Calculul sarcinilor electrice
Determinarea sarcinilor maxime prin metoda factorului de cerere
Această metodă este cea mai simplă și se rezumă la calcularea sarcinii active maxime folosind formula:
Metoda coeficientului de cerere poate fi utilizată pentru a calcula sarcinile pentru acele grupuri separate de consumatori de energie electrică, ateliere și întreprinderi în general, pentru care există date despre valoarea acestui coeficient (vezi Coeficienți pentru calcularea sarcinilor electrice).
La calcularea sarcinilor pentru grupuri individuale de receptoare electrice, această metodă este recomandată pentru acele grupuri ale căror receptoare electrice funcționează cu o sarcină constantă și cu un factor de sarcină egal (sau apropiat de) unul, cum ar fi motoarele electrice ale pompelor, fani și alții.
În funcție de valoarea P30 obținută pentru fiecare grup de consumatori electrici, se determină sarcina reactivă:
în plus, tanφ este determinată de caracteristica cosφ a unui grup dat de consumatori electrici.
Sarcinile active și reactive sunt apoi însumate separat și se găsește sarcina totală:
Sarcinile ΣP30 și ΣQ30 sunt sumele valorilor maxime pentru grupuri individuale de consumatori electrici, în timp ce de fapt trebuie determinată cantitatea maximă. Prin urmare, la determinarea sarcinilor unei secțiuni de rețea cu un număr mare de grupuri diferite de receptoare electrice, trebuie introdus coeficientul de combinare a maximelor KΣ, i.e.
Valoarea lui KΣ este în intervalul de la 0,8 la 1, iar limita inferioară este de obicei luată la calcularea sarcinilor în întreaga instalație în ansamblu.
Pentru receptoare electrice separate putere mare, precum și pentru utilizatorii de energie, rar sau chiar pentru prima dată în practica de proiectare, factorii de cerere trebuie identificați prin clarificarea factorilor de sarcină efectivi împreună cu tehnologii.
Determinarea sarcinilor maxime prin metoda dublei expresii
Această metodă a fost propusă de Ing. DS Livshits inițial pentru determinarea sarcinilor de proiectare pentru motoarele electrice ale acționării individuale a mașinilor de prelucrare a metalelor, apoi a fost extins la alte grupuri de receptoare electrice.
Conform acestei metode, sarcina activă maximă la jumătate de oră pentru un grup de consumatori electrici cu același mod de funcționare este determinată de expresia:
unde Рn — capacitatea instalată a celor mai mari consumatori de energie, b, c — coeficienți care sunt constanți pentru un anumit grup de consumatori de energie în același mod de funcționare.
Conform simțului fizic, primul membru al formulei de calcul determină puterea medie, iar al doilea - puterea suplimentară care poate apărea în decurs de o jumătate de oră ca urmare a coincidenței sarcinii maxime a consumatorilor individuali de electricitate ai grupului. . Prin urmare:
Rezultă că pentru valori mici ale Pp în comparație cu Ru, ceea ce se întâmplă cu un număr mare de receptoare electrice de aceeași putere mai mult sau mai puțin, K30 ≈ CP, iar al doilea termen al formulei de calcul poate fi neglijat în astfel de cazuri, presupunând P30 ≈ bPp ≈ Psr.cm. Dimpotrivă, cu un număr mic de receptoare electrice, mai ales dacă acestea diferă puternic ca putere, influența celui de-al doilea termen în formulă devine foarte semnificativă.
Calculele folosind această metodă sunt mai greoaie decât folosind metoda factorului de cerere. Prin urmare, utilizarea metodei dublei expresii este justificată doar pentru grupurile de consumatori de energie care operează cu sarcină variabilă și cu coeficienți de comutație mici, pentru care coeficienții de cerere fie sunt absenți deloc, fie pot duce la rezultate eronate. În special, de exemplu, se poate recomanda utilizarea acestei metode pentru motoarele electrice ale mașinilor de prelucrare a metalelor și pentru cuptoarele cu rezistență electrică de mică putere cu încărcare periodică a produselor.
Metoda de determinare a sarcinii complete S30 folosind această metodă este similară cu cea descrisă pentru metoda factorului de cerere.
Determinarea sarcinilor maxime prin metoda numărului efectiv de consumatori de energie.
Numărul efectiv de receptoare electrice se înțelege ca fiind numărul de receptoare, egal ca putere și omogen în regim de funcționare, care determină aceeași valoare a maximului calculat ca un grup de receptoare cu putere și mod de funcționare diferite.
Numărul efectiv de consumatori de energie este determinat de expresia:
Cel mai mare soare și factorul de utilizare corespunzător acestui grup de receptoare electrice, conform tabelelor de referință, se determină factorul maxim KM și apoi maximul pe jumătate de oră al sarcinii active.
Pentru a calcula sarcina fiecărui grup de receptoare electrice cu același mod de funcționare, determinarea PE are sens numai dacă receptoarele electrice incluse în grup diferă semnificativ ca putere.
Cu aceeași putere p receptoare electrice incluse în grup
adică numărul efectiv de motoare electrice este egal cu numărul real. Prin urmare, cu capacități identice sau ușor diferite ale consumatorilor de putere ai grupului, se recomandă determinarea CM în funcție de numărul real de consumatori de energie.
Atunci când se calculează sarcina pentru mai multe grupuri de receptoare electrice, este necesar să se determine valoarea medie a factorului de utilizare folosind formula:
Metoda numărului efectiv de receptoare electrice este aplicabilă oricărui grup de receptoare electrice, inclusiv receptoare electrice acționate intermitent. În acest din urmă caz, puterea instalată Ru este redusă la ciclul de lucru = 100%, adică. la funcționare continuă.
Metoda numărului efectiv de utilizatori este mai bună decât celelalte metode, deoarece factorul maxim, care este o funcție a numărului de utilizatori, este implicat în determinarea sarcinii.Cu alte cuvinte, această metodă calculează maximul sumei încărcărilor grupurilor individuale, și nu suma maximelor, așa cum este cazul, de exemplu, cu metoda coeficientului de căutare.
Pentru a calcula componenta reactivă a sarcinii Q30 din valoarea găsită a lui P30, este necesar să se determine tanφ. În acest scop, este necesar să se calculeze sarcina medie pentru fiecare grup de consumatori electrici și să se determine tanφ din raportul:
Revenind la definiția PE, trebuie remarcat faptul că, cu un număr mare de grupuri și capacități diferite ale receptorilor electrici individuale în grupuri, găsirea lui ΣPy2 se dovedește a fi practic inacceptabilă. Prin urmare, se folosește o metodă simplificată pentru determinarea pe în funcție de valoarea relativă a numărului afectiv de receptoare electrice pe = ne / n.
Acest număr se găsește din tabelele de referință, în funcție de rapoarte:
unde n1 este numărul de receptoare electrice, fiecare dintre ele având o capacitate de cel puțin jumătate din puterea celui mai puternic receptor electric, ΣPupg1 este suma puterilor instalate ale acestor receptoare electrice, n — numărul tuturor consumatorilor electrici , ΣPу — suma puterilor instalate ale tuturor consumatorilor de electricitate.
Determinarea sarcinilor maxime pe baza unor norme specifice de consum de energie electrică pe unitatea de producție
Pentru a avea informații despre productivitatea planificată a întreprinderii, atelierului sau grupului tehnologic de receptoare și pentru consumul specific de energie activă pe unitatea de producție, puteți calcula sarcina activă maximă pe jumătate de oră folosind expresia,
unde Wyd este consumul specific de energie pe tonă de produs, ME producția anuală, Tm.a — numărul anual de ore de utilizare a sarcinii active maxime.
În acest caz, sarcina completă este determinată pe baza factorului de putere anual mediu ponderat:
Această metodă de calcul poate fi utilizată pentru a determina aproximativ sarcinile pentru întreprinderi în ansamblu sau pentru atelierele individuale care produc produse finite. Pentru a calcula sarcinile pe secțiuni individuale ale rețelelor electrice, utilizarea acestei metode, de regulă, se dovedește a fi imposibilă.
Cazuri specifice de determinare a sarcinilor maxime cu un număr de consumatori de energie de până la cinci
Numărarea sarcinilor grupurilor cu un număr mic de consumatori de energie se poate face în următoarele moduri simplificate.
1. Dacă în grup există două sau trei receptoare electrice, suma puterii nominale a receptoarelor electrice poate fi luată ca sarcină maximă calculată:
prin urmare
Pentru receptoarele electrice, care sunt omogene ca tip, putere și mod de funcționare, este permisă adăugarea aritmetică a puterilor totale. Apoi,
2. Dacă în grup există patru sau cinci receptoare electrice de același tip, putere și mod de funcționare, sarcina maximă poate fi calculată pe baza factorului de sarcină mediu, iar în acest caz se poate presupune suma aritmetică a puterilor totale a fi:
3. Cu același număr de tipuri diferite de receptoare electrice, sarcina maximă calculată trebuie luată ca fiind suma produselor puterii nominale a receptoarelor electrice și a factorilor de sarcină caracteristici acestor receptoare electrice:
prin urmare:
Determinarea sarcinilor maxime în prezența unui grup, împreună cu consumatori trifazici și monofazați de energie electrică
Dacă puterea totală instalată a receptoarelor electrice monofazate staționare și mobile nu depășește 15% din puterea totală a receptoarelor electrice trifazate, atunci întreaga sarcină poate fi considerată trifazată, indiferent de gradul de uniformitate al distribuției. a sarcinilor monofazate în faze.
În caz contrar, adică dacă puterea totală instalată a consumatorilor de energie monofazată depășește 15% din puterea totală a receptoarelor de putere trifazate, distribuirea sarcinilor monofazate pe faze trebuie efectuată în așa fel încât cel mai mare se atinge gradul de uniformitate.
Când acest lucru reușește, numărarea sarcinii se poate face în mod obișnuit, dar dacă nu, atunci numărarea trebuie făcută pentru faza cea mai încărcată. În acest caz, sunt posibile două cazuri:
1. toți consumatorii electrici monofazați sunt conectați la tensiunea de fază,
2. printre receptoarele electrice monofazate se numara si cele care sunt conectate la tensiunea de retea.
În primul caz, pentru puterea instalată, o treime din puterea lor reală trebuie luată pentru grupurile de receptoare electrice trifazate (dacă există), pentru grupurile de receptoare electrice monofazate - puterea conectată la faza cea mai încărcată.
În funcție de puterile de fază obținute în acest fel, se calculează sarcina maximă a fazei celei mai încărcate în fiecare dintre moduri și apoi, înmulțind aceasta cu 3, se determină sarcina liniei trifazate.
În al doilea caz, faza cea mai încărcată poate fi determinată doar prin calcularea puterilor medii pentru care sarcinile monofazate conectate la tensiunea rețelei trebuie aduse la fazele corespunzătoare.
Redusă la faza a, puterea activă a receptoarelor monofazate conectate, de exemplu, între fazele ab și ac, este determinată de expresia:
În consecință, puterea reactivă a unor astfel de receptori
aici Рab, Ras sunt puterile conectate la tensiunea de linie, respectiv între fazele ab și ac, p (ab) a, p (ac) a, q (ab) a, q (ac) a, sunt coeficienții de aducere sarcinile, conectate la tensiunea de linie, la faza A.
Prin rearanjarea circulară a indicilor, se pot obține expresii pentru a da puterea fiecărei faze.