1.3 Определение расчетной электрической нагрузки.
Расчетной нагрузкой по допустимому нагреву называют такую неизменную нагрузку, выраженную в амперах (Ip) , киловаттах (Рр) или киловольт-амперах (Sp), которая эквивалентна ожидаемой изменяющейся нагрузке по наиболее тяжелому тепловому воздействию (максимальной температуре или тепловому износу изоляции проводников, обмоток трансформаторов и обмоток электрических машин за наиболее загруженную смену. Расчетная нагрузка определяется за период осреднения (30-минутный максимум)
Основными исходными данными для определения расчетных нагрузок служит перечень приемников электроэнергии с указанием их номинальной мощности, назначения механизма или технологической установки, режима работы и числа фаз.
Определение расчетных электрических нагрузок осуществляется по формуле
Рр=kmax Pср max= kmax kн Pном
Полная расчетная нагрузка рассчитывается по формуле
Показатели электрических нагрузок приведены в справочной литературе [1, 2, 3, 4 и др.]
2. Порядок выполнения работы
1. Изучить схему экспериментальной установки.
2. Ознакомиться с правилами электробезопасности при проведении опытов и
расписаться в журнале по технике безопасности.
3. Записать параметры исследуемых электропотребителей (таблица 2).
4. Составить порядок проведения эксперимента и занести в таблицу
(таблица 2) в соответствии с выбранным вариантом работы(таблица 8).
5. Провести эксперимент в соответствии с выбранным порядком и занести
результаты в таблицу (таблица 4).
6. По данным таблицы 4 произвести расчет мощностей Pн, Qн, Sн и занести
результаты в таблицу (таблица 5).
7. По данным таблицы №4 построить графики нагрузки P=f(T), Q=f(T), S=f(T),
(рис. 3) и произвести расчет расхода активной энергии W(кВт*ч) за время
1 час (Тсм=1 час) .
8. По данным графика определить Рсм(кВт), Qсм(кВар), Sсм(кВА).
9. Заполнить таблицу нагрузок потребителей (таблица 9) и найти Кмакс,
принимая nэф=n.
10. Определить расчетную нагрузку Pр, Qр, Sр (Pм, Qм, Sм) для
распределительной сети 0,4кВ(т.е. всей группы потребителей) и занести в
таблицу нагрузок потребителей (таблица 9).
11. Найти характерные коэффициенты, используемые при определении
расчетных электрических нагрузок и занести в таблицу (таблица 7).
12. Сделать выводы по следующим вопросам:
1) Дать оценку точности определения расчетных нагрузок с учетом
характерных коэффициентов.
2) Дать оценку влияния характера и режима нагрузок на параметры сети.
Таблица 2. Номинальные параметры потребителей.
№ п/п |
Наименование и тип потребителя |
Краткая техническая характеристика |
К-во шт. |
Примечание |
1 |
Лампы накаливания |
220 В; Р=100 Вт |
3 |
1 на фазу |
2 |
Люминесцентные лампы |
220 В; 2×40 Вт |
3 |
1 на фазу |
3 |
Асинхронный двигатель |
АКР71ALXY3/330d 50 HZ Y/380B 2,03 A 0,55 КВт 1500 об/мин КПД 75% cosφ=0,71 |
1 |
Работа на холостом ходу |
4 |
Блок конденсаторов |
220 В C1ступ = 10 мкФ R1=R2=R3=16 кОм |
3 |
3 на фазу, подключение ступенями по 10 мкФ |
Таблица 3. Порядок проведения эксперимента.
Характе-ристика исследо-ваний |
Временной интервал |
Потребитель |
||
Лампы накаливания |
Люминесцентные лампы |
Асинхронный двигатель
|
||
А |
Согласно варианта задания |
3-х фазная симметричная |
|
Работа на холостом ходу |
Б |
Согласно варианта задания |
3-х фазная несимметричная |
|
Работа на холостом ходу |
В |
Согласно варианта задания |
|
3-х фазная симметричная |
Работа на холостом ходу |
Г |
Согласно варианта задания |
|
3-х фазная несимметричная |
Работа на холостом ходу |
Д |
Согласно варианта задания |
3-х фазная симметричная |
3-х фазная несимметричная |
Работа на холостом ходу |
Е |
Согласно варианта задания |
3-х фазная несимметричная |
3-х фазная симметричная |
Работа на холостом ходу |
Таблица 4.
Опытные данные исследований параметров питающей сети и нагрузки.
Характе-ристики исследо-ваний |
Напряжение питающей сети, В (хх, по фазам) |
Нагрузка |
|||||||||
Ток, А |
Фазные напряжения, В |
Коэффициент мощности |
Ли-ней-ный cos φ |
||||||||
Фазы |
Фазы |
Фазы |
|
||||||||
А |
В |
С |
А |
В |
С |
А |
В |
С |
|
||
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5.
Расчетные данные суммарной активной и полной мощности нагрузок по
результатам опытов.
Характе-ристики исследо-ваний |
Расчетные параметры |
|||||||||||
Активная мощность, Вт |
Реактивная мощность, ВАр |
Полная мощность, ВА |
3-х фазная мощность |
|||||||||
А |
В |
С |
А |
В |
С |
А |
В |
С |
P (Вт) |
Q (Вар) |
S (ВА) |
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обработать результаты исследований :
Произвести расчеты нагрузок по показателям Р, Q и S.
1) Для активной нагрузки (лампы накаливания)
Рф= Iф∙Uф, Рполн=Ра+Рв+Рс
2) Для активно-реактивной нагрузки (лампы накаливания и люминисцентные лампы)
Рф= Iф∙Uф∙cos φф, Рполн=Ра+Рв+Рс
Qф= Рф∙tq φф, Qполн=Qа+Qв+Qс
Sполн=
3) Для реактивной нагрузки (асинхронный двигатель)
Qф= Iф∙Uф∙sin φф, , Qполн=Qа+Qв+Qс
Таблица 6. Расчетные значения характерных коэффициентов .
Наименование коэффициентов |
Обозна-чения |
Для одного потребителя |
Для группы потребителей |
||
Лампы накали-вания |
Люминес-центные лампы |
Асинхронный двигатель
|
|||
Использования |
kи |
|
|
|
|
Включения |
kв |
|
|
|
|
Загрузки |
kз |
|
|
|
|
Формы |
kф |
|
|
|
|
Спроса |
kс |
|
|
|
|
Максимума |
kmax |
|
|
|
|
Рис.3 График нагрузок.
Таблица 7. Расчет коэффициента максимума Кмакс = f ( Ки , nэ )
Эффективное число электроприемников nэ |
Коэффициент максимума Кмакс при Ки |
|||||||||
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
|
4 |
3,43 |
3,11 |
2,64 |
2,14 |
1,87 |
1,65 |
1,46 |
1,29 |
1,14 |
1,05 |
5 |
3,23 |
2,87 |
2,42 |
2,0 |
1,76 |
1,57 |
1,41 |
1,26 |
1,12 |
1,04 |
6 |
3,04 |
2,64 |
2,24 |
1,88 |
1,66 |
1,51 |
1,37 |
1,23 |
1,1 |
1,04 |
7 |
2,88 |
2,48 |
2,1 |
1,8 |
1,58 |
1,45 |
1,33 |
1,21 |
1,09 |
1,04 |
8 |
2,72 |
2,31 |
1,99 |
1,72 |
1,52 |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
1,08 |
1,04 |
9 |
2,56 |
2,2 |
1,9 |
1,65 |
1,47 |
1,37 |
1,28 |
1,18 |
1,08 |
1,03 |
10 |
2,42 |
2,1 |
1,84 |
1,6 |
1,43 |
1,34 |
1,26 |
1,16 |
1,07 |
1,03 |
12 |
2,24 |
1,96 |
1,75 |
1,52 |
1,36 |
1,28 |
1,23 |
1,15 |
1,07 |
1,03 |
16 |
1,99 |
1,77 |
1,61 |
1,41 |
1,28 |
1,23 |
1,18 |
1,12 |
1,07 |
1,03 |
20 |
1,84 |
1,65 |
1,5 |
1,34 |
1,24 |
1,2 |
1,15 |
1,11 |
1,06 |
1,03 |
25 |
1,71 |
1,55 |
1,4 |
1,28 |
1,21 |
1,17 |
1,14 |
1,1 |
1,06 |
1,03 |
30 |
1,62 |
1,46 |
1,34 |
1,24 |
1,19 |
1,16 |
1,13 |
1,1 |
1,05 |
1,03 |
40 |
1,5 |
1,37 |
1,27 |
1,19 |
1,15 |
1,13 |
1,12 |
1,09 |
1,05 |
1,02 |
50 |
1,4 |
1,3 |
1,23 |
1,16 |
1,14 |
1,11 |
1,1 |
1,08 |
1,04 |
1,02 |
60 |
1,32 |
1,25 |
1,19 |
1,14 |
1,12 |
1,11 |
1,09 |
1,07 |
1,03 |
1,02 |
100 |
1,21 |
1,17 |
1,12 |
1,11 |
1,08 |
1,08 |
1,07 |
1,05 |
1,02 |
1,02 |
140 |
1,17 |
1,15 |
1,11 |
1,08 |
1,06 |
1,06 |
1,06 |
1,05 |
1,02 |
1,02 |
200 |
1,15 |
1,12 |
1,09 |
1,07 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,04 |
1,01 |
1,01 |
240 |
1,14 |
1,11 |
1,08 |
1,07 |
1,05 |
1,05 |
1,05 |
1,03 |
1,01 |
1,01 |
300 |
1,12 |
1,1 |
1,07 |
1,06 |
1,04 |
1,04 |
1,04 |
1,03 |
1,01 |
1,01 |
Таблица 8. Варианты заданий лабораторной работы №1.
Номер варианта |
Временной интервал режима работы потребителя (мин) |
|||||
Режим А |
Режим Б |
Режим В |
Режим Г |
Режим Д |
Режим Е |
|
1 |
10 |
5 |
15 |
5 |
15 |
10 |
2 |
5 |
15 |
5 |
15 |
10 |
10 |
3 |
15 |
5 |
15 |
10 |
10 |
5 |
4 |
5 |
15 |
10 |
10 |
5 |
15 |
5 |
15 |
10 |
10 |
5 |
15 |
5 |
6 |
10 |
10 |
5 |
15 |
5 |
15 |
7 |
6 |
8 |
12 |
14 |
12 |
8 |
8 |
8 |
12 |
14 |
12 |
8 |
6 |
9 |
12 |
14 |
12 |
8 |
6 |
8 |
10 |
14 |
12 |
8 |
6 |
8 |
12 |
11 |
5 |
10 |
15 |
20 |
5 |
5 |
12 |
5 |
5 |
10 |
15 |
20 |
5 |
13 |
15 |
20 |
5 |
5 |
5 |
10 |
14 |
20 |
5 |
5 |
5 |
10 |
15 |
15 |
5 |
5 |
5 |
10 |
15 |
20 |
16 |
5 |
5 |
10 |
15 |
20 |
5 |
17 |
12 |
8 |
12 |
4 |
12 |
16 |
18 |
8 |
12 |
4 |
12 |
16 |
12 |
19 |
12 |
4 |
12 |
16 |
12 |
8 |
20 |
4 |
12 |
16 |
12 |
8 |
12 |
21 |
12 |
16 |
12 |
8 |
12 |
4 |
22 |
16 |
12 |
8 |
12 |
4 |
12 |
23 |
6 |
10 |
16 |
6 |
16 |
6 |
24 |
10 |
16 |
6 |
16 |
6 |
6 |
25 |
16 |
6 |
16 |
6 |
6 |
10 |
26 |
6 |
16 |
6 |
6 |
10 |
16 |
27 |
16 |
6 |
6 |
10 |
16 |
6 |
28 |
6 |
6 |
10 |
16 |
6 |
16 |
29 |
12 |
8 |
6 |
8 |
12 |
14 |
30 |
8 |
6 |
8 |
12 |
14 |
12 |