Определение номинальных параметров электроприемников, основные методы расчета

Содержание

Введение………………………………………………………………….3
1 Основные характеристики электрических нагрузок………………..5
2 Методы расчета электрических нагрузок……………………………8
3 Графики нагрузки…………………………………………………….13
4 Эмпирические методы расчета………………………………………18
5 Метод упорядоченных диаграмм…………………………………….23
6 Статистические методы………………………………………………32
7 Метод вероятностного моделирования графиков нагрузки……….33
Заключение……………………………………………………………..36
Список литературы…………………………………………………….37

ВВЕДЕНИЕ

Выбор экономически целесообразного варианта проекта силового и
осветительного электрооборудования следует производить по минимуму
приведенных затрат, руководствуясь Инструкцией по определению
экономической эффективности капитальных вложений в строительстве.
Основными определяющими факторами при проектировании
электроснабжения должны быть характеристики источников питания и
потребителей электроэнергии, в первую очередь требование, к
бесперебойности электроснабжения с учетом возможности обеспечения
резервирования в технологической части проекта, требования
электробезопасности.
Сравниваемые варианты по техническому уровню, надежности и
удобству эксплуатации должны удовлетворять требованиям, предъявляемым
к данному объекту.
При проектировании силового и осветительного электрооборудования
надлежит предусматривать прогрессивные технические решения и новое
электрооборудование, освоенное или осваиваемое производством.
В проектах электроустановок с электроприемниками, характеристики
которых могут ухудшать качество электроэнергии в питающей их сети
(электродвигатели, работающие в повторно-кратковременном,
перемежающемся режимах, сварочные аппараты, дуговые электропечи и т.п.),
а также с электроприемниками, получающими электроэнергию от
вентильных преобразователей, должны предусматриваться меры для
поддержания качества электроэнергии, установленного ГОСТом на нормы
качества электрической энергии у ее приемников, присоединенных к
электрическим сетям общего назначения.
В случаях, когда от рассматриваемой сети питаются только указанные
электроприемники, должно быть обеспечено качество электроэнергии,
необходимое для их нормальной работы, а качество электроэнергии,
соответствующее ГОСТу, должно быть обеспечено в точках связи
рассматриваемой сети с сетью общего назначения.
Расчет электрических нагрузок - наиболее ответственный расчет,
выполняемый при проектировании системы электроснабжения каждого
предприятия любой отрасли народного хозяйства. Результаты расчета в
значительной степени определяют размеры капитальных вложений в
энергетическое строительство.
Расчеты электрических нагрузок выполняются практически всеми
проектными организациями страны.
В целях упорядочивания методов расчета электрических нагрузок в
1968 г. были введены в действие «Указания по определению электрических
нагрузок в промышленных установках», разработанные специальной
комиссией по электрическим нагрузкам при ЦЕНТОЭП совместно с
институтом Тяжпромэлектропроект и утвержденные Союзглавэнерго при
Госплане СССР. В этих Указаниях были впервые в мире реализованы
научные исследования в области вероятностных методов формирования
электрических нагрузок и предложены инженерные методы их расчета. В
последующие годы в стране проводились работы по совершенствованию
расчетов электрических нагрузок. При этом практически во всех работах
производились попытки уточнения расчетного значения коэффициента
максимума КМ. В институте Тяжпромэлектропроект был проведен ряд
научно-технических советов по вопросу расчета электрических нагрузок с
привлечением ведущих научно-исследовательских и проектных институтов,
высших учебных заведений.
1 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Нагрузка электроэнергетической системы - суммарная электрическая
мощность, расходуемая всеми приемниками (потребителями) электроэнергии,
присоединёнными к распределительным сетям системы, и мощность, идущая
на покрытие потерь во всех звеньях электрической сети (трансформаторах,
преобразователях, линиях электропередачи).
Зависимость изменения электрической нагрузки во времени, т. е.
мощности потребителя или силы тока в сети в функции времени, называется
графиком нагрузки.
Различают индивидуальные и групповые графики нагрузки —
соответственно для отдельных потребителей и для групп потребителей.
Электрические нагрузки, определяющиеся мощностью потребителей,
являются случайными величинами, принимающими различное значение с
некоторыми вероятностями. Потребители обычно работают не одновременно
и не все на полную мощность, поэтому фактически электрические нагрузки
всегда меньше суммы индивидуальных мощностей потребителей.
Отношение наибольшей потребляемой мощности к присоединённой
мощности называют коэффициентом одновременности. Отношение
наибольшей нагрузки данной группы потребителей к их установленной
мощности называется коэффициентом спроса.
Различают среднюю электрическую нагрузку, т. е. значение нагрузки
энергосистемы, равное отношению выработанной (или использованной) за
определенный период времени энергии к длительности этого периода в часах,
и среднеквадратичную электрическую нагрузку за сутки, месяц, квартал,
год.
Под активной (реактивной) электрической нагрузкой понимают
суммарную активную (реактивную) мощность всех потребителей с учётом её
потерь в электрических сетях. Активная мощность Р отдельной нагрузки,
группы нагрузок или электрическая нагрузка определяется как

Р = S×cosj,

где S = UI — полная мощность (U — напряжение, I — сила тока),
cos j — коэффициент мощности,
j = arcts Q/P
где Q — реактивная мощность нагрузки.

Нагрузка с резко или скачкообразно меняющимся графиком называется
толчкообразной нагрузкой. В нагрузке электроэнергетической системы при
изменении условий работы и нарушениях режима энергосистемы (изменении
напряжения, частоты, параметров передачи, конфигурации сети и т.д.)
возникают переходные процессы. При изучении этих процессов обычно
рассматривают не отдельные нагрузки, а группы нагрузок (узлы нагрузки),
присоединённых к мощной подстанции, высоковольтной распределительной
сети или линии электропередачи.
Процессы в узлах нагрузки оказывают влияние на работу
энергосистемы в целом. Степень этого влияния зависит от характеристик
нагрузки, под которыми обычно понимают зависимости потребляемой в
узлах активной и реактивной мощностей, вращающего момента или силы
тока от напряжения или частоты.
Различают 2 вида характеристик нагрузок — статические и
динамические.
Статической характеристикой называется зависимость мощности,
момента или силы тока от напряжения (или частоты), определяемая при
медленных изменениях электрической нагрузки.
Эти же зависимости, определённые при быстрых изменениях нагрузки,
называются динамическими характеристиками. Надёжность работы
энергосистемы в каком-либо режиме в значительной мере зависит от
соотношения нагрузки электроэнергетической системы в этом режиме и
возможной предельной нагрузки.
2 МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Расчет нагрузок на разных уровнях электроснабжения производится
различными методами. Их применение зависит от отрасли народного
хозяйства, задач проектирования, долгосрочности планирования, срока
службы проектируемой установки и от других факторов. Так, в горной
промышленности применяется метод коэффициента спроса и коэффициента
максимума, метод удельной мощности и другие. В других отраслях
применяют методы коэффициента использования, коэффициента максимума,
коэффициента загрузки. Для предварительного и прогнозного
проектирования используются приближенные методы, позволяющие с
достаточной точностью определить основные показатели электроснабжения
(например, метод удельной мощности).
Таблица 2.1 −Методы расчета электрических нагрузок

Формализация расчета электрических нагрузок развивалась все годы в
нескольких направлениях и привела к следующим методам:
1) эмпирический (метод коэффициента спроса, двухчленных
эмпирических выражений, удельного расхода электроэнергии и
удельных плотностей нагрузки, технологического графика);
2) упорядоченных диаграмм, трансформировавшийся в расчет по
коэффициенту расчетной активной мощности;
3) собственно статистический;
4) вероятностного моделирования графиков нагрузки.

Одной из первых и основополагающих частей проекта
электроснабжения объекта является определение ожидаемых электрических
нагрузок на всех ступенях трансформации.
Именно нагрузки определяют необходимые технические
характеристики элементов электрических сетей – сечения жил и марки
проводников, мощности и типы трансформаторов, электрических аппаратов и
другого электротехнического оборудования. Завышение ожидаемых нагрузок
при проектировании по сравнению с реально возникающими приводит к
перерасходу материалов проводников и средств, вложенных в избыточную
мощность электрооборудования, но также и создает возможности для роста
производства. Занижение – к излишним потерям мощности, перегреву
проводников, повышенному износу и сокращению срока службы
электрооборудования, невозможности развития производства .
Правильное определение электрических нагрузок обеспечивает
технически и экономически обоснованный выбор основного и
вспомогательного оборудования, средств компенсации реактивной мощности,
устройств регулирования напряжения, а также релейной защиты и
автоматики электрических сетей.
По указанным причинам ожидаемые электрические нагрузки
желательно определять при проектировании возможно точнее. Однако
вследствие недостаточной полноты, точности и достоверности исходной
информации обо всех многочисленных случайных факторах, формирующих
нагрузки, последние не могут быть определены с высокой точностью.
Обычно при определении ожидаемых нагрузок считают допустимыми
ошибки в ± 10%.
Требования к определению электрических нагрузок, которые должны
выполняться при проектировании объектов электроснабжения
промышленных предприятий:
1. Основными исходными данными для определения расчетных
нагрузок служит перечень электроприемников, установленных на
предприятии, с указанием их номинальной мощности, назначения, режима
работы.
2. Определение электрических нагрузок электроприемников с
переменным графиком нагрузки на всех ступенях питающих и
распределительных сетей следует выполнять, как правило, по методу
коэффициента использования и коэффициента максимума в соответствии
с действующими указаниями по определению электрических нагрузок в
промышленных установках, при этом расчетные нагрузки на трансформаторы
следует корректировать с учетом нагрузок, определяемых по удельным
расходам электроэнергии.
3. Коэффициенты использования и максимума следует систематически
уточнять на основании данных обследования электрических нагрузок
действующих промышленных электроустановок.
4. Нагрузки от крупных потребителей напряжением выше 10000020В
должны учитываться особо, в соответствии с их режимом работы. Расчетную
нагрузку электроемких потребителей следует определять по графику
нагрузки, составленному на основе технологического графика.
5. При построении общего графика нагрузки нескольких электроемких
потребителей необходимо учитывать несовпадение индивидуальных
графиков с целью уменьшения максимума суммарной электрической
нагрузки.
6. Определение суммарных резкопеременных ударных нагрузок следует
производить на основании индивидуальных графиков работы таких
электроприемников. Учитывая сложный и случайный характер изменения
нагрузок, допускается применение упрощенного метода определения
суммарных резкопеременных ударных нагрузок путем определения
вероятности совпадения максимумов индивидуальных графиков по времени
продолжительности работы и времени пауз.
Результаты расчета электрических нагрузок должны сопоставляться со
среднегодовыми темпами роста нагрузок, полученными из анализа их
изменения за последние 5-10 лет и, при необходимости, корректироваться.
Результаты расчета электрических нагрузок должны сопоставляться со
среднегодовыми темпами роста нагрузок, полученными из анализа их
изменения за последние 5-10 лет и, при необходимости, корректироваться.
Точность определения ожидаемой электрической нагрузки зависит в
значительной степени от полноты имеющейся статистической информации
по электропотреблению действующих промышленных предприятий отрасли.
К сожалению, эта информация в большинстве случаев недостаточна или
вообще отсутствует, что весьма затрудняет определение достоверного
значения ожидаемой электрической нагрузки. Поэтому важнейшей задачей
головных проектных организаций является создание полноценного банка
данных по электропотреблению предприятий отрасли.
При определении ожидаемой электрической нагрузки предприятия по
удельным показателям электропотребления (например, удельному расходу
электроэнергии на единицу продукции) следует иметь ввиду, что показатели
удельных расходов должны включать в себя не только электропотребление
основных технологических механизмов, но и электропотребление
вспомогательных механизмов, обеспечивающих технологический процесс
(водоснабжение, газоснабжение, сантехнические устройства, очистные
установки и т.п.). Доля последних в электропотреблении значительна и имеет
тенденцию к росту особенно в связи с необходимостью выполнения
требований по экологии.
Расчет электрических нагрузок производится параллельно с
построением системы электроснабжения в следующей последовательности.
1. Выполняется расчет электрических нагрузок ЭП напряжением до 1
кВ в целом по корпусу (предприятию) в целях предварительного выявления
общего количества и мощности цеховых трансформаторных подстанций,
устанавливаемых в корпусе (на предприятии).
2. Выполняется расчет электрических нагрузок на напряжении 10 (6) кВ
и выше на сборных шинах распределительных и главных понижающих
подстанций.
3. Определяется расчетная электрическая нагрузка предприятия в точке
балансового разграничения с энергосистемой.
4. Производится окончательный выбор числа и мощности
трансформаторных подстанций с учетом выбранных согласно РТМ
36.18.32.6-92 средств КРМ.

3 ГРАФИКИ НАГРУЗКИ

Рассматриваются следующие виды графиков нагрузок: суточные и
годовые, летние и зимние, активной и реактивной мощности. В справочниках
приводятся типовые графики нагрузок по различным отраслям
промышленности. На графиках указывается уровень мощности по времени
суток или года, по которым можно определить период пиковых нагрузок
(максимума нагрузок) и коэффициент заполнения графика (см. рис. 3.1 – 3.3).

Рисунок 3.1 - Примеры годового (а) и суточных (б) графиков активной и

реактивной нагрузок

Графики нагрузок одного и того же потребителя зимой и летом
различаются в связи с понятными причинами.

Рисунок 3.2- Суточные графики нагрузок города зимой и летом
В различных отраслях промышленности графики нагрузок различаются
наличием одного или нескольких пиков или равномерностью нагрузки в
течение суток.

Рисунок 3.3- Типовые графики нагрузок в станкостроительной ( а ), автомобильной ( б ),

и химической ( в ) промышленности. (1-активная, 2-реактивная)

Различают следующие графики активных и реактивных нагрузок:
суточные и годовые по продолжительности, характерные для отдельных
отраслей промышленности.
Режим работы потребителей электроэнергии изменяется в часы суток,
дни недели и месяцы года, при этом изменяется и нагрузка всех звеньев
системы энергоснабжения. Эти изменения изображают в виде графиков
нагрузок, на которых по оси ординат откладывают активные (кВт) и
реактивные (квар) нагрузки, а по оси абсцисс—время, в течение которого
удерживаются эти нагрузки.
Суточные графики могут быть построены для отдельных звеньев
системы электроснабжения (сетей, цеховых и заводских подстанций,
отдельных установок), а также для всей энергетической системы или ее части,
обеспечивающей электроэнергией определенный район.
Чтобы характеризовать работу отдельных установок и устройств в
течение года, необходимо иметь основные суточные графики года—зимний и
летний. Наибольшую нагрузку по суточному графику называют
максимальной суточной нагрузкой.
Максимальной Р макс и минимальной Р мин годовыми нагрузками
считаются соответственно нагрузки зимнего и летнего графиков, которые
учитывают при выборе мощности трансформаторов.
Площадь суточного графика представляет собой количество
электроэнергии (кВт-ч), выработанной или потребляемой данной установкой
за сутки.
Среднюю суточную мощность нагрузки Рср (кВт) определяют, зная
количество электроэнергии (кВт-ч), выработанной или потребленной за
сутки:

Pср сут = W/t =W/24

Годовой график по продолжительности показывает длительность
работы электроустановки в течение года с различными нагрузками. На этом
графике по оси абсцисс откладывают продолжительность нагрузки в течение
года (от 0 до 8760 ч), а по оси ординатсоответствующие нагрузки (%).
Площадь годового графика по продолжительности представляет собой
количество электроэнергии W (кВт-ч), выработанной или потребленной
электрической установкой в течение года (8760 ч).
Средняя годовая мощность нагрузки (кВт)

P ср год = W / t =W / 8760

Действительные графики нагрузок отдельных промышленных
предприятий учитывают время начала и конца отдельных смен, начало и
длительность обеденных перерывов, величину колебаний нагрузки на
отдельных технологических установках и др.
Таблица 3.1−Показатели графиков электрических нагрузок по активной мощности
Систематическое наблюдение за графиками нагрузки и правильное их
построение обеспечивают повышение энергетических показателей при
эксплуатации энергетического хозяйства промышленных предприятий.
Чтобы построить суммарный суточный график нагрузки
промышленного предприятия, необходимо подсчитать нагрузки потребителей
Р, и учесть потери ΔPt. Последние делятся на переменные, зависящие от
нагрузки (нагрев проводов сети и обмоток трансформаторов), и постоянные,
не зависящие от нагрузки (нагрев стали трансформаторов).
Нагрузка подстанции в любой момент суток определяется нагрузкой
потребителя и потерями в сети и трансформаторах:

Р п.ст = Р + ΔРt

Групповые графики электрических нагрузок.
Групповые графики электрических нагрузок относятся к группе
электроприемников, объединенных одной питающей линией. В отличие от
индивидуальных графиков групповой график не периодичен. Однако если за
какой – то повторяющийся период времени для нескольких графиков одой и
той же группы потребителей расход электроэнергии Эц оказывается
одинаковым, то можно ввести понятие обобщенного цикла Тц . При
установившемся темпе производства за установившийся цикл принимается
длительность смены.
Характер и форма индивидуального графика нагрузки
электроприемника определяются технологическим процессом. Групповой
график представляет собой результат суммирования графиков отдельных
электроприемников, входящих в группу. Однако даже при одинаковых
электроприемниках их групповой график может принимать различные
очертания в зависимости от ряда случайных факторов, обуславливающих
сдвиги во времени работы отдельных электроприемников. Учесть
возможность таких сдвигов, как и некоторых изменений характера
индивидуальных графиков, а также оценить их влияние на величину
максимальной нагрузки группового графика можно при применении для этой
цели методов теории вероятностей и математической статистики.
При очень большом числе электроприемников, входящих в группу,
суточный график приобретает устойчивый характер. Длительные наблюдения
за действующими объектами позволили составить характерные графики для
различных отраслей промышленного и сельскохозяйственного производства,
а также для городов и поселков. Такие графики называют типовыми и строят
их в относительных единицах, выражая нагрузки в разные часы суток в
процентах от максимальной нагрузки, принимаемой за 100%.

4 ЭМПИРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА

4.1 Метод коэффициента спроса
Метод коэффициента спроса дает грубое представление об ожидаемой
нагрузке только в случаях, когда число электроприемников в группе более
100.
Метод коэффициента спроса наиболее прост, широко распространен, с
него начался расчет нагрузок.
Отсутствие в ряде случаев информации об индивидуальных
электроприемниках привело к необходимости разработки эмпирических
методов расчета, к которым относятся: метод коэффициента спроса, метод
удельного расхода электроэнергии на единицу выпускаемой продукции,
метод удельной плотности нагрузки на единицу производственной площади.
В основу эмпирических методов положена информация о режимах
электропотребления нагрузки в виде различных коэффициентов и
показателей (Кс, Суд, pуд). Эти методы более просты, но точность расчета по
ним зависит от аналогии технологического процесса и оборудования вновь
проектируемого потребителя технологическому процессу и оборудованию
потребителя, для которых получены значения Кс, Суд, pуд, рекомендуемые в
справочной литературе.
Расчетные электрические нагрузки определяют методом коэффициента
спроса в такой последовательности:
все намеченные к установке электроприемники объединяют в группы
по технологическим процессам и по значению необходимого напряжения;
определяют суммарные установленные мощности электроприемников,
активные, реактивные и полные электрические нагрузки электроприемников,
а также суммарные нагрузки по группам с одинаковым напряжением;
производят расчет нагрузок участков;
определяют места расположения стационарных и передвижных
подстанций и распределяют потребителей электрической энергии по
подстанциям; разрабатывают технико-экономические мероприятия по
компенсации реактивной мощности; производят выбор мощности и числа
трансформаторов ГПП; определяют годовой и удельный расходы
электроэнергии по предприятию.
Для группы однородных по режиму работы электроприемников
расчетную нагрузку (соответственно в кВт, квар, кВА) определяют из
выражений:

Рр= Кс•Руст ; Qр = Рр×tgφ ,

где Руст — суммарная установленная мощность электроприемников
потребителя; Кс – коэффициент спроса установленной мощности
потребителя ; tgφ – коэффициент реактивной мощности потребителя.
Значения Кс и tgφ для различных потребителей приводятся в
справочниках. Данный метод может применяться при определении расчетных
нагрузок цехов и предприятия в целом.
Величина Кс принимается одинаковой для электроприемников одной
группы (работающих в одном режиме) независимо от числа и мощности
отдельных приемников. Физический смысл — это доля суммы номинальных
мощностей электроприемников, статистическиотражающая максимальный
практически ожидаемый и встречающийся режим одновременной работы и
загрузки некоторого неопределенного сочетания (реализации) установленных
приемников.
Полезно выполнять анализ расчетных и действительных величин для
всех близких по технологии объектов одного и того же уровня системы
электроснабжения. Это позволит создать личный информационный банк и
обеспечить точность расчетов.
4.2 Метод удельного расхода электроэнергии
Метод удельного расхода электроэнергии применим для участков
(установок) 2УР (второй, третий… Уровень Энергосистемы), отделений ЗУР
и цехов 4УР, где технологическая продукция однородная и количественно
меняется мало (увеличение выпуска снижает, как правило, удельные расходы
электроэнергии).
Расчетная нагрузка определяется формулой:

W уд -удельный расход электроэнергии на единицу
продукции(кВт×ч/шт);
М - количество выпускаемой продукции (шт., м 3 , кг);
Тц - длительность цикла, ч.
Рекомендуется как основной для ЭП и групп ЭП, работающих с
неизменной нагрузкой во времени, у которых графики близки к прямой линии
(компрессоры, насосы, установки электролиза и др.)
4.3 Метод удельных плотностей нагрузок
Метод удельных плотностей нагрузок близок к предыдущему. Задается
удельная мощность (плотность нагрузки) у и определяется площадь здания
сооружения или участка, отделения, цеха
Расчетная нагрузка определяется формулой:
Р р = P уд · F, кВт,

где Р Р - удельная плотность (мощность) нагрузки на единицу
производственной площади (кВт/ м 2 );
F- площадь, на которой установлены ЭП (м 2 ).
Для силовых ЭП применение весьма ограничено из-за неустойчивости
показателя Руд даже при серийном и поточном производстве, но может быть
рекомендован при расчете осветительных нагрузок с некоторыми
уточняющими коэффициентами.
4.4 Метод технологического графика
Метод технологического графика опирается на график работы агрегата,
линии или группы машин. Например, график работы дуговой
сталеплавильной печи конкретизируется: указывается время расплавления
(27…50 мин), время окисления (20…80 мин), число плавок, технологическая
увязка с работой других сталеплавильных агрегатов. График позволяет
определить общий расход электроэнергии за плавку, среднюю за цикл (с
учетом времени до начала следующей плавки), и максимальную нагрузку для
расчета питающей сети.

5 МЕТОД УПОРЯДОЧЕННЫХ ДИАГРАММ

Метод разработан на основе анализа физических связей между
показателями групповых и индивидуальных графиков с использованием
теории вероятности и рекомендован для практических расчетов как основной.
Расчетная нагрузка в общем виде определяется по формуле:

Р р = Км · Pсм , кВт,

где К M - коэффициент максимума, являющийся функцией от
коэффициента использования и эффективного числа электроприемников
данного узла нагрузки,
К и = f(K и , n Э )
Р СМ - средняя активная мощность наиболее загруженной смены (кВт).
Величина К м может быть определена по рекомендуемым кривым или по
соответствующим им таблицам.
Коэффициент К м подлежит пересчету для участков электрических сетей,
выполняемых проводниками, сечения которых превышают 25-35 мм 2 .Для
больших сечений постоянная времени нагрева Т 0 >10 минут и интервал
осреднения Т = 3 · Т 0 >30мин
Исходными для расчета данными являются таблицы - задания от
технологов, сантехников и др. смежных подразделений, в которых
указываются данные электроприемников, устанавливаемых в каждом
корпусе, здании, сооружении предприятия.
Расчет электрических нагрузок производится в последовательности,
обратной направлению питания, т.е. от низших ступеней распределения
электроэнергии к высшим.
Узлы питания группируются исходя из территориального
расположения ЭП (по участкам, отделениям, цехам).
Для каждого узла питания (распределительный пункт, шкаф, сборка,
распределительный и магистральный шинопроводы, щит станций управления
и т.п.) ЭП группируются по характерным категориям с одинаковыми Ки, tgj и
номинальной мощностью. Для каждой характерной группы определяются
расчетные величины КиРн, КиРнtgj,
Последовательность расчета электрических нагрузок
1. Расчет выполняется по форме Ф636-92 (табл. 5.1).
2. Расчет электрических нагрузок ЭП напряжением до 1 кВ
производится для каждого узла питания (распределительного пункта, шкафа,
сборки, распределительного шинопровода, щита станций управления,
троллея, магистрального шинопровода, цеховой трансформаторной
подстанции), а также по цеху, корпусу в целом.
2.1 Исходные данные для расчета (графы 1-6) заполняются на
основании полученных от технологов, сантехников и др. специалистов
таблиц-заданий на проектирование электротехнической части (графы 1-4) и
согласно справочным материалам (графы 5, 6), в которых приведены
значения коэффициентов использования и реактивной мощности для
индивидуальных ЭП.

При этом:
2.1.1. Все ЭП группируются по характерным категориям с
одинаковыми К и и tg. В каждой строке указываются ЭП одинаковой
мощности.
2.1.2. Резервные электроприемники, ремонтные сварочные
трансформаторы и другие ремонтные электроприемники, а также
электроприемники, работающие кратковременно (пожарные насосы,
задвижки, вентили и т. п.), при подсчете расчетной мощности не учитываются
(за исключением случаев, когда мощности пожарных насосов и других
противоаварийных ЭП определяют выбор элементов сети электроснабжения).
В графах 2 и 4 указываются данные только рабочих ЭП.

Таблица 5.1– Расчет электрических нагрузок цеха
Наименование РУ и
электроприёмников

Нагрузка установленная Нагрузка средняя

эn рK Максимальная нагрузка
2.1.3. В случаях, когда n э определяется по упрощенному выражению,
все ЭП группируются построчно по характерным категориям независимо от
мощности ЭП, а в графе 3 указываются максимальная и минимальная
мощности ЭП данной характерной группы.
2.1.4. Для многодвигательных приводов учитываются все
одновременно работающие электродвигатели данного привода. Если в числе
этих двигателей имеются одновременно включаемые (с идентичным режимом
работы), то они учитываются в расчете как один ЭП номинальной
мощностью, равной сумме номинальных мощностей одновременно
работающих двигателей.
2.1.5. Для электродвигателей с повторно-кратковременным режимом
работы их номинальная мощность не приводится к длительному режиму (ПВ
= 100%).
2.1.6. При включении однофазного ЭП на фазное напряжение он
учитывается в графе 2 как эквивалентный трехфазный ЭП номинальной
мощностью

р н = 3р н.о ; q н = 3q н.о ,

где р н.о , q н.о - активная и реактивная мощности однофазного ЭП.
При включении однофазного ЭП на линейное напряжение он
учитывается как эквивалентный ЭП номинальной мощностью
..3;3ннонноррqq

2.1.7. При наличии группы однофазных ЭП, которые распределены по
фазам с неравномерностью не выше 15% по отношению к общей мощности
трехфазных и однофазных ЭП в группе, они могут быть представлены в
расчете как эквивалентная группа трехфазных ЭП с той же суммарной
номинальной мощностью.
В случае превышения указанной неравномерности номинальная
мощность эквивалентной группы трехфазных ЭП принимается равной
тройному значению мощности наиболее загруженной фазы.

Ру = Р НΣ
2.1.8. При наличии в справочных материалах интервальных значений k u
следует для расчета принимать наибольшее значение. Значения k u должны
быть определены из условия, что вероятность превышения фактической
средней мощности над расчетной для характерной категории ЭП должна быть
не более 0,05.
2.2. В графах 7 и 8 соответственно записываются построчно величины
K u P н и K u P н tg. В итоговой строке определяются суммы этих величин

K u P н K u P н tg

2.3. Определяется групповой коэффициент использования для данного
узла питания

K u = K u P н / P н
Значение K u заносится в графу 5 итоговой строки.
В формуляре произведение Ки∙Рн представлено не как средняя
нагрузка, каковой оно не является, а как промежуточная расчетная величина.
2.4. Для последующего определения n э в графе 9
2.5. Определяется эффективное число электроприемников n э
следующим образом:
2.5.1. Как правило, n э для итоговой строки определяется по выражению
()/эннnРnр

2.5.2. При значительном числе ЭП (магистральные шинопроводы,
шины цеховых трансформаторных подстанций, в целом по цеху, корпусу,
предприятию) n э может определяться по упрощенной формуле

n э = 2Р н / р н.макс

2.5.3. Найденное по указанным выражениям значение n э округляется до
ближайшего меньшего целого числа. При n э  4 рекомендуется пользоваться
номограммой (см. рисунок).
2.6. В зависимости от средневзвешенного коэффициента использования
и эффективного числа электроприемников определяется согласно п. 2.11
настоящих Указаний и заносится в графу 11 коэффициент расчетной нагрузки
К р .
2.7. Расчетная активная мощность подключенных к узлу питания ЭП
напряжением до 1 кВ (графа 12) определяется по выражению

Р р = К р  К и Р н

В случаях, когда расчетная мощность Р р окажется меньше номинальной
наиболее мощного электроприемника, следует принимать Р р = р н.макс .
2.8. Расчетная реактивная мощность (графа 13) определяется
следующим образом:
2.8.1. Для питающих сетей напряжением до 1 кВ в зависимости от n э :
при n э  10 Q р = 1,1 К и Р н tg
при n э > 10 Q р = К и Р н tg
2.8.2. Для магистральных шинопроводов и на шинах цеховых
трансформаторных подстанций, а также при определении реактивной
мощности в целом по цеху, корпусу, предприятию
Q р = К р К и Р н tg = Р р tg

Расчетная мощность любой группы ЭП не может быть меньше
номинальной мощности наиболее мощного ЭП группы. Требование введено с
целью исключить случаи, когда сечение кабеля к индивидуальному ЭП,
выбираемое по номинальной мощности, оказывается больше сечения кабеля
питающей сети.
2.9. К расчетной активной и реактивной мощности силовых ЭП
напряжением до 1 кВ должны быть при необходимости добавлены
осветительные нагрузки Р р.о и Q р.о .
2.10. Значение токовой расчетной нагрузки, по которой выбирается
сечение линии по допустимому нагреву, определяется по выражению

/3ppнISU

(графа 15),

где 22pppSPQ - полная расчетная мощность, кВА, (графа 14).
3. Расчет электрических нагрузок ЭП напряжением выше 1 кВ
производится в целом аналогично расчету, приведенному в п. 3.2, с учетом
следующих особенностей:
3.1. При получении от технологов коэффициентов, характеризующих
реальную загрузку электродвигателей, в графу 5 заносится вместо К и
значение К з , в графу 7 - значение К з Р н .
3.2. Расчетная нагрузка цеховых трансформаторных подстанций (с
учетом осветительной нагрузки и потерь в трансформаторах (см. п. 3.4)
заносится в графы 7 и 8.
3.3. Определяется число присоединений 6 - 10 кВ на сборных шинах
РП, ГПП (графа 2 итоговой строки). Резервные ЭП не учитываются.
3.4. Эффективное число ЭП n э не определяется и графы 9 и 10 не
заполняются.
3.5. В зависимости от числа присоединений и группового
коэффициента использования К и Р н /Р н , занесенного в графу 5 итоговой
строки, по табл. 3 определяется значение коэффициента одновременности К о .
Значение К о заносится в графу 11 (при этом К р =1, см. п. 2.11).
3.6. Расчетная мощность (графы 12 - 14) определяется по выражениям

Р р = К о К и Р н ;
Q р = К о К и Р н tg = Р р tg;
pppSPQ

4. Результирующи