Педагогикалық қарым-қатынас

 

 

ПОКАЗАТЕЛИ  ГРАФИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ  НАГРУЗОК

Кривые изменения активной и реактивной мощностей и токов во времени называют графиками нагрузок по активной и реактивной мощностям и току. Согласно графики нагрузок подразделяют на индивидуальные: p(t), q(t), i(t) для отдельных приемников электроэнергии и групповые: P(r), Q(t), I(t) для группы приемников. Индивидуальные графики необходимы при определении нагрузок мощных приемников электроэнергии (электрических печей, главных приводов прокатных станов и т. п.).  При проектировании систем электроснабжения предприятий используют, как правило, групповые графики нагрузок (от нескольких приемников до всех приемников завода) различной продолжительности (суточные, годовые). Каждая отрасль промышленности имеет свой характерный график нагрузок, определяемый технологическим процессом производства .   

При расчетах и исследовании нагрузок применяют безразмерные показатели (коэффициенты) графиков нагрузок, характеризующие режим работы приемников электроэнергии по мощности или во времени. Коэффициенты графиков определяют для индивидуальных и групповых графиков активной, реактивной и полной мощностей и тока (табл.2). Условные обозначения показателей графиков приняты по [16]. Индивидуальные показатели,, для отдельных характерных групп приемников и групповые Кс принимают для различных отраслей промышленности по справочным данным [18]. Важное значение при расчетах нагрузок имеют групповые показатели — коэффициент формы графика нагрузки и коэффициент максимума нагрузки Км. Более подробно теоретические сведения по графикам нагрузки изложены в [17, 18].

 

    ПРИВЕДЕННОЕ ЧИСЛО ПРИЕМНИКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Под приведенным числом приемников группы различных по номинальной мощности и режиму работы понимают такое число однородных по режиму работы приемников одинаковой мощности, которое обусловливает ту же расчетную нагрузку, что и данная рассматриваемая группа различных по номинальной мощности и режиму работу приемников.

Приведенное число приемников группы определяют достаточно точно  по формуле

                               (22)

 

где в числителе стоит квадрат суммы номинальных активных мощностей всех приемников (т. е. квадрат групповой мощности) данной группы, а в знаменателе-сумма квадратов номинальных активных мощностей от-дельных приемников группы.

Если все приемники группы имеют одинаковую номинальную мощность , то Если приемники имеют различные номинальные мощности  то .Определение по формуле рекомендуется производить при числе приемников в группе до пяти. В условиях массовых расчетов и при большом числе приемников рекомендуется пользоваться упрощенными способами вычисления :

1) при числе фактических приемников в группе четыре и более допускается приведенное число считать равным фактическому n при отношении

                                                  (23)

где и-номинальные активные мощности наибольшего и наименьшего приемников в группе.

При определении величины могут быть исключены те наименьшие приемники группы, суммарная номинальная мощность которых не превышает 5 % суммарной номинальной мощности всей группы (при этом число исключенных приемников не учитывается также и в л);

2) при приведенное число приемников может быть определено по формуле

                                             (24)

Если найденное по этой формуле оказывается большим, чем фактическое, следует принимать .

При т.е. при невозможности использования изложенных способов упрощенного вычисления, приведенное число приемников определяют по кривым приведенным в [16].

 

  б). ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНИХ НАГРУЗОК И РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

 

  РАСЧЕТ СРЕДНИХ И СРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Средние нагрузки (за наиболее загруженную смену, и среднегодовые, ) имеют важное значение при расчетах и ис-следовании нагрузок, расхода и потерь электроэнергии. Величины и находят по показателям обследования электрических на¬грузок и проверяют по удельным расходам электроэнергии, известным для большинства производств [18].

Среднюю мощность за наиболее загруженную смену какой-либо группы силовых приемников с одинаковым режимом определяют умножением суммарной номинальной мощности группы рабочих прием-ников приведенной для приемников повторно-кратковременного режима работы к ПВ = 100%, на их групповой коэффициент использования

                                                              (25)

                                      (26)

Реактивные нагрузки приемников с отстающим током принимают со знаком «плюс», а с опережающим током (синхронные двигатели, статические конденсаторы)-со знаком «минус».

Среднюю реактивную мощность для труппы конденсаторов принимают  равной номинальной мощности группы с пересчетом ее на фактическое напряжение сети

                   (27)

Определение средних нагрузок за наиболее загруженную смену однофазных приемников независимо от степени неравномерности по фазам, создаваемой этими приемниками, производят аналогично трехфазным [16].

Среднюю активную мощность узла системы электроснабжения, включающего группы приемников с разными режимами работы, определяют суммированием средних активных мощностей отдельных групп приемников

 

а среднюю реактивную мощность определяют алгебраическим сложением средних реактивных мощностей отдельных групп приемников

 

где n-число групп приемников с отстающим током; число групп приемников с опережающим током.

При ориентировочных расчетах, когда отсутствуют данные для определения и по (25) и (26), их можно определить из выражений

(30)

=(31)

где, ,- годовые коэффициенты сменности по использованию активной и реактивной энергии, определяемые по справочным данным.

Среднюю активную мощность за наиболее загруженную смену осветительных приемников определяют по формуле

где - коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки, определяемый по справочным данным для характерных помещений.

Установленную мощность приемников освещения определяют также по удельной осветительной нагрузке на 1 поверхности пола, принимаемой по спра¬вочным данным, при известной производственной площади [18].

Для группы приемников электроэнергии в условиях эксплуатации среднеквадратическую мощность и определяют по показаниям счетчиков электроэнергии согласно выражениям

 

где - коэффициенты формы графиков нагрузки, определяемые опытным путем [17, 18].

           ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Наиболее часто расход электроэнергии определяют за год, реже-за месяц или наиболее загруженную смену. Годовой расход активной электроэнергии для отдельных цехов и предприятий в целом находят из соотношений

 

где - годовой фонд рабочего времени.

Если для данного вида производства значение Кс э неизвестно, а по технологическому заданию имеются сведения об относительных загрузках смен, то значение определяют по формуле

 

где - годовой фонд рабочего времени отдельных смен; - коэффициенты, учитывающие степень загрузки менее загруженных второй, третьей и четвертой смен;-коэффициент, учитывающий работу в выходные и праздничные дни и месячные колебания нагрузки ; сезонные изменения нагрузки учитывают введением соответствующего поправочного коэффициента <1 в величину . При ориентировочных расчетах допускается определять расход электроэнергии за год по формуле

 

где - годовое число часов использования максимума активной мощности, значение которого для разных отраслей промышленности и разного числа рабочих смен приводят в отраслевых инструкциях или справочных материалах.

При наличии прогрессивных  норм; удельного расхода электроэнергии на единицу продукции в натуральном выражении годовой расход электроэнергии, потребляемой цехом или предприятием в целом, определяют по формуле

 

где М-годовой выпуск продукции в натуральном выражении.

Значение является интегральным показателем расхода электроэнергии на единицу продукции (например, 1 т проката, один экскаватор, 1 т азотной кислоты, один автомобиль и т. п.). В значение входит и расход электроэнергии на вспомогательные нужды производств и освещение цехов [18]. Расчет годового расхода активной электроэнергии по (37) является контрольным по отношению к расчету по приведенным выше выражениям. При расхождениях этих расчетов более чем на 10% должны быть выяснены причины расхождений и внесены соответствующие коррективы в расчеты.

 Годовой расход реактивной энергии для приемников с отстающим током определяют по формулам, аналогичным (34) - (36), т. е.

 

 

 

Значениенаходят по отраслевым инструкциям или справочным материалам для соответствующего производства.

Общее годовое количество реактивной энергии, отдаваемой синхронными двигателями и конденсаторами, определяют по формуле

)

Годовое число часов работы силовых приемников зависит от характера производства и технологического процесса и может быть определено из выражения

 

где m-число нерабочих дней в году; n-число смен; -продолжительность смены, ч; -коэффициент, учитывающий время ремонта и другие простои производства, принимаемый равным 0,96 — 0,98;- годовое число часов, на которое сокращена продолжительность работы в предвыходные и предпраздничные дни.

Годовой расход активной энергии  для осветительных приемников определяют по формуле

 

где - годовое число использования осветительного максимума, значения которого принимают по справочным материалам в зависимости от географической широты местности, числа рабочих смен, продолжительности рабочей недели и назначения осветительной установки (внутреннее, наружное, рабочее или аварийное освещение и т. п.).

 

 

                в). ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ НАГРУЗОК

 

         ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ НАГРУЗОК

В зависимости от стадии проектирования и места расположения расчетного узла в схеме электроснабжения применяют методы определения электрических нагрузок упрощенные или более точные. Проектирование электроснабжения промышленных предприятий осуществляют, как правило, в два этапа: стадия проектного задания и стадия рабочих чертежей. На стадии проектного задания предварительный расчет электрических нагрузок производят приближенно на основании данных о суммарной Установленной мощности отдельных потребителей (отделения, цеха, корпуса и т. д.). На стадии рабочих чертежей производят окончательный уточненный расчет электрических нагрузок с использованием конкретных данных о единичных приемниках отделений, цехов и т. д.).

Определение расчетных нагрузок выполняют от низших к высшим ступеням системы электроснабжения по отдельным расчетным узлам в сетях напряжением до 1 кВ. На рис.1 представлен участок схемы элек-троснабжения промышленного предприятия с указанием наиболее характерных узлов, для которых производят расчет электрических нагрузок с целью выбора сечений питающих и распределительных сетей напряжением до 1 кВ и выше, числа и мощности трансформаторов ТП и ГПП, сечений шин распределительных устройств ТП, РП и ГПП, коммутационной и защитной аппаратуры напряжением до 1 кВ и выше и т. п.

В настоящее время в практике проектирования применяют несколько методов определения расчетных (ожидаемых) электрических нагрузок: 

       

Рис. 1. Участок схемы электроснабжения промышленного предприятия с нанесением характерных узлов расчета

 

    1) по установленной мощности и коэффициенту, меньшему единицы,

 

    2)   по средней мощности и коэффициенту, большему или равному единице,

 

или путем добавления к  средней мощности некоторой величины, характеризующей отклонение расчетной нагрузки от средней,

 

К первой группе следует  отнести метод определения расчетной нагрузки по установленной мощности и коэффициенту спроса. Ко второй группе относят следующие методы определения расчетной нагрузки: по средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузки, по средней мощности и коэффициенту максимума нагрузки (метод упорядоченных диаграмм показателей графиков нагрузки), по средней мощности и среднеквадратическому отклонению (статистический метод). 

Особую группу составляют методы определения расчетных нагрузок по удельным показателям производства, а именно: по удельному расходу электроэнергии на единицу продукции при заданном объеме выпуска продукции за определенный период, по удельной нагрузке на единицу производственной площади.

Общие рекомендации по выбору метода определения расчетных электрических нагрузок состоят в следующем:

1) для определения расчетных нагрузок по отдельным группам приемников и узлам напряжением до 1 кВ в цеховых сетях (см. рис.1, поз. 1, 2) используют метод упорядоченных диаграмм показателей графиков нагрузок согласно указаниям [16] и статистический метод;

2) для определения расчетных нагрузок на высших ступенях системы электроснабжения, начиная с цеховых шинопроводов или шин цеховых трансформаторных подстанций и кончая линиями, питающими предприятие (см. рис.1, поз. 3-7), применяют методы расчета, основанные на использовании средней мощности и коэффициентов , или среднеквадратического отклонения. В большинстве случаев значения и находятся в пределах 1,05 - 1,2;