Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Оборудование >> Проектирование электроустановок

Установленная мощность потребителя - Проектирование электроустановок

Оглавление
Проектирование электроустановок
Установленная мощность потребителя
Силовая нагрузка электроустановки
Подключение к распределительной сети высокого напряжения
Эксплуатационные аспекты распределительных сетей ВН
Создание новой подстанции ВН
Защита подстанции ВН
Подстанция потребителя с учетом на НН
Выбор понижающего трансформатора Подстанции потребителя с учетом на НН
Использование оборудования ВН на подстанции потребителя с учетом на НН
Подстанция потребителя с учетом на ВН
Создание распределительных понижающих подстанций
Подключение к низковольтной распределительной сети
Присоединение потребителей к низковольтной распределительной сети
Тарифы и учет электроэнергии потребителей
Выбор архитектуры сети высокого и низкого напряжения
Характеристики электроустановки
Характеристики оборудования высокого и низкого напряжения
Критерии оценки архитектуры сети
Выбор основных элементов архитектуры сети
Выбор архитектурных деталей сети
Выбор оборудования сети
Оптимизаця архитектуры сети
Глоссарий по сети, ID-Spec
Пример электроснабжения
Системы заземления в системах низкого напряжения
Система установких низкого напряжения
Кабели и шинопроводы низкого напряжения
Внешние воздействия в системах низкого напряжения
Защита от поражения электрическим током
Защита от косвенного прикосновения
Автоматическое отключение при двойном КЗ
Меры защиты от прямого и косвенного прикосновений без автоматического отключения
Защита имущества от ущерба вследствие пробоя изоляции
Система TT
Система TN
Система IT
УЗО

A - Общие правила проектирования электроустановок
3 Установленная мощность потребителя - характеристики

Определение расчетной полной мощности, потребляемой разными нагрузками: необходимый предварительный этап проектирования низковольтной установки.
Определение расчетных значений полной мощности, требуемой каждым потребителем, позволяет установить следующее:
Заявляемое потребление мощности, которое определяет договор на поставку энергии.
Номинальная мощность трансформатора высокого/низкого напряжения (с учетом ожидаемого роста нагрузки).
Уровни тока нагрузки для каждого распределительного устройства.

Номинальная мощность (кВт, Pn) двигателя указывает его номинальную эквивалентную механическую выходную мощность.
Полная мощность (кВА, Ра), подаваемая на двигатель, зависит от полной мощности, КПД двигателя и коэффициента мощности:


3.1 Асинхронные двигатели
Потребление тока
Полный ток нагрузки Ia, подаваемый на двигатель, рассчитывается по следующим формулам:
3-фазный двигатель: Ia = Pn x 1,000 / (3 x U x n x cosφ)
1-фазный двигатель: Ia = Pn x 1,000 / (U x n x cosφ), где
Ia: полный ток (А)
Pn: номинальная мощность (кВт)
U: междуфазное напряжение для 3-фазного двигателя и напряжение между зажимами для 1-фазного двигателя (В). 1-фазные двигатели могут подсоединяться на фазное или линейное напряжение n: КПД, т.е. выходная мощность (кВт)/ входная мощность (кВт) cosφ: коэффициент мощности, т.е. входная мощность (кВт)/входная мощность (кВА)
Сверхпереходный ток и уставка защиты
Пиковое значение сверхпереходного тока может быть крайне высоким. Обычно это значение в 12-15 раз превышает среднеквадратическое номинальное значение Inm. Иногда это значение может в 25 раз превышать значение Inm.
Выключатели, контакторы и термореле рассчитываются на пуски двигателей при крайне высоких сверхпереходных токах (сверхпереходное пиковое значение может в 19 раз превышать среднеквадратическое номинальное значение Inm).
При внезапных срабатываниях защиты от сверхтоков при пуске это означает выход пускового тока за нормальные пределы. В результате могут достигаться предельные значения параметров распределительных устройств, срок службы может укорачиваться и даже некоторые устройства могут выходить из строя. Во избежание такой ситуации необходимо рассмотреть вопрос о повышении номинальных параметров распределительных устройств.
Распределительные устройства рассчитываются на обеспечение защиты пускателей двигателей от КЗ. В зависимости от риска, таблицы показывают комбинации выключателя, контактора и термореле для обеспечения координации типа 1 или 2.
Пусковой ток двигателя
Хотя рынок предлагает двигатели с высоким КПД, на практике их пусковые токи приблизительно такие же, как у стандартных двигателей.
Применение пускателей с соединением треугольником, статических устройств для плавного пуска или регулируемых приводов позволяет снизить значение пускового тока (например, 4 Ia вместо 7,5 Ia).
Компенсация реактивной мощности (кВар), подаваемой на асинхронные двигатели
Как правило, по техническим и финансовым соображениям выгоднее снижать ток, подаваемый на асинхронные двигатели. Это может обеспечиваться за счет применения конденсаторов, без влияния на выходную мощность двигателей.
Применение этого принципа для оптимизации работы асинхронных двигателей называется «повышением коэффициента мощности» или «компенсацией реактивной мощности». Как обсуждается в Главе L, полная мощность (кВА), подаваемая на двигатель, может значительно снижаться путем использования параллельно подключенных конденсаторов. Снижение входной полной мощности означает соответствующее снижение входного тока (так как напряжение остается постоянным).
Компенсация реактивной мощности особенно рекомендуется для двигателей с длительными периодами работы при пониженной мощности. Как указывается выше,

Поэтому, снижение входной полной мощности (кВА) приводит к увеличению (т.е. улучшению) значения cos φ.

3 Установленная мощность
потребителя - характеристики
Ток, подаваемый на двигатель, после компенсации реактивной мощности рассчитывается по формуле:

где: cos φ - коэффициент мощности до компенсации, cos φ' - коэффициент мощности после компенсации, Ia - исходный ток.
Рис. A4 ниже показывает (в зависимости от номинальной мощности двигателя) стандартные значения тока для нескольких значений напряжения питания.


кВт

л.с.

230 В A

380 - 415 В A

400 В A

440 - 480 В A

500 В A

690 В A

0.18

 

1.0

 

0.6

 

0.48

0.35

0.25

 

1.5

 

0.85

 

0.68

0.49

0.37

 

1.9

 

1.1

 

0.88

0.64

 

1/2

 

1.3

 

1.1

 

 

0.55

 

2.6

 

1.5

 

1.2

0.87

 

3/4

 

1.8

 

1.6

 

 

 

1

 

2.3

 

2.1

 

 

0.75

 

3.3

 

1.9

 

1.5

1.1

1 .1

 

4.7

 

2.7

 

2.2

1.6

 

1 -1 /2

 

3.3

 

3.0

 

 

 

2

 

4.3

 

3.4

 

 

1 .5

 

6.3

 

3.6

 

2.9

2.1

2.2

 

8.5

 

4.9

 

3.9

2.8

 

3

 

6.1

 

4.8

 

 

3.0

 

11.3

 

6.5

 

5.2

3.8

3.7

 

 

 

 

 

 

 

4

 

15

9.7

8.5

7.6

6.8

4.9

5.5

 

20

 

11.5

 

9.2

6.7

 

7-1/2

 

14.0

 

11.0

 

 

 

10

 

1 8.0

 

1 4.0

 

 

7.5

 

27

 

15.5

 

12.4

8.9

11

 

38.0

 

22.0

 

1 7.6

12.8

 

15

 

27.0

 

21.0

 

 

 

20

 

34.0

 

27.0

 

 

15

 

51

 

29

 

23

17

18.5

 

61

 

35

 

28

21

 

25

 

44

 

34

 

 

22

 

72

 

41

 

33

24

 

30

 

51

 

40

 

 

 

40

 

66

 

52

 

 

30

 

96

 

55

 

44

32

37

 

115

 

66

 

53

39

 

50

 

83

 

65

 

 

 

60

 

1 03

 

77

 

 

45

 

1 40

 

80

 

64

47

55

 

1 69

 

97

 

78

57

 

75

 

1 28

 

96

 

 

 

100

 

1 65

 

124

 

 

75

 

230

 

132

 

1 06

77

90

 

278

 

160

 

128

93

 

125

 

208

 

156

 

 

110

 

340

 

195

 

1 56

113

 

150

 

240

 

180

 

 

132

 

400

 

230

 

184

134

 

200

 

320

 

240

 

 

150

 

 

 

 

 

 

 

160

 

487

 

280

 

224

162

185

 

 

 

 

 

 

 

 

250

 

403

 

302

 

 

200

 

609

 

350

 

280

203

220

 

 

 

 

 

 

 

 

300

 

482

 

361

 

 

250

 

748

 

430

 

344

250

280

 

 

 

 

 

 

 

 

350

 

560

 

414

 

 

 

400

 

636

 

474

 

 

300

 

 

 

 

 

 

 

Рис. A4: Номинальная мощность и токи (продолжение на следующей странице)
Номинальная мощность и токи
A - Общие правила проектирования электроустановок   
1 Методология

Рис. A4: Номинальная мощность и токи (окончание)
3.2 Резистивные нагревательные приборы и лампы накаливания (традиционные и галогенные)
Потребление тока нагревательным прибором или лампой накаливания легко выводится из номинальной мощности Pn, указанной изготовителем (т.е. cos < = 1) (см. рис. A5).


Ном.

Потребление тока (A)

мощность (кВт)

1-ф. 127 В

1 -ф.
230 В

3-ф. 230 В

3-ф. 400 В

0.1

0.79

0.43

0.25

0.14

0.2

1.58

0.87

0.50

0.29

0.5

3.94

2.17

1.26

0.72

1

7.9

4.35

2.51

1.44

1.5

11.8

6.52

3.77

2.17

2

1 5.8

8.70

5.02

2.89

2.5

1 9.7

10.9

6.28

3.61

3

23.6

13

7.53

4.33

3.5

27.6

15.2

8.72

5.05

4

31.5

17.4

10

5.77

4.5

35.4

19.6

11.3

6.5

5

39.4

21.7

12.6

7.22

6

47.2

26.1

1 5.1

8.66

7

55.1

30.4

1 7.6

10.1

8

63

34.8

20.1

11.5

9

71

39.1

22.6

13

10

79

43.5

25.1

14.4

Рис. A: Потребление тока резистивными нагревательными приборами и лампами накаливания (традиционными или галогенными)

Ia в амперах, U в вольтах, Pn в ваттах. Если Pn в кВт, умножить уравнение на 1000.
3 Установленная мощность
A13
потребителя - характеристики
Токи рассчитываются следующим образом:
3-фазный случай:
1-фазный случай:
где: U - напряжение между зажимами оборудования.
Для лампы накаливания применение инертного газа обеспечивает источник более направленного света. Светоотдача повышается, а срок службы лампы удваивается. Примечание: при включении лампы холодная нить накала приводит к повышению тока, хотя и кратковременного, но интенсивного.
Люминесцентные лампы и сопутствующее оборудование
Мощность Pn (Вт), указанная на трубке люминесцентной лампы, не включает мощность, рассеиваемую в дросселе стартера. Ток рассчитывается следующим образом:

где U - напряжение, подаваемое на лампу в комплекте с сопутствующим оборудованием.
Если на дросселе не указывается значение потерь мощности, можно использовать значение 25% Pn.
Стандартные люминесцентные лампы
При (если не указывается иначе):
cos φ = 0,6 без конденсатора для компенсации коэффициента мощности (PF) *;
cos φ = 0,86 с компенсацией PF (2) (однотрубные или двухтрубные);
cos φ = 0,96 для электронного дросселя.
Если на дросселе не указывается значение потерь мощности, можно использовать значение 25% Pn. Рис. A6 показывает эти значения для различных типов дросселей.


*     В терминологии газоразрядных ламп вместо термина «коррекция коэффициента мощности» часто используется термин «компенсация».

Схема
расположения ламп, стартеров и дросселей

Мощность трубки (Вт) *

Ток (A) при 230 В

Длина трубки (см)

Магнитный дроссель

Электрон.

Без конденса­тора компен­сации PF

С конден­сатором ком­пенсации PF

дроссель

Однотрубные

18

0.20

0.14

0.10

60

36

0.33

0.23

0.18

120

58

0.50

0.36

0.28

150

Двухтрубные

2 x 18

 

0.28

0.18

60

2 x 36

 

0.46

0.35

120

2 x 58

 

0.72

0.52

150

*Cos ф приблизительно равен 0,95 (нулевые значения V и I почти совпадают по фазе), но коэффициент мощности равен 0,5 из-за импульсной формы тока, пик которого возникает "позже" в каждом полупериоде.

(3) Мощность в Вт, указанная на трубке. Рис. A6: Потребление тока и мощности для люминесцентных ламп общепринятых размеров (при 230 В - 50 Гц)
Компактные люминесцентные лампы
Компактные люминесцентные лампы имеют такие же характеристики по экономии и сроку службы, как и традиционные лампы. Они широко используются в общественных местах с постоянным освещением (например, в коридорах, холлах, барах и т.д.) и могут устанавливаться в ситуациях, в которых используются лампы накаливания (см. рис. A7 на следующей странице).
Мощность (Вт), указанная на трубке разрядной лампы, не включает в себя мощность, рассеиваемую в балластном сопротивлении.
Газоразрядные лампы
Рис. A8 показывает ток, принимаемый всем устройством, включая все сопутствующее вспомогательное оборудование.
A - Общие правила проектирования электроустановок
потребителя - характеристики


Тип лампы

Мощность

Ток при 230 В

 

лампы (Вт)

(A)

Отдельная

10

0.080

лампа

18

0.110

с дросселем

26

0.150

Встроенная

8

0.075

лампа

11

0.095

с дросселем

16

0.125

 

21

0.170

Рис. A7: Потребление тока и мощности для компактных люминесцентных ламп (при 230 В - 50 Гц)
Эти лампы основаны на световом электрическом разряде через газ или пар металлического соединения, которое заключено в герметичную прозрачную оболочку при заданном давлении. Эти лампы имеют большое время пуска, в течение которого ток Ia больше номинального тока In. Потребление мощности и тока приводится для разных типов ламп (типовые средние значения могут слегка отличаться в зависимости от изготовителя).

Ном.

Потребление

Ток n(A)

Пусковой ток

Свето-
отдача

Средний

Применение

мощность
лампы
(Вт)

мощности (Вт) при 230 В 400 В

Без компен­
сации PF 230 В 400 В

С компен­
сацией PF 230 В 400 В

a/n

Период (мин)

(лм/Вт)

ресурс лампы (ч)

 

Натриевые лампы высокого давления

50

60

0.76

0.3

1.4 - 1.6

4 - 6

80 - 120

9000

■ Освещение

70

80

1

0.45

 

 

 

 

больших залов

100

115

1.2

0.65

 

 

 

 

■ Открытые пространства

150

168

1.8

0.85

 

 

 

 

■ Общественные места

250

274

3

1.4

 

 

 

 

 

400

431

4.4

2.2

 

 

 

 

 

1000

1055

1 0.45

4.9

 

 

 

 

 

Натриевые лампы низкого давления

26

34.5

0.45

0.17

1.1 - 1.3

7 - 15

100 - 200

8000

■ Освещение

36

46.5

 

0.22

 

 

 

- 12000

автострад

66

80.5

 

0.39

 

 

 

 

■ Охранное освещение,

91

105.5

 

0.49

 

 

 

 

станция

131

1 54

 

0.69

 

 

 

 

■ Площадки, склады

Ртутные + металлогалогеновые лампы (также называемые лампами с иодидами металлов)

70

80.5

1

0.40

1.7

3 - 5

70 - 90

6000

■ Освещение очень

150

172

1.80

0.88

 

 

 

6000

больших объектов

250

276

2.10

1.35

 

 

 

6000

прожекторами

400

425

3.40

2.15

 

 

 

6000

(стадионы и т.д.)

1000

1 046

8.25

5.30

 

 

 

6000

 

2000

2092 2052

16.50 8.60

10.50 6

 

 

 

2000

 

Ртутные + люминесцентные лампы

50

57

0.6

0.30

1.7 - 2

3 - 6

40 - 60

8000

■ Цеха с очень

80

90

0.8

0.45

 

 

 

- 12000

высокими

125

1 41

1.15

0.70

 

 

 

 

потолками (залы,

250

268

2.15

1.35

 

 

 

 

ангары)

400

421

3.25

2.15

 

 

 

 

■ Наружное освещение

700

731

5.4

3.85

 

 

 

 

■ Низкая светоотдача (|)

1000

1 046

8.25

5.30

 

 

 

 

 

2000

2140 2080

15

11 6.1

 

 

 

 

 

(1) Заменяются натриевыми лампами.
Примечание: эти лампы чувствительны к падениям напряжения. Они гаснут при снижении напряжения ниже 50% номинального значения и загораются вновь после охлаждения в течение около 4 минут.
Примечание: натриевые лампы низкого давления имеют светоотдачу выше, чем у всех других источников. Однако, применение этих ламп ограничивается тем фактом, что желто-оранжевое излучение делает практически невозможным распознание цветов.
Рис. A: Потребление тока для разрядных ламп



 
« Приемка зданий и сооружений под монтаж электрооборудования   Разъединители, отделители, короткозамыкатели »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.