Электрические силовые нагрузки - Современная усадьба

Содержание

КАРДИО и СИЛОВЫЕ. Как СОВМЕЩАТЬ?
4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ
4.2. Графики электрических нагрузок, их числовые характеристики
Электрические нагрузки
Зачем нужен ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ НАГРУЗКИ когда есть автомат? #энерголикбез
Определение расчетных нагрузок промышленных предприятий и сельских районов
Про расчет электрических нагрузок по РТМ 36.18.32.4-92
- Похожие статьи

КАРДИО и СИЛОВЫЕ. Как СОВМЕЩАТЬ?

Так как нагрузка измеряется в единицах мощности, она может быть активная Р_кВт, реактивная Q_кBapи полная S = √( P 2 + Q 2 ) кВА.

4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ

где Р i – мощность отдельного электроприемника; Р t – значение электронной нагрузки узла электронной сети, к которому присоединено n электроприемников. И чем больше n , тем больше основание не отторгать догадку о рассредотачивании электронной нагрузки по нормальному закону рассредотачивания вероятностей. Данное событие позволяет моделировать электронную нагрузку при решении определенных задач проектирования и управления электроэнергетическими объектами. При обозначенном представлении электронной нагрузки как случайного явления, т.е. при фиксированном времени, она рассматривается вроде бы в «статике».

Но таковой подход для решения задач по управлению электроэнергетическими объектами является очевидно недостающим. Потому часто нужно рассматривать электронную нагрузку в «динамике», когда её свойства как случайной величины меняются во времени. При таком представлении электронная нагрузка является случайным процессом и нрав её поведения может быть описан теорией случайных процессов. Случайным процессом именуют таковой процесс, определенный вид которого в итоге реализации заблаговременно неизвестен. Электронная нагрузка на практике, как случайный процесс, всегда имеет только одну (из бессчетного огромного количества вероятных) реализацию, которая является следствием случайного функционирования электрифицированных технологических процессов.

Эта реализация, разумеется, есть обыденный (неслучайный) процесс, который может быть представлен графически (рис.4.1). При фиксированном времени t (другими словами в сечении времени t ) случайный процесс преобразуется в случайную величину, а его реализация в значение случайной величины P(t) . В процессе предстоящего изложения электронная нагрузка будет рассматриваться или как случайный процесс, или как случайная величина,

зависимо от того, рассматривается ли она на всем спектре конфигурации времени t либо при его фиксированном значении. P P(t) Θ

Рис.4.1. Реализация электронной нагрузки С обобщенной точки зрения электронная нагрузка может быть представлена как итог электрифицированной жизнедеятельности человека в разных её сферах: в индустрии, в быту, в сельском хозяйстве и т.д. Потому нрав конфигурации её во времени находится в зависимости от нрава нареченной жизнедеятельности человека, на который влияют огромное количество причин, приводящих к тому, что электронная нагрузка проявляет изменчивый нрав во времени. Эта изменчивость формируется, в главном, под действием таких природных явлений как суточное и годичное вращение земли, сказывающееся в смене времени суток и года, а так же принятых человеком понятий рабочего и выходного денька.

Но обозначенная изменчивость поведения электронной нагрузки, обычно, проявляет определенные устойчивые закономерности, дозволяющие сделать и использовать методики для физико-математического

представления электронной нагрузки на стадиях проектирования и управления электроэнергетическими объектами.

4.2. Графики электрических нагрузок, их числовые характеристики

Как было определено выше – электронная нагрузка является случайным процессом и графически может быть представлена в виде безпрерывно изменяющейся реализации (рис.4.1). Для решения практических задач по управлению режимами работы электроэнергетических объектов такая форма представления инфы об электронной нагрузке неприемлема, т.к. она не отражается в виде числовой последовательности и, как следует, исключается возможность использования цифровых технических систем для обработки этой инфы. Таким макаром, исходя из этого, информацию об электронной нагрузке, представленную в виде реализации случайного процесса, нужно конвертировать в числовую последовательность без утраты инфы о таковой принципиальной характеристике, как количестве электроэнергии, переданной по элементу электронной сети. Таким преобразованием является оценка средних значений электронной нагрузки на поочередных интервалах реализации Θ (рис.4.1, часто используют интервалы длиной 30 или 60 минут) одинаковой длины по выражению

1 t +Θ
P Θ =	∫ P ( t ) dt , t = 1,2. n ,	(4.2)
			Θ
t

где n соответствует длине рассматриваемого интервала времени Т . Эта форма представления информации называется графиком электрической нагрузки и может быть определена для полного тока ( I(t) ), активной, реактивной и полной мощности ( P(t) , Q(t) , S(t) ). Для решения некоторых практических задач часто используются следующие числовые характеристики графиков электрической нагрузки: • Среднее значение на интервале Т

1	n	1
I cp =	∑ I i =	∑ I r τ r ,	(4.3)
				T
n i = 1		r

где n – число одинаковых интервалов осреднения (ступенек) на графике I(t) ; i – номер интервала осреднения на графике I(t) ; I i – величина i -й ступеньки графика I(t) ; I r – величина r -й ступеньки, когда интервалы осреднения различной длины, и в данном случае τ r – длительность r -й ступеньки; • Среднеквадратическое или эффективное значение нагрузки на интервале Т

I cк = I эф =	1	n	1	∑ I r 2 τ r ;
	∑ I i 2 =	T
n i = 1			r

• Дисперсия нагрузки на интервале Т

1	n	1
D I = σ I 2	=	∑ ( I i − I cp ) 2 =	∑ ( I i − I cp ) 2 τ r ;
				T
n i = 1		r

• Коэффициент максимума нагрузки K max = I I max ≥ 1; ср • Коэффициент формы графика

K ф =	I ск		≥ 1;
	I ср
• Коэффициент заполнения
K зап =		I ср		≤ 1;
		I max

• Коэффициент равномерности

K p =	I min	≤ 1.
	I max
В частном случае, если I t =const ,
K max = 1, K ф = 1,	I эф = I cp = I max = I min .

(4.4) (4.5) (4.6) (4.7) (4.8) (4.9)

Электрические нагрузки

Электрической нагрузкой какого-либо элемента сети называется мощность, которой нагружен данный элемент сети. Например, если по кабелю передается мощность 120 кВт, то нагрузка кабеля равна тоже 120 кВт. Точно так же можно говорить о нагрузке на шины подстанции или на трансформатор и т. д. Величина и характер электрической нагрузки зависят от потребителя электрической энергии, который может быть назван приемником электрической энергии .

Наиболее распространенным и важным в производстве приемником является электродвигатель. Главными потребителями электрической энергии на промышленных предприятиях являются трехфазные двигатели переменного тока. Электрическая нагрузка электродвигателя определяется величиной и характером механической нагрузки.

Нагрузки необходимо покрывать от источника электрической энергии, которым является электростанция. Обычно между генератором и потребителем электрической энергии существует целый ряд элементов электрической сети. Например, если двигатели, приводящие в движение механизмы в цеху питаются от сети напряжением 380 В, то в цеху или около цеха должна быть расположена цеховая трансформаторная подстанция, на которой установлены силовые трансформаторы для питания цеховых установок (для покрытия цеховых нагрузок).

Трансформаторы через кабели или воздушные провода питаются либо от более мощной подстанции, либо от промежуточного распределительного пункта высокого напряжения, или, что часто встречается на предприятиях, от тепловой электрической станции предприятия. Во всех случаях покрытие нагрузок осуществляется от генераторов электрической станции. При всем этом минимальное значение нагрузка имеет на конечном пункте, например в цехе.

По мере приближения к источнику питания нагрузка растет за счет потерь энергии в передающих звеньях (в проводах, трансформаторах и т. д.). Наибольшего значения она достигает у источника питания — у генератора электрической станции.

Поскольку нагрузка измеряется в единицах мощности, она может быть активная Р_кВт, реактивная Q_кBapи полная S = √( P 2 + Q 2 ) кВА.

Нагрузка также может быть выражена в единицах тока. Если, например, по линии протекает ток I = 80 А, то эти 80 А являются нагрузкой линии. При прохождении тока по любому элементу установки выделяется тепло, в результате чего этот элемент (трансформатор, преобразователь, шины, кабели, провода и др.) нагревается.

Допустимые мощности (нагрузки) на данные элементы электротехнической установки (машины, трансформаторы, аппараты, провода и др.) определяются величиной допустимой температуры. Ток, протекающий по проводам, помимо потерь мощности, вызывает потери напряжения, которые не должны превышать величин, регламентированных руководящими указаниями.

В реальных установках нагрузка в виде тока или мощности не остается в течение суток неизменной, и поэтому в практику расчетов введены определенные термины и понятия различных видов нагрузок.

Номинальная активная мощность электродвигателя — мощность, развиваемая двигателем на валу при номинальном напряжении и токе якоря (ротора).

Номинальная мощность любого приемника , кроме электродвигателя это потребляемая им активная мощность Р_н(кВт) или полная мощность S _н(кВА) при номинальном напряжении.

Паспортная мощность Рпасп электроприемника в повторно-кратковременном режиме приводится к номинальной длительной мощности при ПВ = 100% по формуле P _н= P _пасп√ПВ

При всем этом ПВ выражен в относительных единицах. Например, двигатель с паспортной мощностью Р_пасп= 10 кВт при ПВ = 25%, приведенный к номинальной длительной мощности ПВ = 100%, будет иметь мощность P _н= 10 √25 = 5 кВт.

Групповая номинальная мощность (установленная мощность) — сумма номинальных (паспортных) активных мощностей отдельных рабочих электродвигателей, приведенных к ПВ = 100%. Например, если Р_н1= 2,8, Р_н2= 7, Р_н3= 20 кВт, Р_4пасп= 10 кВт при ПВ = 25%, то P _н= 2,8 + 7 + 20 + 5 = 34,8 кВт.

Расчетная, или максимальная активная, Рм, реактивная Qм и полная S м мощность, также максимальный ток I м представляют собой наибольшие из средних величин мощностей и токов за определенный промежуток времени, измеряемый 30 мин. Вследствие этого расчетная максимальная мощность иначе называется получасовой или 30-минутной максимальной мощностью Рм = Р30. Соответственно, I м= I зо.

Расчетный максимум тока I м = I30 = √(P _м2 + Q _м2 )/(√3 U н) или I м = I30 = P _м/( √3 U _нС osφ) , где С osφ — средневзвешенное значения коэффициента мощности за расчетное время (30 мин.)

Графиком электрических нагрузок принято называть графическое изображение расходуемой мощности за определенный отрезок времени. Различают суточный и годовой графики нагрузок. Суточный график показывает зависимость расходуемой мощности от времени в течение суток. По вертикали откладывается нагрузка (мощность), по горизонтали — часы суток.

Годовой график определяет зависимость расходуемой мощности от времени в течение года.

По своей форме графики электрических нагрузок для различных производств и потребителей сильно отличаются друг от друга.

Необходимо различать графики: цеховых нагрузок и нагрузок на шинах главного распределительного устройства собственной электростанции или подстанции. Эти два графика отличаются друг от друга сначала по абсолютным величинам почасовых нагрузок, также по своему виду.

График на шинах электростанции (ГРУ) получается путём суммирования нагрузок по всем цехам предприятия и прочим потребителям, включая и внешних потребителей. При всем этом к цеховым нагрузкам следует прибавить потери мощности в цеховых трансформаторах и проводах, подводящих к трансформаторам. Вполне естественно, что на шинах ГРУ мощность значительно превышает мощность каждой отдельно взятой подстанции.

Про электрические нагрузки жилых зданий: Суточные графики нагрузки жилых зданий

Зачем нужен ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ НАГРУЗКИ когда есть автомат? #энерголикбез

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Определение расчетных нагрузок промышленных предприятий и сельских районов

Величина мощности, месторасположение и вид электроприемников определяют структуру схемы и параметры элементов электроснабжения промышленных предприятий и сельского хозяйства.

При проектировании обычно определяют три вида нагрузок:

1. среднюю за максимально загруженную смену P ср. max и среднегодовую P ср. Величина P ср. max необходима дли определения расчетной активной нагрузки P р, а величина P ср для определения годовых потерь электроэнергии.

2. расчетную активную P р и реактивную Q р величины необходимы для расчета сетей но условиям допустимого нагрева, выбора мощности трансформаторов и преобразователей, также для определения максимальных потерь мощности, отклонения и потерь напряжения;

3. максимальную кратковременную (пусковой ток) I и, данная величина необходима для проверки колебании напряжения, определения тока трогания токовой релейной защиты, выбора плавких вставок предохранителей и проверки электрических сетей по условиям самозапуска двигателей

Для определения средней мощности за наиболее загруженную смену P ср. max электроприемники (ЭП) рассматриваемого узла системы электроснабжения делят на m групп по характерным значениям коэффициентов использования k исп и мощности cos φ н .

Тогда для каждой группы

где P ном. m – номинальная мощность рабочих ЭП группы m , приведенная для ЭП повторно-кратковременного режима к длительному режиму:

Здесь P у — установленная мощность; ПВ — паспортная продолжительность включения, о. е.

Тогда среднесменная мощность по узлу равна:

Средняя активная нагрузка понизительных трансформаторов (20—6/0,4 кВ) определяется аналогично, но с добавлением осветительных нагрузок:

где kc.o — коэффициент спроса; Pe.o — суммарная установленная мощность осветительной нагрузки.

Расчетные нагрузки промышленных предприятий.

Для определения расчетной нагрузки существует ряд методов:

• удельного расхода электроэнергии;

• технологического графика работы электроприемников;

Рассмотрим основные положения вышеприведенных методов.

1. Метод удельного расхода электроэнергии. При использовании этого метода в качестве расчетной принимают фазную нагрузку наиболее загруженной смены работы P ср. max

где Мсм. — объем выпуска продукции за смену;

Эу — удельный расход электроэнергии на единицу продукции;

Тсм — продолжительность наиболее загруженной смены.

2. Метод технологического графика. Для групп электроприемников автоматизированного или строго ритмичного поточного производства расчетную нагрузку определяют из общего графика нагрузки, строящегося на основе технологического графика работы отдельных электроприемников и соответствующих им мощностей.

3. Статистический метод. Принимая, что при расчетах нагрузок можно применять нормальный закон распределения, расчетную нагрузку определяют из уравнения

Про расчет электрических нагрузок по РТМ 36.18.32.4-92

где P ср — среднее значение (математическое ожидание) нагрузки за рассматриваемый интервал времени;

β — принятая кратность меры рассеяния (коэффициент надежности расчета);

σт — среднее квадратичное отклонение нагрузки осредненной в интервале Т= 0,5 ч. Если принять, что ожидаемая нагрузка с вероятностью 0,005 может превысить значение P р, то согласно интегральной кривой нормального распределения β =2,5; если вероятность 0,025, то β =2,0 .

4. Метод упорядоченных диаграмм. Этот метод является основным для определения расчетных нагрузок промышленных предприятий. Здесь

где km — коэффициент максимума нагрузки;

k и — коэффициент использования данной группы п электроприемников;

P ном — номинальная мощность всех рассматриваемых электроприемников n.

Значение km зависимо от коэффициента использования и эффективного числа электроприемников ( n ф) можно найти по кривым km = f (k и, n ф) или по таблице.

Расчетные нагрузки сельских районов.

Для определения нагрузок в различных точках системы электроснабжения сельского хозяйства рассчитываются нагрузки на вводах отдельных потребителей. Нагрузки на вводах потребителей, имеющих только освещение и менее трех силовых электроприемников, приближенно можно принять равными арифметической сумме установленных мощностей электроприемников и освещения. Нагрузки групп помещений соизмеримой мощности определяются с учетом коэффициентов одновременности ko . Нагрузки вводов жилых помещений в сельской местности находятся по номограмме (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость удельной расчетной нагрузки (кВт/дом) на вводе в дом в сельской местности и годового потреблении электроэнергии (кВт.ч/дом) за расчетный период (лет) от годового потребления (кВт.ч/дом)

При проектировании внешних сетей 0,38 кВ расчетные нагрузки на вводе сельских жилых домов с электроплитами принимаются равными 6 кВт, а с электроплитами и водонагревателями — 7,5 кВт. Нагрузки бытовых кондиционеров учитываются путем увеличения расчетных нагрузок на вводах жилых домой на 1 кВт.

Для вновь электрифицируемых населенных пунктов, также при отсутствии сведений об электропотреблении в электрифицированных домах расчетная нагрузка на вводах в дома принимается:

а) в населенных пунктах с преимущественно старой застройкой (более 60% домов, построенных свыше 20 годов назад) с газификацией — 1,5кВт, без газификации— 1,8 кВт,

б) с преимущественно новой застройкой с газификацией—1,8 кВт, без газификации—2,2 кВт.

в) для вновь строящихся благоустроенных квартир в городах, поселках городского типа, поселках при крупных животноводческих и других комплексах с газификацией — 4 кВт, без газификации — 5 кВт.

Согласно методическим указаниям по расчету электрических нагрузок в сетях напряжением 0,38—110 кВ сельскохозяйственного назначения расчетные активные (реактивные) нагрузки рекомендуется определять статистическим методом, т. е. по средней мощности и отклонению расчетной нагрузки от средней:

где P ср. i , Q ср. i — среднее значение дневной или вечерней нагрузки на вводе i-го потребителя, на i-м участке линии, на шинах i-й подстанции.

Для определения расчетных нагрузок сетей 0,38 кВ или подстанций 35—10/0,38 кВ используются статистические данные о нагрузках ( , , , ) всех рассматриваемых потребителей как для дневного, так и для вечернего максимумов. Суммирование проводится отдельно по вечерним и дневным нагрузкам и выбирается наибольшая полная расчетная нагрузка

При определении нагрузок сетей 10—110 кВ суммирование нагрузок трансформаторных подстанций (ТП) выполняется ежечасно по типовым суточным графикам активной и реактивной мощностей с учетом сезонности (дневные и вечерние максимумы отдельно не учитываются).

При отсутствии надежных статистических данных о нагрузках рекомендуется использовать методику расчета, базирующуюся на применении коэффициента одновременности (отношения совмещенной максимальной нагрузки к сумме максимумов) нагрузок отдельных потребителей или их групп в виде

где Рр.д, Рр.в — соответственно расчетная дневная и вечерняя нагрузки на участке линии или шинах трансформаторной подстанции; ko — коэффициент одновременности; Рд .i , Рв .i — дневная, вечерняя нагрузки на вводе i-го потребителя или i-го элемента сети.

Допускается определение расчетных нагрузок по одному режиму: дневному при суммировании производственных потребителей или вечернему при суммировании бытовых потребителей.

Последние выражения рекомендуется только для однородных потребителей. При смешанной нагрузке отдельно определяются нагрузки на участках сети с домами, производственными, общественными и коммунальными предприятиями с использованием соответствующих коэффициентов одновременности.

Значения коэффициента мощности на участках сетей 10—110 кВ определяются зависимо от отношения расчетных нагрузок производственных потребителей к суммарной расчетной нагрузке P Σ . Значение P Σ вычисляется как сумма нагрузок производственных и коммунально-бытовых потребителей, определяемых по расчетным нагрузкам на шинах трансформаторных подстанций.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети: