Определение расчетной электрической нагрузки

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

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

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

Кс 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

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

Данные по Кс 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. Рр == Рск; Qp = Qcк.

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 Тц « 3Т , например, для вспомогательных приводов реверсивных станов горячей прокатки.

В общем случае для группы приемников с длительным режимом работы зависимость Кф.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 КФ.а 1 и, следовательно, Рск Рсм или Рр Рсм, 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 КФ.а лежит в пределах от 1,0 до 1,2.

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

Читайте также:  Солнечная батарея для обеспечения дома

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

Средние мощности за наиболее загруженную смену PСМ, QСМ 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 Км..а , Кф.а. В большинстве случаев значения Км..а , Кф.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 Кс..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: 5853 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Используется для проектирования систем электроснабжения. По ней определяются сечения токоведущих частей, применяемые электрические аппараты, мощности трансформаторов и т.д.

При определении расчётной нагрузки следует избегать как завышенных её значений, так и заниженных. При завышенной расчётной нагрузке СЭС получится излишне мощной, т.к. в этом случае оборудование будет взято с запасом мощности, несоответствующим реальной нагрузке предприятия. В результате этого СЭС окажется дорогостоящей, сл-но, себестоимость продукции предприятия будет выше, чем у аналогичных предприятий.

Читайте также:  Пропорции жидкого стекла в растворе

Если расчётная нагрузка окажется ниже реально существующей, то в этом случае СЭС окажется с недостатком мощности, т.е. будет работать в перегруженном режиме. Это приведёт к увеличению tтоковедущих частей выше допустимых значений. В результате этого превышенияtсоздастся перегрев изоляции, резко снижающий срок её службы, т.е. несмотря на низкие капитальные затраты для её строительства, СЭС окажется дорогостоящей из-за больших расходов на её эксплуатацию и ремонт.

Под расчётной нагрузкой принимается такое значение нагрузки, неизменной во времени, которое будет равно по тепловому воздействию на рассматриваемый элемент СЭС, что и реально изменяющаяся во времени нагрузка за некоторый временной интервал 3Т. Т– постоянная времени нагрева для рассматриваемого элемента СЭС. Наименьшее значение времени приходится на провода. Т=10мин. У остальных элементов это время больше.

Наиболее просто расчётная нагрузка определяется для одиночного электроприёмника, т.к. для него она принимается равной номинальной мощности. Для группы электроприёмников. Составляющих участок цеха, цех предприятия, расчётная нагрузка определяется более сложным образом, т.к. мощность, потребляемая группой электроприёмников из сети в подавляющем большинстве случаев будет меньше суммы номинальных мощностей. (Рр 2 – удельное значение расчётной нагрузки, которое принимается по данным аналогичных предприятий.F, м 2 – площадь цеха проектируемого предприятия. Рр = Руд·F.

Метод коэффициента спроса. Коэффициент спросаkс– отношение расчетной нагрузки к номинальной. Кс = Рр/Рн; Рр = Кс·Рн.

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, а также для определения максимальных потерь мощности, отклонения и потерь напряжения;

3. максимальную кратковременную (пусковой ток) I и, эта 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:

— суммарная реактивная мощность компенсирующих устройств ( Q дв— реактивная мощность синхронных двигателей; Q б — мощность конденсаторных батареи).

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

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 .

Читайте также:  Где взять сильный магнит

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 в зависимости 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 не более 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 сельский дом 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, а 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 лет 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 жилыми домами, производственными, общественными и коммунальными предприятиями с использованием соответствующих коэффициентов одновременности.

Значения коэффициента мощности на участках сетей 10—110 кВ определяются в зависимости 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.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector