Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
11. Номинальная мощность (определение).
Номинальная активная мощность ЭП () – это мощность, потребляемая из сети при номинальной нагрузке ЭП, при которой он должен работать длительное время в установившемся режиме без превышения допустимой температуры.
Для длительного режима работы ЭП равна паспортной величине :
.
Для приемников, работающих в повторно-кратковременном режиме, номинальную мощность определяют по паспортной мощности путем приведения ее к длительному режиму работы (ПВ=1) в соответствии с формулами:
, или ,
где паспортная величина, о.е.; – коэффициент включения, рассчитывается по графику нагрузки ЭП, см. формулу (2.1).
Для электродвигателей мощность, потребляемая из сети, называется присоединенной мощностью и определяется по выражению:
,
где – номинальная мощность, развиваемая на валу двигателя, кВт;
– номинальный КПД электродвигателя, о.е.
Номинальная реактивная мощность ЭП () – реактивная мощность, потребляемая им из сети при номинальной активной мощности и номинальном напряжении.
Для ЭП, работающего в длительном режиме, величина вычисляется по формуле
,
где соответствует номинальному ЭП ( – паспортная величина).
Для ЭП, работающего в повторно-кратковременном режиме, величина вычисляется по формуле
.
Номинальная полная мощность ЭП
.
12. Расчетная мощность (определение)
Одним из основных этапов проектирования систем электроснабжения объекта является правильное определение ожидаемых (расчетных) электрических нагрузок как отдельных ЭП, так и узлов нагрузки на всех уровнях системы электроснабжения.
Расчетные значения нагрузок – это нагрузки, соответствующие такой неизменной токовой нагрузке (), которая эквивалентна фактической изменяющейся во времени нагрузке по наибольшему тепловому воздействию (не превышая допустимых значений) на элемент системы электроснабжения.
Существуют различные методы определения расчетных электрических нагрузок, которые в свою очередь делятся на основные; и вспомогательные.
К расчётным электрическим нагрузкам относятся расчётные значения активной мощности (), реактивной мощности (), полной мощности () и тока ().
13. Среднеквадратичная мощность (определение)
Среднеквадратичное значение активной мощности отдельного ЭП за рассматриваемый промежуток времени
,
где – среднеквадратичное значение активной мощности электроприемника, кВт; – активная мощность, потребляемая ЭП за рассматриваемый промежуток времени (определяется из графика нагрузки по активной мощности), кВт; – интервал времени за который определяется , мин, ч.
При наличии графиков потребления реактивной мощности среднеквадратичное значение реактивной мощности определяется аналогично.
Среднеквадратичное значение реактивной мощности ЭП за рассматриваемый промежуток времени
,
где – среднеквадратичное значение реактивной мощности электроприемника, кВ·Ар; – активная мощность, потребляемая ЭП за рассматриваемый промежуток времени (определяется из графика нагрузки по реактивной мощности), кВ·Ар; – интервал времени, за который определяется , мин, ч.
При отсутствии графиков потребления реактивной мощности, среднеквадратичное значение реактивной мощности
,
где – соответствует номинальному ЭП ( – паспортная величина).
По известным среднеквадратичным значениям активной и реактивной мощностей определяются среднеквадратичные значения полной мощности и тока.
Среднеквадратичное значение полной мощности ЭП за рассматриваемый промежуток времени
,
где – среднеквадратичное значение полной мощности ЭП, кВ·А.
Среднеквадратичное значение тока ЭП за рассматриваемый промежуток времени
,
где – среднеквадратичное значение тока ЭП, А; – номинальное напряжение ЭП, кВ.
14. Максимальное значение электрических нагрузок (определение)
В зависимости от продолжительности различают два вида максимальных электрических нагрузок:
- максимальные длительные нагрузки;
- максимальные кратковременные нагрузки.
За максимальные длительные нагрузки принимаются максимальные значения активной, реактивной, полной мощности и тока продолжительностью за принятый интервал осреднения по допустимому нагреву элементов СЭС 30 минут.
Максимальная нагрузка за 30 минут в проектной практике принимается за расчетную нагрузку по допустимому нагреву. При учебном проектировании интервал осреднения принимается продолжительностью, равной 60 минутам.
Значения максимальных длительных нагрузок определяются по графикам нагрузок за характерный промежуток времени (за наиболее загруженную смену, сутки).
За максимальные кратковременные нагрузки принимаются пиковые нагрузки продолжительностью 1 – 2 с. Определение пиковых нагрузок сводится к определению пиковых токов. Значения пиковых токов определяют, как правило, пусковые токи электрических машин.
15. Расчет средних значений электрических нагрузок ЭП.
Среднее значение изменяющейся во времени нагрузки является ее основной статистической характеристикой. Среднее значение нагрузки рассматривается за определенный период времени (цикл, смена, сутки, месяц, год) и определяется по графику нагрузок электроприемника:
- среднее значение активной мощности электроприемника
или , или ,
где среднее значение активной мощности отдельного ЭП, кВт; – количество активной энергии, потребляемой электроприемником за рассматриваемый период времени t, кВт·ч; – время, мин, ч, сутки; – активная мощность, потребляемая ЭП, за рассматриваемый промежуток времени (мин, ч, сутки), по характерному графику нагрузки ЭП, кВт; – коэффициент использования, рассчитывается по графику нагрузки электроприемника (или справочные данные);
- среднее значение реактивной мощности для отдельного ЭП
или ,
где – среднее значение реактивной мощности ЭП, кВ·Ар; – количество реактивной энергии, потребляемой электроприемником за рассматриваемый период времени t, кВ·Ар·ч (при наличии графика нагрузки по реактивной мощности); – соответствует номинальному ЭП ( – паспортная величина);
- среднее значение полной мощности для отдельного ЭП
,
где – среднее значение полной мощности электроприемника, кВ·А;
- среднее значение тока индивидуального электроприемника
,
где – среднее значение тока ЭП, А; – номинальное напряжение ЭП, кВ.
16. Методы определения расчетных электрических нагрузок
Расчетные значения нагрузок – это нагрузки, соответствующие такой неизменной токовой нагрузке (), которая эквивалентна фактической изменяющейся во времени нагрузке по наибольшему тепловому воздействию (не превышая допустимых значений) на элемент системы электроснабжения.
Существуют различные методы расчета электрических нагрузок, которые в свою очередь делятся на: на основные и вспомогательные.
Основные методы расчета электрических нагрузок
- По номинальной мощности и коэффициенту использования;
- По номинальной мощности и коэффициенту спроса;
- По средней мощности и расчетному коэффициенту;
- По средней мощности и отклонению расчетной нагрузки от средней;
- По средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузки.
Применение того или иного метода определяется допустимой погрешностью расчетов и наличием исходных данных.
К вспомогательным методам относятся методы определения расчетных электрических нагрузок по удельным показателям:
- метод расчета по удельному расходу электроэнергии на единицу продукции за определенный период времени;
- метод расчета по удельной мощности на единицу производственной площади.
17. Основные методы определения расчетных электрических нагрузок.
Расчетные значения нагрузок – это нагрузки, соответствующие такой неизменной токовой нагрузке (), которая эквивалентна фактической изменяющейся во времени нагрузке по наибольшему тепловому воздействию (не превышая допустимых значений) на элемент системы электроснабжения.
Существует несколько основных методов расчета электрических нагрузок:
- По номинальной мощности и коэффициенту использования;
- По номинальной мощности и коэффициенту спроса;
- По средней мощности и расчетному коэффициенту;
- По средней мощности и отклонению расчетной нагрузки от средней;
- По средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузки.
Применение того или иного метода определяется допустимой погрешностью расчетов и наличием исходных данных.
18. Вспомогательные методы определения расчетных электрических нагрузок.
К вспомогательным методам относятся методы определения расчетных электрических нагрузок по удельным показателям:
- метод расчета по удельному расходу электроэнергии на единицу продукции за определенный период времени;
- метод расчета по удельной мощности на единицу производственной площади.
Первый метод
Для потребителей электрической энергии с неизменной или мало изменяющейся во времени нагрузкой расчетная нагрузка совпадает со средней нагрузкой за наиболее загруженную смену. В данном случае расчетное значение нагрузок может быть определено по удельному расходу электрической энергии на единицу продукции при заданном объеме выпуска за определенный период времени (например, за наиболее загруженную смену, месяц, год).
Значение активной расчетной мощности за наиболее загруженную смену
,
где – среднее значение потребляемой активной мощности за наиболее загруженную смену, кВт; – удельный расход активной электроэнергии на единицу продукции за наиболее загруженную смену, кВт×ч; – количество продукции, выпускаемой за смену, шт., т; Тсм– продолжительность наиболее загруженной смены, ч.
Остальные показатели расчетных нагрузок (, , и ) по данному методу определяются по аналогии с предыдущими методами расчета электрических нагрузок.
Удельный расход электроэнергии на единицу продукции ориентировочно можно принять по статистическим данным действующих предприятий с аналогичным технологическим процессом.
Второй метод
Метод определения расчетной нагрузки по удельной мощности на единицу производственной площади применяется при проектировании сетей, которые характеризуются большим количеством электроприемников малой и средней мощности, равномерно распределенных по площади производственного помещения.
Расчетная нагрузка по данному методу определяется по номинальной мощности и коэффициенту спроса, т.к. количество электроприемников велико, а исходные данные по отдельным электроприемникам, как правило, отсутствуют.
Активная расчетная мощность определяется по выражению
,
где – расчетное значение активной мощности для группы ЭП, расположенных на данной территории, кВт; – средневзвешенный коэффициент спроса группы ЭП, для которых определяется расчетное значение мощности; – номинальная суммарная активная мощность группы электроприемников, расположенных на данной территории, кВт;
При отсутствии перечня оборудования, расположенного на данной территории, номинальная мощность группы электроприемников по данному методу определяется по формуле
,
где – активная номинальная мощность группы электроприемников, кВт;
– удельная мощность на 1 м2 производственной мощности, кВт/м2;
– площадь, на которой размещена группа приемников, м2.
Удельную мощность нагрузки определяют по статистическим данным или справочной литературе для однородных производств. Её значение зависит от многих факторов.
Остальные показатели расчетных нагрузок (, , и ) по данному методу определяются по аналогии с предыдущими методами расчета электрических нагрузок.
Метод применим для ориентировочных расчетов, однако получил широкое применение при расчете мощности осветительных нагрузок отдельных корпусов подразделений предприятия, т.к. осветительная нагрузка равномерно распределена по площади подразделения.
19. Определение расчетной мощности в узле нагрузки.
Расчет силовых нагрузок, создаваемых группой ЭП напряжением до 1 кВ на шинах цеховых ТП или силовых пунктов, питающих данное подразделение (цех), производится:
- по средней мощности и расчетному коэффициенту;
- по номинальной мощности и коэффициенту спроса.
Пример схемы узла нагрузки
При наличии данных о числе ЭП, их мощности и режимах их работы расчет силовых нагрузок до 1 кВ рекомендуется проводить по средней мощности () и расчетному коэффициенту (). Расчетный коэффициент определяется по упорядоченным диаграммам. Поэтому данный метод носит название – метод упорядоченных диаграмм.
Для расчета нагрузок необходимы исходные данные по каждому ЭП: количество и номинальная мощность ЭП (); коэффициент использования по активной мощности (); коэффициент активной мощности (cos) и режим работы. При различных режимах работы ЭП их необходимо привести к длительному режиму (ПВ=1).
Для определения расчетной мощности узла нагрузки по методу упорядоченных диаграмм все электроприемники разбиваются на подгруппы с учетом их подключения к узлу питания (силовой пункт, щит, сборка и т.п.).
По сформированным подгруппам ЭП определяются эффективное число электроприемников и средневзвешенный коэффициент использования данной подгруппы.
- Активная расчетная мощность группы электроприемников, подключенных к узлу питания напряжением до 1 кВ, определяется по выражениям
,
где – активная расчетная мощность узла нагрузки, кВт; – расчетный коэффициент подгруппы, определяемый как , о.е.; – номинальная и средняя мощности ЭП, входящих в подгруппу, кВт; – коэффициент использования индивидуального ЭП в подгруппе, о.е.; – активная суммарная мощность ЭП, входящих в подгруппу, кВт; – средневзвешенный коэффициент использования по активной мощности для ЭП, входящих в подгруппу, о.е.; – число ЭП в подгруппе.
Расчетный коэффициент определяется в зависимости от средневзвешенного коэффициента использования по активной мощности для подгруппы и эффективного числа электроприемников подгруппы. Значение расчетного коэффициента определяется по кривым этой зависимости или по таблицам с учетом постоянной времени нагрева сети, для которой рассчитываются электрические нагрузки.
Более точное значение расчетного коэффициента определяется по кривым зависимости .
Более подробно см. вопрос 21.
После определения расчетных нагрузок подгрупп ЭП по узлам питания (силовой пункт, щит, сборка и т.п.) рассчитывается нагрузка всего подразделения (цеха, корпуса и т.п.). Подразделение рассматривается как центр питания всех подгрупп ЭП, а расчетные нагрузки подгрупп ЭП составляют группу нагрузок всего подразделения. Расчет нагрузок подразделения в целом производится аналогично, как и для подгрупп ЭП. Но вместо мощностей и коэффициентов индивидуальных ЭП необходимо подставлять мощности и коэффициенты, рассчитанные для подгруппы ЭП. При расчете суммарной нагрузки подразделения в целом необходимо учитывать осветительную нагрузку всего подразделения (цеха).
Метод определения расчетных нагрузок по номинальной мощности и коэффициенту спроса применяется, как правило, для группы ЭП, работающих в длительном режиме (ПВ=1). Для определения расчетных нагрузок по этому методу необходимо знать номинальную мощность группы приемников (производства, цеха и т.п.), коэффициент спроса данной группы ЭП и значение коэффициента мощности данной группы.
Расчетные нагрузки по данному методу определяются по следующим выражениям:
- активная расчетная мощность
,
где – расчетное значение активной мощности узла нагрузки (цеха и т.п.), кВт; – средневзвешенное значение коэфф. спроса группы ЭП подразделения предприятия, о.е.;
- расчетная реактивная мощность
,
где – расчетное значение реактивной мощности узла нагрузки (цеха и т.п.), кВт; – значение коэффициента реактивной мощности, соответствующего средневзвешенному значению группы ЭП данного подразделения;
20. Коэффициенты, характеризующие режим работы электроприёмников.
При проектировании и эксплуатации СЭС для характеристики режимов работы электроприемников и графиков их нагрузок часто используют не сами графики нагрузок, а их расчетные величины и коэффициенты, характеризующие эти графики нагрузок. При расчетах нагрузок, как правило, пользуются графиками активной мощности. Остальные показатели нагрузок определяются по активной мощности с учетом поправочных коэффициентов.
Коэффициент включения
Коэффициент включения характерен для графика нагрузки отдельного ЭП, работающего в повторно-кратковременном режиме, и зависит от характера технологического процесса.
Коэффициент включения по графику активной мощности есть отношение времени работы ЭП к времени цикла :
,
где время работы ЭП, мин, ч; время цикла, мин, ч; время паузы, мин, ч.
Так как , то . Время работы, паузы и цикла определяются по графику нагрузки ЭП. Для ЭП, работающих в длительном режиме с равномерным графиком нагрузки, . На практике коэффициент включения задается как паспортная величина, характеризующаяся продолжительностью включения ЭП (), %.
Коэффициент использования
Коэффициент использования активной мощности индивидуального ЭП () или группы ЭП () есть отношение среднего значения потребленной активной мощности индивидуальным ЭП () или группой ЭП () за наиболее загруженную смену к его (их) активной номинальной мощности ( или ).
Для отдельного ЭП:
,
где – среднее значение потребленной активной мощности ЭП за наиболее загруженную смену, кВт; – номинальная активная мощность ЭП, кВт.
Так как , то . Для ЭП, работающего в длительном режиме с равномерным графиком загрузки, .
Для группы ЭП, работающих в одинаковом режиме:
,
где – среднее значение потребленной активной мощности группой ЭП за наиболее загруженную смену, кВт; – номинальная активная мощность группы ЭП, кВт.
Для группы ЭП, работающих в различных режимах, средневзвешенный коэффициент использования для данной группы рассчитывается по формуле
,
где число ЭП в данной группе.
Так как , то . Для ЭП, работающих в длительном режиме с равномерным графиком загрузки, .
При наличии индивидуальных и групповых графиков по реактивной мощности и по току коэффициенты использования по реактивной мощности и по току этих графиков определяются аналогично по формулам, подставляя значения соответственно реактивной мощности или тока.
Коэффициент загрузки
Коэффициент загрузки по активной мощности отдельного ЭП () или группы ЭП () есть отношение его (их) средней нагрузки за время включения в течении рассматриваемого промежутка времени ( или ) к его (их) номинальной мощности ( или ).
Для индивидуального ЭП:
,
где – средняя нагрузка за время включения ЭП, кВт; – номинальная активная мощность ЭП, кВт.
Так как , то . Коэффициент загрузки так же, как и , зависит от характера технологического процесса и изменяется с изменением режима работы ЭП. Когда нагрузка ЭП равномерна и постоянна, . Соотношения коэффициентов
Для группы электроприемников:
или ,
где – средняя нагрузка за время включения группы ЭП, кВт; – номинальная активная мощность этой группы ЭП, кВт.
При наличии графиков по реактивной мощности и по току коэффициенты загрузки этих графиков определяются аналогично по формулам (3.5), (3.6), подставляя значения соответственно реактивной мощности или тока.
Коэффициент формы графика
Коэффициент формы графика характеризует неравномерность графика нагрузки и определяется как отношение среднеквадратичной мощности приемника или группы ЭП за определенный промежуток времени к среднему значению нагрузки за тот же период времени.
Коэффициент формы графика по активной мощности:
,
где – среднеквадратичная мощность, определяемая по графику нагрузки за рассматриваемый период времени, кВт; Так как , то .
Для группы электроприемников:
,
где и – среднеквадратичная и средняя мощности соответственно, кВт.
Коэффициент спроса
Коэффициент спроса применяется только для групповых графиков и при числе ЭП в группе . Коэффициент спроса – это отношение потребляемой (в условиях эксплуатации) или расчетной (при проектировании) мощности к номинальной мощности группы ЭП:
,
где – потребляемая мощность из сети группой ЭП, кВт. Так как , то .
Значение для определенных технологических процессов и отраслей промышленности является практически постоянным. При , поэтому можно использовать только при большом значении ().
Соотношения коэффициентов .
Коэффициент максимума
Коэффициент максимума характерен для группового графика нагрузок.
Коэффициент максимума () по активной мощности есть отношение максимальной нагрузки за определенный промежуток времени к средней за тот же промежуток времени:
,
где – максимальное значение мощности (30-минутный максимум), кВт.
Коэффициент одновременности максимумов нагрузки
Коэффициент одновременности максимумов нагрузки () – это отношение расчетной мощности на шинах 6; 10 кВ к сумме расчетных мощностей потребителей до и выше 1 кВ, подключенных к шинам 6; 10 РП или ПГВ.
Для узла СЭС, к которому подключена группа ЭП, можно записать
,
где расчетное значение активной мощности всех ЭП, подключенных к шинам 6; 10 кВ, кВт; сумма расчетных активных мощностей групп ЭП до и выше 1 кВ, подключенных к шинам 6; 10 кВ.
Как правило, меньше, чем сумма расчетных нагрузок () групп ЭП, присоединенных к узлу, поэтому . Для распределительных сетей одного уровня напряжения принимают .
Время использования максимальных нагрузок
Время использования максимальных нагрузок определяется по годовому графику по продолжительности за рассматриваемый промежуток времени.
Годовое число часов использования максимума активной нагрузки – это отношение годового расхода активной электроэнергии к получасовой максимальной мощности:
,
где – годовое число часов использования максимальной активной нагрузки, ч; – годовой расход активной электроэнергии, кВт·ч; – получасовая максимальная мощность, кВт.
По времени использования максимальных нагрузок определяется согласно [1] экономическая плотность тока при выборе проводников.
PAGE 20