Расчет электрических нагрузок

Определение максимальных нагрузок методом коэффициента спроса

Этот метод является наиболее простым и сводится к подсчету максимальной активной нагрузки по формуле:

Метод коэффициента спроса может применяться для подсчета нагрузок по тем отдельным группам электроприемников, цехам и предприятиям в целом, для которых имеются данные о величине этого коэффициента (см. Коэффициенты для расчета электрических нагрузок).

При подсчете нагрузок по отдельным группам электроприемников этот метод рекомендуется применять для тех групп, электроприемники которых работают с постоянной загрузкой и с коэффициентом включения, равным (или близким) единице, как, например, электродвигатели насосов, вентиляторов и т. п.

По полученному для каждой группы электроприемников значению Р30 определяется реактивная нагрузка:

причем tanφ определяется по cosφ, характерному для данной группы электроприемников.

Затем производится раздельное суммирование активных и реактивных нагрузок и нахождение полной нагрузки:

Нагрузки ΣР30 и ΣQ30 представляют собой суммы максимумов по отдельным группам электроприемников, в то время как фактически следовало бы определять максимум суммы. Поэтому при определении нагрузок на участок сети с большим количеством разнородных групп электроприемников следует вводить коэффициент совмещения максимумов КΣ, т. е. принимать:

Величина КΣ лежит в пределах от 0,8 до 1, причем нижний предел принимается обычно при подсчетах нагрузок по всему предприятию в целом.

Для отдельных электроприемников большой мощности, а также для электроприемников, редко или даже впервые встречающихся в проектной практике, коэффициенты спроса должны выявляться путем уточнения совместно с технологами фактических коэффициентов загрузки.

Определение максимальных нагрузок методом двухчленного выражения

Этот метод был предложен инж. Д. С. Лившицем первоначально для определения расчетных нагрузок для электродвигателей индивидуального привода металлообрабатывающих станков, а затем был распространен и на другие группы электроприемников.

По этому методу получасовой максимум активной нагрузки для группы электроприемников одинакового режима работы определяется из выражения:

где Руn — установленная мощность n наибольших по мощности электроприемников, b, с—коэффициенты, постоянные для той или иной группы электроприемников одинакового режима работы.

По физическому смыслу первый член расчетной формулы определяет среднюю мощность, а второй — дополнительную мощность, которая может иметь место в течение получаса в результате совпадения максимумов нагрузки отдельных электроприемников группы. Следовательно:

Отсюда следует, что при малых значениях Руп по сравнению с Ру, что имеет место при большом числе электроприемников более или менее одинаковой мощности, К30 ≈КИ, и вторым членом расчетной формулы можно в таких случаях пренебречь, приняв Р30 ≈ bРп ≈ Рср.см. Наоборот, при небольшом количестве электроприемников, особенно в том случае, если они резко различаются по мощности, влияние второго члена формулы становится весьма существенным.

Подсчеты по этому методу более громоздки, чем по методу коэффициента спроса. Поэтому применение метода двухчленного выражения оправдывает себя лишь для групп электроприемников, работающих с переменной загрузкой и с малыми коэффициентами включения, для которых коэффициенты спроса либо вообще отсутствуют, либо могут привести к ошибочным результатам. В частности, например, можно рекомендовать применение этого метода для электродвигателей металлообрабатывающих станков и для электропечей сопротивления небольших мощностей с периодической загрузкой изделий.

Методика определения по этому методу полной нагрузки S30 аналогична изложенной для метода коэффициента спроса.

Определение максимальных нагрузок методом эффективного числа электроприемников.

Под эффективным числом электроприемников понимается такое число приемников, равновеликих по мощности и однородных по режиму работы, которое обуславливает ту же величину расчетного максимума, что и группа приемников различных по мощности и режиму работы.

Эффективное число электроприемников определяется из выражения:

По величине n э и коэффициенту использования, соответствующему данной группе электроприемников, по справочным таблицам определяется коэффициент максимума КМ а затем и получасовой максимум активной нагрузки

Для подсчета нагрузки какой-либо одной группы электроприемников одинакового режима работы определение пэ имеет смысл только в том случае, если электроприемники, входящие в группу, значительно разняться по мощности.

При одинаковой мощности р электроприемников, входящих в группу

т. е. эффективное число электродвигателей равно фактическому. Поэтому при одинаковых или мало отличающихся мощностях электроприемников группы определение КМ рекомендуется производить по фактическому числу электроприемников.

При подсчете нагрузки для нескольких групп электроприемников приходится определять среднее значение коэффициента использования по формуле:

Метод эффективного числа электроприемников применим для любых групп электроприемников, в том числе и для электроприемников повторно-кратковременного режима работы. В последнем случае установленная мощность Ру приводится к ПВ= 100%, т. е. к длительному режиму работы.

Метод эффективного числа электроприемников лучше других методов тем, что в определении нагрузки участвует коэффициент максимума, являющийся функцией числа электроприемников. Иначе говоря, этим методом подсчитывается максимум суммы нагрузок отдельных групп, а не сумма максимумов, как это имеет место, например, при методе коэффициента спроса.

Чтобы подсчитать реактивную составляющую нагрузки Q30 по найденному значению Р30, необходимо определить tanφ. Для этой цели приходится подсчитывать среднесменные нагрузки по каждой группе электроприемников и определять tanφ из соотношения:

Возвращаясь к определению пэ, следует отметить, что при большом числе групп и различной мощности отдельных электроприемников в группах нахождение ΣРу2 оказывается практически неприемлемым. Поэтому применяют упрощенный метод определения пэ в зависимости от относительного значения аффективного числа электроприемников п’э = nэ/n.

Это число находят по справочным таблицам в зависимости от соотношений:

где n1 — число электроприемников, каждый из которых обладает мощностью, не меньшей половины мощности наиболее мощного электроприемника, ΣРупг1 — сумма установленных мощностей этих электроприемников, n — число всех электроприемников, ΣPу—сумма установленных мощностей всех электроприемников.

Определение максимальных нагрузок по удельным нормам расхода электроэнергии на единицу выпускаемой продукции

Располагая сведениями о плановой производительности предприятия, цеха или технологической группы приемников и об удельных расходах активной энергии на единицу продукции, можно подсчитать максимальную получасовую активную нагрузку по выражению,

где Wyд—удельный расход электроэнергии на тонну продукции, М — годовой выпуск продукции, Тм.а— годовое число часов использования максимума активной нагрузки.

При этом полную нагрузку определяют, исходя из средневзвешенного годового коэффициента мощности:

Этот метод подсчета может служить для ориентировочного определения нагрузок по предприятиям в целом или отдельным цехам, выпускающим законченную продукцию. Для подсчета нагрузок по отдельным участкам электрических сетей применение этого метода, как правило, оказывается невозможным.

Частные случаи определения максимальных нагрузок при числе электроприемников до пяти

Подсчет нагрузок групп с малым количеством электроприемников можно производить следующими упрощенными способами.

1. При наличии в группе двух или трех электроприемников можно за расчетную максимальную нагрузку принимать сумму номинальных мощностей электроприемников:

Для электроприемников, однородных по типу, мощности и режиму работы, допустимо арифметическое сложение полных мощностей. Тогда,

2. При наличии в группе четырех — пяти однородных по типу, мощности и режиму работы электроприемников подсчет максимальной нагрузки можно производить, исходя из среднего коэффициента загрузки, и допускать в этом случае арифметическое сложение полных мощностей:

3. При том же числе разнотипных электроприемников за расчетную максимальную нагрузку следует принимать сумму произведений номинальных мощностей электроприемников и коэффициентов загрузки, характерных для этих электроприемников:

Определение максимальных нагрузок при наличии в группе, наряду с трехфазными, также однофазных электроприемников

Если суммарная установленная мощность стационарных и передвижных однофазных электроприемников не превышает 15% суммарной мощности трехфазных электроприемников, то всю нагрузку можно считать трехфазной, независимо от степени равномерности распределения однофазных нагрузок по фазам.

В противном случае, т. е. если суммарная установленная мощность однофазных электроприемников превышает 15% суммарной мощности трехфазных электроприемников, распределение однофазных нагрузок по фазам следует производить с таким расчетом, чтобы достигалась наибольшая степень равномерности.

Когда это удается, подсчет нагрузок можно производить обычным способом, если же нет, то подсчет следует вести для одной наиболее загруженной фазы. При этом возможны два случая:

1. все однофазные электроприемники включены на фазное напряжение,

2. в числе однофазных электроприемников имеются и такие, которые включены на линейное напряжение.

В первом случае за установленные мощности следует принимать у групп трехфазных электроприемников (если они имеются) одну треть их фактической мощности, у групп однофазных электроприемников — мощность, подключенную к наиболее загруженной фазе.

По полученным таким путем фазным мощностям подсчитывают любым из способов максимальную нагрузку наиболее загруженной фазы, а затем, умножая эту нагрузку на 3, определяют нагрузку трехфазной линии.

Во втором случае наиболее загруженную фазу можно определить только путем подсчета средних мощностей, для чего однофазные нагрузки, включенные на линейное напряжение, необходимо привести к соответствующим фазам.

Приведенную к фазе а активную мощность однофазных приемников, включенных, например, между фазами ab и ас, определяют по выражению:

Соответственно, реактивная мощность таких приемников

здесь Рab, Рас — мощности, присоединенные на линейное напряжение соответственно между фазами ab и ас, p(ab)a, p(ac)a, q(ab)a, q(ac)a, — коэффициенты приведения нагрузок, включенных на линейное напряжение, к фазе а.

Путем круговой перестановки индексов могут быть получены выражения для приведения мощности к любой фазе.

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

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Методы определение расчетных электрических нагрузок.

1. К основные методам определения расчетных (ожидаемых) электрических нагрузок, следует отнести методы определения расчетных нагрузок по:

1) установленной мощности и коэффициенту спроса;

2) средней мощности и отклонению расчетной нагрузки от средней (статистический метод);

3) средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузок;

4) средней мощности и коэффициенту максимума (метод упорядоченных диаграмм показателей графиков нагрузок).

К вспомогательным можно отнести методы определения расчетных нагрузок по:

1) удельному расходу электроэнергии на единицу продукции при заданном объеме выпуска продукции за определенный период;

2) удельной нагрузке на единицу производственной площади.

Первый из основных и вспомогательные методы определения расчетных нагрузок являются приближенными или эмпирическими методами расчета. Последние три из указанных выше основных методов определения расчетных нагрузок используют основные положения теории вероятностей.

Рассмотрим более подробно методы определения расчетных нагрузок и наметим возможную область их применения:

1) определения расчетных нагрузок по установленной мощности и коэффициенту спроса:

Расчетная нагрузка для группы однородных по режиму работы приемников определяется из следующих выражений:

где К_с — коэффициент спроса данной характерной группы приемников, принимаемый по справочным материалам;

tg — соответствует характерному для данной группы приемников cos , определяемому по справочным материалам.

Величина К_с. — может быть принята в зависимости от коэффициента использования K_И , адля данной группы приемников, для среднего коэффициента включения, равного 0,8:

К_с 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

K_И 0,5 0,6 0,65-0,7 0,75-0,8 0,85-0,9 0,92-0,95

Данные по К_с и cos для отдельных цехов и предприятий в целом для различных отраслей промышленности принимаются также по справочным материалам.

Расчетная нагрузка узла системы электроснабжения (цеха, корпуса, предприятия) определяется суммированием расчетных нагрузок отдельных групп приемников, входящих в данный узел, с учетом коэффициента разновременности максимумов нагрузки:

где — сумма расчетных активных нагрузок отдельных групп приемников;

— сумма расчетных реактивных нагрузок отдельных групп приемников;

— коэффициенты разновременности максимумов нагрузок отдельных групп приемников, принимаемый равным 0,85-1,0 в зависимости от места нахождения данного узла в системе электроснабжения предприятия.

2) Определения расчетных нагрузок по средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузок:

Расчетная нагрузка группы приемников по средней мощности и коэффициенту формы определяется из следующих выражений:

(3.1)

(3.2)

В рассматриваемом методе расчетная нагрузка принимается равной среднеквадратичной, т.е. Р_р == Р_ск; Q_p = Q_cк.

В общем случае допущение равенства расчетной нагрузки среднеквадратичной неприемлемо, но во многих случаях среднеквадратичная нагрузка может быть непосредственно использована как расчетная.

Согласно принципу максимума средней нагрузки оно вполне приемлемо для групп приемников с длительным режимом работы с групповым циклом Т_ц « 3Т₀ , например, для вспомогательных приводов реверсивных станов горячей прокатки.

В общем случае для группы приемников с длительным режимом работы зависимость К_ф._а от показателей режима работы и приведенного числа приемников группы определяется уравнением:

где — приведенное число приемников.

Из анализа этого уравнения ясно, что для узлов системы электроснабжения и отдельных групп с большим числом приемников электроэнергии график нагрузок выравнивается, т.е. стремится к Р (t) = const. Поэтому в установившемся режиме наиболее загруженной смены при неограниченном возрастании числа приемников ( ) групповой коэффициент формы графика К_Ф.а 1 и, следовательно, Р_ск Р_см или Р_р Р_см, если в группе отсутствуют достаточно мощные приемники по сравнению с остальными, способные резко исказить достаточно равномерный групповой график нагрузок.

Таким образом, формулы (3.1) — (3.2) могут быть рекомендованы для определения расчетных нагрузок цеховых шинопроводов, на шинах низшего напряжения цеховых трансформаторных подстанций, на шинах распределительной подстанции (ГРП, РП) при достаточно равномерных графиках нагрузок, когда значение К_Ф.а лежит в пределах от 1,0 до 1,2.

Как указывалось, значение К_ф.а достаточно стабильно, если производительность цеха или завода примерно постоянна и изменения формы группового графика нагрузок при данной производительности практически не влияют на значение К_ф.а .

Поэтому при определении расчетных нагрузок отдельных узлов системы электроснабжения проектируемого предприятия коэффициенты формы могут быть приняты по опытным данным для соответствующих узлов системы электроснабжения действующего предприятия, аналогичного по технологическому процессу и производительности проектируемому предприятию.

В случаях, когда опытным путем установить групповой коэффициент формы графика нагрузок по тем или иным причинам трудно, можно с достаточной степенью точности полагать значение К_ф.а = 1,1 — 1,2 (значение К_ф.а при этом уменьшается по направлению от низших к высшим ступеням системы электроснабжения).

Средние мощности за наиболее загруженную смену P_СМ, Q_СМ для определения расчетной нагрузки по формулам (3.1) находятся при проектировании одним из приводимых ниже способов:

1) по известным данным установленной мощности и коэффициенту использования;

2) по известным данным удельных расходов электроэнергии и производительности цеха или предприятия в единицах продукции;

3) по известным данным средней удельной нагрузки на единицу производственной площади.

В условиях эксплуатации среднюю мощность можно определить по показаниям счетчиков активной и реактивной энергии и сопоставить со средней нагрузкой, определенной расчетным путем.

Общие рекомендации по выбору метода определения расчетных нагрузок.

Расчетная нагрузка определяется согласно «Указаниям по определению электрических нагрузок в промышленных установках».

Анализ рассмотренных выше различных методов определения расчетных нагрузок позволяет дать следующие общие рекомендации:

1. Для определения расчетных нагрузок по отдельным группам приемников и узлам напряжением до 1000 В, в цеховых сетях следует использовать метод упорядоченных диаграмм показателей графиков нагрузок.

2. Для определения расчетных нагрузок на высших ступенях системы электроснабжения (начиная с цеховых шинопроводов или шин цеховых трансформаторных подстанций и кончая линиями, питающими предприятие) следует применять методы расчета, основанные на использовании средней мощности и коэффициентов К_м..а , К_ф.а. В большинстве случаев значения К_м..а , К_ф.а практически лежат в пределах 1,05 — 1,2.

3. При ориентировочных расчетах на высших ступенях системы электроснабжения возможно применение методов расчета по уст-ной мощности и К_с..а , а в некоторых частных случаях — по удельным показателям потребления электроэнергии.

2. Расчёт электрических нагрузок цехов и предприятий (заводов) производят в следующем порядке.

1. Для определения электрических нагрузок составляют сводную ведомость установленной, расчётной и суммарной расчётной мощности по установке, цеху или предприятию.

2. Силовые нагрузки определяют методом коэффициента максимума (упорядоченных диаграмм) с применением для каждой группы ЭП соответствующих расчётных коэффициентов.

3. Осветительные нагрузки рассчитывают методом удельной мощности на освещаемую площадь (вт/м 2 ).

4. Суммарную нагрузку на стороне НН трансформатора S₂ определяют без компенсации и с компенсацией реактивной мощности до заданного cosj.

5. Мощность нагрузки S₁ на стороне ВН трансформатора предварительно рассчитывают с учётом активных (2%) и реактивных (10%) потерь в трансформаторе от номинальной мощности предварительно намеченного к установке трансформатора:

где коэффициент K зависит от значения cosj нагрузки;

cosj . . . . . . . .1 0,9 0,8 0,7 0,6

К . . . . . . . . .1,02 1,06 1,08 1,085 1,09

6. При проектировании СЭ по данным расчётной нагрузки составляют таблицу электрических нагрузок отдельных цехов, позволяющую выбрать число и мощность трансформаторов с учётом компенсации реактивной мощности, а также определить число и мощность трансформаторов цеховых и заводских подстанций.

7. Далее, в соответствии с указанными параметрами СЭ, местоположением ИП (ТЭЦ, районная подстанция энергосистемы и др.) и категорией потребителя определяют местоположение, число и мощность трансформаторов на ГПП.

8. После выбора схемы питания цеховых ТП от ГПП или ЦРП определяют токовые нагрузки, сечения и потери в сети внутреннего электроснабжения напряжением 6-10 кВ.

9. Окончательные сечения сети уточняют после расчёта токов КЗ.

|	следующая лекция ==>
Электрические нагрузки в сети трёхфазного тока.	|	Определение потерь мощности в ЛЭП.

Дата добавления: 2016-02-13 ; просмотров: 9889 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник