідає контурам цеху. 

Рис. 3.2. Схема знаходження центру електричних навантажень цеху

Далі розраховуються координати центру електричних навантажень всього підприємства 

- розрахункове навантаження кожного цеху підприємства.

- координати центрів електричних навантажень кожного цеху підприємства.

Примітка. Якщо підприємство багатоповерхове, то знаходяться три координати центру навантаження (x, y, z).                               

Рис. 3.3. Принцип знаходження координат цехів та центру електричних навантажень.

Круги на картограмі навантажень відповідають у певному масштабі розрахунковому навантаженню. Площі кругів пропорційні навантаженням, а центри збігаються з центрами навантажень по цехах.

Радіус  круга  i-го цеха можна визначити за формулою

де m – масштаб.                                                   

Площа круга  pr²  у вираженому масштабі  mpr²  дорівнює повному навантаженню цеха.

Користування картограмою навантажень робить роботу з розміщення підстанцій наочнішою і дозволяє запобігти серйозних похибок.

Кут, що обмежує сектор освітлювального навантаження:

Круги поділяють на сектори, площі яких у масштабі відповідають певному типу навантажень:

а) розрахункове навантаження електроприймачів з Uном > 1000 В;

б) розрахункове навантаження електроприймачів з Uном < 1000 В;

в) розрахункове освітлювальне навантаження.

Якщо в цеху є силове навантаження до 1 кВ та вище 1 кВ, то на картограмі відмічають три сектори . Картограма матиме вигляд:

Рис. 3.4. Картограма при наявності високовольтного навантаження

3.4.6. Приклад розрахунку картограми навантажень

Круги на картограмі навантажень відповідають в певному масштабі розрахунковому навантаженню. Площі кругів пропорційні навантаженням, а центри збігаються з центрами навантажень по цехах. Радіус круга   i-го цеха можна визначити за формулою,

де      P_i - потужність  i-го цеха;  m - масштаб площі круга,  який вибираєть-ся  з  міркувань  наочності  картограми. Кут, що  обмежує сектор  освітлю-вального навантаження:                                                      

Для цеху № І                                             

Аналогічно ведеться розрахунок для інших цехів. Результати зано­сять у табл. 3.5.

 Таблиця 3.5.

Результати розрахунку картограми навантаження

№	Pо пит Вт/м2	S, м2	Ppo,кВт	, кВт	xo	yo	ri, мм	γ, град
1	15	11200	168	1312,5	37,6	30,4	37	46
2	15	10500	157,5	1203,7	26,6	30,4	35,7	47
3	15	13000	195	2175	13,3	29,8	48	32
4	4	11375	45,5	122,8	64,6	33,5	11,4	133
5	15	6250	93,75	241,75	49,4	27,6	16	140
6	15	5400	81	210	31,6	18	14,9	193
7	10	5400	54	470	64,8	18,7	22,3	45
8	15	2500	37,5	2700,9	40	8	53	5
9	4	6250	25	184,6	136	11,4	14	49
10	15	6750	101,25	154,85	49,6	17,2	12,8	235

Центри навантажень усіх цехів, окрім цеха № 3, визначаються графічно.

Координати центра навантажень цехів можна обчисляти за формулою 

Центр графічних навантажень по заводу  x_o=32.5,  y_o=21.77.

Результати розрахунку подані  на рис.3.5.

 Таблиця 3.6.

Питомі розрахункові електричні навантаження жител 1-го виду   

 

Таблица 3.7.

 Коефіцієнти участі в максимумі навантаження 

Характеристика житла	Житлові будинки з електроплитами	Житлові будинки з газовими плитами або на твердому паливі	Заклади громадського харчування - їдальні
Житлові будинки з електроплитами	-	0,9	0,6
Житлові будинки з газовими плитами або на твердому паливі	0,9		0,6

Таблиця 3.8.