РТМ 36.18.32.4-92. Руководящий технический материал. Указания по расчету электрических нагрузок
(утв. техническим циркуляром ВНИПИ Тяжпромэлектропроект от 30.07.1992 № 359-92)
Примечание
Документ введен в действие с 1 января 1993 года. Взамен «Указаний по расчету электрических нагрузок», шифр М788-1068, 1990 г.
ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ
flowchart LR n0["РТМ 36.18.32.4-92"]:::doc click n0 "https://bukva.ai/docs/rtm-36-18-32-4-92" "РТМ 36.18.32.4-92. Руководящий технический материал. Указания по расчету электрических нагрузок (утв. техническим циркуляром ВНИПИ Тяжпромэлектропроект от 30.07.1992 N 359-92)" classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000; classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000; classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;
Утвержден техническим циркуляром ВНИПИ Тяжпромэлектропроект от 30 июля 1992 г. № 359-92
РУКОВОДЯЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
<*> Введен взамен «Указаний по расчету электрических нагрузок», шифр М788-1068, 1990 г.
Срок введения установлен с 01 января 1993 г.
Разработан ВНИПИ Тяжпромэлектропроект: заведующий лабораторией, канд. техн. наук Б.Д. Жохов; главный инженер проекта Л.Б. Годгельф.
Утвержден главным инженером ВНИПИ Тяжпромэлектропроект А.Г. Смирновым.
В Указания по расчету электрических нагрузок, введенные в действие в 1990 г. в порядке опытно-промышленного внедрения, внесен ряд корректив, вызванных итогами трехлетнего применения Указаний в проектной практике.
1. Эффективное число электроприемников (ЭП) nэ рекомендуется определять по выражению
n_{\text{э}} = (\sum P_{\text{н}})^{2}/ \sum_{1}^{n} np_{\text{н}}^{2},
где Pн — групповая номинальная (установленная) активная мощность; pн — номинальная (установленная) мощность одного электроприемника; n — число электроприемников.
При значительном числе электроприемников (магистральные шинопроводы, шины цеховых трансформаторных подстанций, в целом по цеху, корпусу, предприятию) эффективное число электроприемников можно определять по упрощенному выражению
n_{\text{э}} = 2 \sum P_{\text{н}}/p_{\text{н}.\text{макс}},
где pн.макс — номинальная мощность наиболее мощного ЭП группы.
2. Внесены соответствующие изменения в расчетный формуляр (форма Ф636-92), который принят единым независимо от способа определения эффективного числа электроприемников. В формуляре произведение KиPн, где Kи — коэффициент использования, представлено не как средняя нагрузка, каковой оно не является, а как промежуточная расчетная величина.
3. Пункт 3.9 Указаний дополнен требованием, что расчетная мощность любой группы электроприемников не может быть меньше номинальной мощности наиболее мощного электроприемника группы. Требование введено с целью исключить случаи, когда сечение кабеля к индивидуальному ЭП, выбираемое по номинальной мощности, оказывается больше сечения кабеля питающей сети.
4. Откорректированы значения коэффициентов одновременности Kо (табл. 3) приближением их к значениям, полученным при статистической обработке результатов обследований /1/. Основанием для корректировки послужил анализ расчетного и фактического электропотребления на шинах 6 — 10 кВ распределительных и главных понижающих подстанций промышленных предприятий.
5. Скорректировано выражение для определения годового расхода электроэнергии с учетом фактора, что при определении расхода электроэнергии следует использовать не верхнюю границу возможных значений, а наиболее вероятное значение максимальной нагрузки.
1. Область применения
1.1. В Указаниях приведена методика определения электрических нагрузок, являющихся исходными данными для проектирования систем электроснабжения потребителей электроэнергии всех отраслей народного хозяйства.
1.2. Указания заменяют действующие «Указания по расчету электрических нагрузок» (шифр М788-1068), введенные в 1990 г. в опытно-промышленное внедрение на срок 3 года и опубликованные в «Инструктивных указаниях по проектированию электротехнических промышленных установок», 1990 г., № 4, с. 3 — 7.
1.3. Указания не распространяются на определение электрических нагрузок электроприемников с резкопеременным графиком нагрузки (электроприводов прокатных станов, дуговых электропечей, контактной электросварки и т.п.), промышленного электрического транспорта, жилых и общественных зданий, а также электроприемников с известным графиком нагрузки.
1.4. Отраслевые проектные институты могут составлять информационно-справочные материалы с уточненными значениями расчетных коэффициентов, полученных в результате исследования электропотребления характерных групп ЭП, используемых в отрасли, если эти коэффициенты получены при условии, что их фактические значения могут превысить расчетные с вероятностью не более 0,05.
1.5. Для проверки результатов расчетов по настоящим Указаниям и оценки нагрузки в целом по цеху или предприятию можно использовать показатели электропотребления на единицу продукции или на 1 м2 площади цеха.
2. Определения и обозначения основных величин
2.1. Для представления электрических величин и коэффициентов, характеризующих электропотребление, принята следующая система обозначений: показатели электропотребления индивидуальных ЭП обозначаются строчными буквами, а групп ЭП — прописными буквами латинского или греческого алфавита.
2.2. Номинальная (установленная) мощность одного ЭП — мощность, обозначенная на заводской табличке или в его паспорте. Применительно к агрегату с многодвигательным приводом под номинальной мощностью подразумевают наибольшую сумму номинальных мощностей одновременно работающих двигателей.
2.3 Групповая номинальная (установленная) активная мощность — сумма номинальных активных мощностей группы ЭП
\text{Р}_{\text{н}} = \sum_{1}^{\text{п}} p_{\text{н}},
где n — число электроприемников.
2.4. Номинальная реактивная мощность одного ЭП qн — реактивная мощность, потребляемая из сети или отдаваемая в сеть при номинальной активной мощности и номинальном напряжении, а для синхронных двигателей — при номинальном токе возбуждения.
2.5. Групповая номинальная реактивная мощность — алгебраическая сумма номинальных реактивных мощностей входящих в группу ЭП
Q_{\text{н}} = \sum_{1}^{n} q_{\text{н}} = \sum_{1}^{n} p_{\text{н}}tg\varphi,
где tg\varphi — паспортное или справочное значение коэффициента реактивной мощности.
2.6. Групповая средняя активная мощность за период времени T определяется как частное от деления расхода активной Wа или реактивной Wр энергии всех входящих в группу ЭП на длительность периода:
Средняя активная (или реактивная) мощность группы равна сумме средних активных (или реактивных) мощностей входящих в группу ЭП (кроме резервных):
Q_{\text{с}} = \sum_{1}^{n} q_{c}. \text{Р}_{\text{с}} = \sum_{1}^{n} p_{c};
Необходимо иметь в виду, что в дальнейшем в Указаниях под термином «средняя активная (или реактивная) мощность» имеется в виду наибольшее возможное значение средней активной (реактивной) мощности за наиболее загруженную смену продолжительностью T = Tсм (Tсм — продолжительность смены), т.е. за смену с наибольшим потреблением энергии группой ЭП, цехом или предприятием в целом.
2.7. Коэффициент использования отдельного электроприемника kи или группы ЭП Kи — отношение средней активной мощности отдельного ЭП pс или группы ЭП Pс наиболее загруженную смену к ее номинальному значению:
В справочных материалах, содержащих расчетные коэффициенты для определения электрических нагрузок промышленных предприятий, например в /2/, значения коэффициентов использования приведены по характерным (однородным) категориям ЭП. К одной характерной категории относятся ЭП, имеющие одинаковое технологическое назначение, а также одинаковые верхние границы возможных значений kи и коэффициентов реактивной мощности tg\varphi . Например, сверлильные станки относятся к характерной категории «металлорежущие станки», которая представлена в справочных материалах расчетными коэффициентами kи = 0,14 и tg\varphi = 2,3 . Это означает, что активная и реактивная средняя (за максимально загруженную смену) мощность любого станка, относящегося к указанной категории, может быть выше pс = pнkи и q_{c} = p_{\text{н}}k_{\text{и}}tg\varphi с вероятностью превышения не более 0,05.
2.8. Для группы, состоящей из ЭП различных категорий (т.е. с разными kи), средневзвешенный коэффициент использования определяется по формуле
K_{\text{и}} = \sum_{1}^{n} k_{\text{и}}p_{\text{н}}/ \sum_{1}^{n} p_{\text{н}},
где n — число характерных категорий ЭП, входящих в данную группу.
При определении Kи группы электроприемников как средневзвешенного справочного значения характерных категорий произведение KиPн не должно рассматриваться как среднее значение ожидаемой нагрузки, так как в нем не учтен фактор снижения расчетных значений Kи при увеличении числа электроприемников в группе. Указанный фактор учитывается в номограмме (см. рисунок) и табл. 1 - 3 в соответствии с аналитическими выражениями, приведенными в /1/, а в формуляре KиPн используется как промежуточная расчетная величина, позволяющая сохранить традиционный алгоритм расчета.
2.9. Эффективное число электроприемников nэ — это такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое обусловливает те же значения расчетной нагрузки, что и группа различных по мощности электроприемников. Величину nэ рекомендуется определять по следующему выражению:
\text{п}_{\text{э}} = (\sum \text{Р}_{\text{н}})^{2}/ \sum \text{пр}_{\text{н}}^{2}.
Величина nэ может определяться также по упрощенному выражению (см. п. 3.2.5.2)
n_{\text{э}} = 2 \sum P_{\text{н}}/p_{\text{н}.\text{макс}}.
Если найденное по упрощенному выражению число nэ окажется больше n, то следует принимать nэ = n. Если pн.макс/pн.мин <= 3, где pн.мин — номинальная мощность наименее мощного ЭП группы, также принимается nэ = n.
2.10. Расчетная активная Pр и реактивная Qр мощность — это мощность, соответствующая такой неизменной токовой нагрузке Iр, которая эквивалентна фактической изменяющейся во времени нагрузке по наибольшему возможному тепловому воздействию на элемент системы электроснабжения. Вероятность превышения фактической нагрузки над расчетной не более 0,05 на интервале осреднения, длительность которого принята равной трем постоянным времени нагрева элемента системы электроснабжения 3T0, через который передается ток нагрузки (кабеля, провода, шинопровода, трансформатора и т.д.).
Для одиночных ЭП расчетная мощность принимается равной номинальной, для одиночных ЭП повторно-кратковременного режима — равной номинальной, приведенной к длительному режиму.
2.11. Коэффициент расчетной мощности Kр — отношение расчетной активной мощности Pр к значению KиPн группы ЭП
Коэффициент расчетной мощности зависит от эффективного числа электроприемников, средневзвешенного коэффициента использования, а также от постоянной времени нагрева сети, для которой рассчитываются электрические нагрузки.
Настоящими Указаниями приняты следующие постоянные времени нагрева /1/:
T0 = 10 мин — для сетей напряжением до 1 кВ, питающих распределительные шинопроводы, пункты, сборки, щиты. Значения Kр для этих сетей принимаются по табл. 1 или номограмме (см. рисунок);
T0 = 2,5 ч — для магистральных шинопроводов и цеховых трансформаторов. Значения Kр для этих сетей принимаются по табл. 2;
T0 >= 30 мин — для кабелей напряжением 6 кВ и выше, питающих цеховые трансформаторные подстанции и распределительные устройства. Расчетная мощность для этих элементов определяется при Kр = 1.
2.12 Коэффициент спроса группы ЭП Kс — отношение расчетной активной мощности к номинальной мощности группы
2.13. Коэффициент одновременности Kо — отношение расчетной мощности на шинах 6 — 10 кВ к сумме расчетных мощностей потребителей, подключенных к шинам 6 — 10 кВ РП, ГПП
K_{\text{о}} = P_{p\Sigma}/\Sigma P_{p}.
2.14. Расчетная активная мощность цеха, предприятия в целом, выраженная через удельные показатели электропотребления, равна
где Wуд — удельный расход электроэнергии на единицу продукции; M — годовой выпуск продукции в натуральном выражении; Pуд — удельная плотность максимальной нагрузки на 1 м2 площади цеха, предприятия.
2.15 Годовой расход электроэнергии определяется по выражениям:
Wа.г = PрTмKо; Wр.г = QрTм.рKо,
где Tм (Tм.р) — годовое число часов использования максимума активной (реактивной) мощности; Pр, Qр — расчетные нагрузки; Kо — коэффициент одновременности по табл. 3 при числе присоединений более 25.
3. Последовательность расчета электрических нагрузок
3.1 Расчет выполняется по форме Ф636-92 (табл. 4).
3.2. 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.
3.2.1. 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.
3.2.1.1. Все ЭП группируются по характерным категориям с одинаковыми Kи и tg\varphi . В каждой строке указываются ЭП одинаковой мощности.
3.2.1.2. 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.
3.2.1.3. В случаях, когда nэ определяется по упрощенному выражению (см. п. 3.2.5.2), все ЭП группируются построчно по характерным категориям независимо от мощности ЭП, а в графе 3 указываются максимальная и минимальная мощности ЭП данной характерной группы.
3.2.1.4. 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.
3.2.1.5. Для электродвигателей с повторно-кратковременным режимом работы их номинальная мощность не приводится к длительному режиму (ПВ = 100%).
3.2.1.6. При включении однофазного ЭП на фазное напряжение он учитывается в графе 2 как эквивалентный трехфазный ЭП номинальной мощностью
где pн.о, qн.о — активная и реактивная мощности однофазного ЭП.
При включении однофазного ЭП на линейное напряжение он учитывается как эквивалентный ЭП номинальной мощностью
q_{\text{н}} = \sqrt{3} q_{\text{н}.\text{о}}. p_{\text{н}} = \sqrt{3} p_{\text{н}.\text{о}};
3.2.1.7. 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.
3.2.1.8. При наличии в справочных материалах интервальных значений kи следует для расчета принимать наибольшее значение. Значения kи должны быть определены из условия, что вероятность превышения фактической средней мощности над расчетной для характерной категории ЭП должна быть не более 0,05.
3.2.2. В графах 7 и 8 соответственно записываются построчно величины KиPн и K_{\text{и}}P_{\text{н}}tg\varphi . В итоговой строке определяются суммы этих величин
\sum K_{\text{и}}P_{\text{н}} и \sum K_{\text{и}}P_{\text{н}}tg\varphi.
3.2.3 Определяется групповой коэффициент использования для данного узла питания
K_{\text{и}} = \sum K_{\text{и}}P_{\text{н}}/ \sum P_{\text{н}}.
Значение Kи заносится в графу 5 итоговой строки.
3.2.4. Для последующего определения nэ в графе 9 построчно определяются для каждой характерной группы ЭП одинаковой мощности величины \text{пр}_{\text{н}}^{2} и в итоговой строке — их суммарное значение \sum \text{пр}_{\text{н}}^{2} . При определении nэ по упрощенной формуле графа 9 не заполняется.
3.2.5 Определяется эффективное число электроприемников nэ следующим образом:
3.2.5.1 Как правило, nэ для итоговой строки определяется по выражению
\text{п}_{\text{э}} = (\sum \text{Р}_{\text{н}})^{2}/ \sum \text{пр}_{\text{н}}^{2}.
3.2.5.2. При значительном числе ЭП (магистральные шинопроводы, шины цеховых трансформаторных подстанций, в целом по цеху, корпусу, предприятию) nэ может определяться по упрощенной формуле
\text{п}_{\text{э}} = 2 \sum \text{Р}_{\text{н}}/\text{р}_{\text{н}.\text{макс}}.
3.2.5.3. Найденное по указанным выражениям значение nэ округляется до ближайшего меньшего целого числа. При nэ <= 4 рекомендуется пользоваться номограммой (см. рисунок).
3.2.6. 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 Kр.
3.2.7. Расчетная активная мощность подключенных к узлу питания ЭП напряжением до 1 кВ (графа 12) определяется по выражению
\text{Р}_{\text{р}} = K_{p} \sum K_{\text{и}}\text{Р}_{\text{н}}.
В случаях, когда расчетная мощность Pр окажется меньше номинальной наиболее мощного электроприемника, следует принимать Pр = pн.макс.
3.2.8 Расчетная реактивная мощность (графа 13) определяется следующим образом:
3.2.8.1 Для питающих сетей напряжением до 1 кВ в зависимости от nэ:
при nэ <= 10 Q_{p} = 1,1 \sum K_{\text{и}}P_{\text{н}}tg\varphi ,
при nэ > 10 Q_{p} = \sum K_{\text{и}}P_{\text{н}}tg\varphi .
3.2.8.2. Для магистральных шинопроводов и на шинах цеховых трансформаторных подстанций, а также при определении реактивной мощности в целом по цеху, корпусу, предприятию
Q_{p} = K_{\text{р}} \sum K_{\text{и}}P_{\text{н}}tg\varphi = P_{\text{р}}tg\varphi.
3.2.9. К расчетной активной и реактивной мощности силовых ЭП напряжением до 1 кВ должны быть при необходимости добавлены осветительные нагрузки Pр.о и Qр.о.
3.2.10. Значение токовой расчетной нагрузки, по которой выбирается сечение линии по допустимому нагреву, определяется по выражению
I_{p} = S_{p}/ \sqrt{3} U_{\text{н}} (графа 15),
где S_{p} = \sqrt{\text{Р}_{\text{р}}^{2} + Q_{p}^{2}} — полная расчетная мощность, кВ·А, (графа 14).
3.3. Расчет электрических нагрузок ЭП напряжением выше 1 кВ производится в целом аналогично расчету, приведенному в п. 3.2, с учетом следующих особенностей:
3.3.1. При получении от технологов коэффициентов, характеризующих реальную загрузку электродвигателей, в графу 5 заносится вместо Kи значение Kз, в графу 7 - значение KзPн.
3.3.2. Расчетная нагрузка цеховых трансформаторных подстанций (с учетом осветительной нагрузки и потерь в трансформаторах (см. п. 3.4)) заносится в графы 7 и 8.
3.3.3. Определяется число присоединений 6 — 10 кВ на сборных шинах РП, ГПП (графа 2 итоговой строки). Резервные ЭП не учитываются.
3.3.4. Эффективное число ЭП nэ не определяется и графы 9 и 10 не заполняются.
3.3.5. В зависимости от числа присоединений и группового коэффициента использования \sum K_{\text{и}}P_{\text{н}}/ \sum P_{\text{н}} , занесенного в графу 5 итоговой строки, по табл. 3 определяется значение коэффициента одновременности Kо. Значение Kо заносится в графу 11 (при этом Kр = 1, см. п. 2.11).
3.3.6 Расчетная мощность (графы 12 - 14) определяется по выражениям
\text{Р}_{\text{р}} = K_{o} \sum K_{\text{и}}\text{Р}_{\text{н}};
Q_{p} = K_{o} \sum K_{\text{и}}P_{\text{н}}tg\varphi = P_{p}tg\varphi;
S_{p} = \sqrt{\text{Р}_{\text{р}}^{2} + Q_{p}^{2}} .
3.4. Результирующий расчет нагрузок для каждой трансформаторной подстанции и выбор мощности трансформаторов рекомендуется выполнять по форме Ф202-90.
Результирующая нагрузка на стороне высокого напряжения определяется с учетом средств КРМ и потерь мощности в трансформаторах.
Значения коэффициентов расчетной нагрузки Kр для питающих сетей напряжением до 1000 В
Значения коэффициентов расчетной нагрузки Kр на шинах НН цеховых трансформаторов и для магистральных шинопроводов напряжением до 1 кВ
Значение коэффициента одновременности Kо для определения расчетной нагрузки на шинах 6 (10) кВ РП и ГПП
Расчет электрических нагрузок (форма Ф636-92)
| Исходные данные | Расчетные величины | Эффективное число ЭП <**> \text{п}_{\text{э}} = (\sum \text{Р}_{\text{н}})^{2}/ \sum \text{пр}_{\text{н}}^{2} | Коэффициент расчетной нагрузки, Kр | Расчетная мощность | Расчетный ток, А I_{p} = S_{p}/(\sqrt{3} U_{\text{н}}) | |||||||||
| по заданию технологов | по справочным данным | KиPн | K_{\text{и}}P_{\text{н}}tg\varphi | np_{\text{н}}^{2} | активная, кВт Pр = KрKиPн | реактивная, квар <**> Q_{p} = 1,1K_{\text{и}}P_{\text{н}}tg\varphi при nэ <= 10; Q_{p} = K_{\text{и}}P_{\text{н}}tg\varphi при nэ > 10 | полная, кВ·А S_{p} = \sqrt{\text{Р}_{\text{р}}^{2} + Q_{p}^{2}} | |||||||
| Наименование ЭП | Количество ЭП, шт. <*> | Номинальная (установленная) мощность, кВт <*> | Коэффициент использования Kи | Коэффициент реактивной мощности \frac{cos\varphi}{tg\varphi} | ||||||||||
| одного ЭП Pн | общая Pн = npн | |||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
<*> Резервные ЭП, а также ЭП, работающие кратковременно, в расчете не учитываются.
<**> При расчете электрических нагрузок для магистральных шинопроводов, на шинах цеховых трансформаторных подстанций, в целом по цеху, корпусу, предприятию:
допускается определять nэ по выражению
\text{п}_{\text{э}} = 2 \sum \text{Р}_{\text{н}}/\text{р}_{\text{н}.\text{макс}},
расчетная реактивная мощность принимается равной
Q_{p} = K_{\text{р}}K_{\text{и}}P_{\text{н}}tg\varphi = P_{\text{р}}tg\varphi.
Кривые коэффициента расчетных нагрузок Kр для различных коэффициентов использования Kи в зависимости от nэ (для постоянной времени нагрева T0 = 10 мин)
| Наименование | \frac{cos\varphi}{tg\varphi} | Расчетная нагрузка | Количество и мощность трансформаторов, шт.·кВ·А | ||
| кВт | квар | кВ·А | |||
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Жохов Б.Д. Анализ причин завышения расчетных нагрузок и возможность их коррекции//Промышленная энергетика. 1989. № 7. С. 7 — 9.
2. Справочные данные по расчетным коэффициентам электрических нагрузок, шифр М788-1069/ВНИПИ Тяжпромэлектропроект, 1990 г.