2.1. Расчет электрических нагрузок в сети напряжением до 1 кВ (от силовых и осветительных ЭП)
Расчет электрических нагрузок от силовых электроприемников
Расчет выполняется по одной характерной группе в текстовой части пояснительной записки. А расчеты остальных характерных групп сведены в типовую таблицу П.3.
Исходные данные расчета (графы 1-3) табл. П.3. заполняются данными, согласно варианту. В справочных материалах (графы 5, 6) табл. П.3. приведены значения коэффициентов использования, коэффициентов активной мощности характерных групп электроприемников. В графе 3. указываются единичные минимальная и максимальная установленная мощность ЭП характерных групп.
Для двигателей, работающих в повторно-кратковременном режиме (ПКР), приведение их паспортной мощности к длительному режиму (ПВ = 100%) осуществляется по выражению:
, кВт
, кВт
Данные графы 4. суммируются:
, кВт
где m – число характерных групп ЭП.
Для каждой характерной группы ЭП определяется среднесменная нагрузка за наиболее загруженную смену по выражению:
, кВт
, квар
где Кнi – коэффициент использования i – той характерной группы ЭП (табл. П.3.)
- коэффициент реактивной мощности i – той характерной группы ЭП, соответствующий коэффициенту активной мощности (табл. П.3.).
Расчеты по характерным группам заносятся в графы 7, 8 табл. П.3.
Определяются суммарные значения среднесменной нагрузки за наиболее загруженную смену по цеху:
, кВт
, квар
Определяется средневзвешенный (групповой) коэффициент использования:
Значения 
заносится в графу 5 итоговой строки.
Определение эффективного числа ЭП. На формирование абсолютного максимума группового графика нагрузки, являющегося исходной величиной, по которой выбирают параметры элементов СЭС по нагреву, влияет ряд случайных величин – число ЭП в расчетном узле, их номинальные мощности, режим работы ЭП и ряд других случайных величин.
Для упрощения методики определения расчетного максимума нагрузки вводят понятие эффективного числа ЭП, 
. Эффективным числом ЭП называется такое число одинаковых по установленной мощности и одинаковых по режиму работы ЭП, которые формируют тот же расчетный максимум нагрузки, что и действительное число ЭП, 
, различных по установленной мощности и режиму работы.
Эффективное число ЭП по всему узлу нагрузки (а не по каждой характерной группе ЭП) определяют по выражению:
nэф = 
,
где Рнmax – единичная номинальная мощность наиболее мощного ЭП в расчетном узле.
Значения nэф заносится в графу 9 итоговой строки табл. П.3.
Определение коэффициента расчетной нагрузки КР.
В зависимости от средневзвешенного (группового) значения коэффициента использования, 
и эффективного числа ЭП, nэф по таблице. П.4., определяют коэффициент расчетной нагрузки КР.
Под активной расчетной максимальной нагрузкой, 
понимают такую неизменную по величине и во время нагрузку, которая эквивалентна действительной изменяющейся нагрузке по наиболее тяжелому тепловому воздействию на элемент СЭС.
Активная расчетная нагрузка группы ЭП напряжением до 1 кВ (графа 11 табл. П.3.) определяется по выражению:
Рр = кр·
, кВт
Учитывая особенность потребления электроприемниками реактивной мощности, мало зависящую от нагрузки электроприемников активной мощностью, принимаем:
Qр=
, квар
Полная расчетная нагрузка, формируемая силовыми ЭП (графа 13 табл. П.3.) определяется по выражению:
, кВА
Значение токовой расчетной нагрузки, по которой выбирают сечение ТВЧ по условию нагрева, а также параметры аппаратов, определяется по выражению:
,·А (графа 14 табл.П.3.)
где 
– номинальное напряжение в рассматриваемом участке сети, кВ
Расчет электрических нагрузок от осветительных электроприемников
Расчетные нагрузки осветительных электроприемников определяют по установленной мощности осветительных электроустановок и коэффициенту спроса для них:
, кВт
, квар
где КС.О. – коэффициент спроса осветительных установок;
КС.О. = 0,95 для производственных зданий, состоящих из отдельных крупных пролетов;
КПРА – коэффициент, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА) газоразрядных ламп;
КПРА = 1,1 для ламп типа ДРЛ (ртутно-кварцевые лампы с исправленной цветностью) и ДРН (металлогалогенные).
Установленная мощность электрического освещения
кВт
где РУД.О, – удельная плотность осветительной нагрузки;
- для производственных цехов.
F – площадь цеха, м2 – см.условие задания
Результаты расчета сводятся в таблицу П.3.
Расчет ожидаемых электрических нагрузок требует существенных затрат времени, которые могут быть сокращены с помощью имеющихся на кафедре соответствующих программ на ЭВМ.
Пример расчета.
1. Согласно исходным данным (табл.П.2.) электроприемники цеха классифицируют по характерным группам (с одинаковым коэффициентом использования 
и коэффициентом активной мощности 
).
2. Приводят паспортные данные отдельных групп ЭП, работающих в ПКР (сварочные машины шовной сварки и подъемно-транспортное оборудование), к номинальной мощности в кВт по выражению:
, кВт
, кВт
и заносим эти значения в соответствующую колонку табл.П.3.
3. Суммируем установленные мощности узла:
, кВт
4. По каждой характерной группе ЭП определяем среднесменную нагрузку за наиболее загруженную смену:
, кВт
, квар
где 
- соответствует среднему значению 
для характерной группы ЭП (см. табл. П.3.). По остальным группам расчеты аналогичны, производим их и результаты записываем в таблицу П.3.
5. Суммируем среднесменные нагрузки по узлу:
, кВт
, квар
6. Определяем средневзвешенный (групповой) коэффициент использования по узлу нагрузки:
7. Определяем эффективное число ЭП:
nэф = 
,
8. По значениям группового коэффициента использования и эффективного числа ЭП по табл. П.4. определяем значение коэффициента расчетной нагрузки КР.
КР = 0,72
9. Определяем расчетный максимум активной нагрузки по узлу:
Рр = кр·
, кВт
- Учитывая особенность потребления реактивной мощности ЭП, мало зависящей от загрузки ЭП активной мощностью, принимаем:
Qр=
, квар
- Полная расчетная силовая нагрузка по узлу равна:
, кВА
- Определение установленной мощности осветительных ЭП:
кВт
13. Определение расчетной нагрузки от осветительных ЭП
, кВт
, квар
14. Расчетные активные нагрузки силовых и осветительных ЭП, расчетные реактивные мощности суммируют и вносят в соответствующие графы табл. П.3.
- Расчет мощности компенсирующих устройств в сети
напряжением до 1 кВ
Суммарная расчетная мощность ККУ напряжением до 1 кВ определяется по минимуму приведенных затрат двумя последовательными расчетными этапами:
- выбором экономически оптимального числа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций (ТП), т.е. определение мощности ККУ – 0,38 кВ, обеспечивающей оптимальное число цеховых трансформаторов, Qнк1, квар;
- определение дополнительной мощности ККУ – 0,38 кВ в целях оптимального снижения потерь в трансформаторах цеховых ТП и питающих их сетей напряжением выше 1 кВ, Qнк2, квар, вызванных перетоками РМ через цеховые ТП.
Суммарная реактивная мощность ККУ – 0,38 кВ равна:
Qнк = Qнк1 + Qнк2, квар
где Qнк1 и Qнк2 – суммарные мощности ККУ – 0,38 кВ, определяемые на двух указанных этапах расчета.
Суммарная мощность ККУ – 0,38 кВ распределяется между отдельными трансформаторами цеховых ТП пропорционально их реактивной мощности.