13.03.02 Электроэнергетика и электротехника / снабжение / 13-18

13.Расчетные электрические нагрузки потребителей, элементов и коммутационных узлов.

Расчетная электрическая нагрузка — это мощность, принимаемая для проектирования электроснабжения, учитывающая реальную работу оборудования: одновременность включения, режимы, длительность, графики нагрузки. Она всегда меньше установленной мощности, потому что не все электроприемники работают одновременно и на номинале.

Необходима для:

подбора трансформаторов, кабелей, автоматов, аппаратов защиты;

оценки токов нагрузки и потерь;

проектирования сетей и коммутационных устройств;

планирования мощности на подстанциях.

Ключевые формулы:

• Расчетная мощность:

• где – коэффициент спроса, – установленная мощность.

• Токовая нагрузка:

14.Классификация и область применение методов расчета электрических нагрузок.

1. Метод коэффициента спроса.

Для определения расчетных нагрузок по этому методу необходимо знать установленную мощность группы приемников и коэффициенты мощности и спроса для группы электроприемников, определяемые по справочным материалам.

2. Метод упорядоченных диаграмм (см. следующий вопрос).

Области применения:

1.Проектировка систем электроснабжения.

2.Выбор оборудования.

3.Планировка ремонта электрооборудования.

4.Технико-экономические расчеты.

15.Метод упорядоченных диаграмм.

Исходными данными для построения УД являются число и мощность электроприемников каждого типа, режим работы или коэффициент включения Кв, время наблюдения.

Порядок построения УД следующий.

1. Определение возможных нагрузок узла:

Для каждого электроприемника или группы электроприемников рассчитываются возможные значения нагрузки P_i (например, 0, 25, 50, 75, 100 кВт). Эти значения получаются путем комбинации включенных и выключенных электроприемников.

2. Расчет вероятностей нагрузок:

Вероятность каждой возможной нагрузки P_i определяется по формуле схемы независимых испытаний:

— число сочетаний из электроприемников по ,

— коэффициент включения (вероятность работы одного электроприемника),

— общее число электроприемников,

— число одновременно работающих электроприемников.

3. Определение длительности нагрузок:

Длительность каждой нагрузки рассчитывается как:

где — общее время наблюдения (например, продолжительность смены).

4.Построение упорядоченной диаграммы:

На оси ординат откладываются значения нагрузок в порядке убывания.

На оси абсцисс указывается время , в течение которого наблюдается каждая нагрузка.

Диаграмма строится в виде ступенчатого графика, где каждая ступень соответствует определенной нагрузке и её длительности.

5. Проверка правильности расчета:

Сумма всех вероятностей должна быть равна 1:

Это подтверждает, что учтены все возможные состояния нагрузки узла.

16.Метод коэффициента расчетной нагрузки.

1.Пересчет мощности для ЭП с ПВ < 100%:

Если в группе есть электроприемники с продолжительностью включения менее 100%, их номинальную мощность пересчитывают на ПВ = 100%.

2.Определение средней активной мощности для каждой категории:

— номинальная (паспортная) мощность электроприемника;

— коэффициент использования.

3.Определение средней реактивной мощности:

4.Определение эффективного числа электроприемников:

По приближенной формуле:

По точной формуле:

Если больше фактического количества электроприемников, принимают равным фактическому количеству.

5.Средневзвешенный коэффициент использования:

6.Выбор коэффициента расчетной нагрузки :

Выбирается из таблиц, исходя из этапа расчета. Если значение находится между табличными значениями, производится интерполяция по и .

Для высоковольтных ЭП (напряжение > 1 кВ) и проводников с напряжением 6–10 кВ .

7.Расчетная активная нагрузка:

8.Расчетная реактивная мощность:

Для низковольтной сети:

Для магистральных шинопроводов и шин цеховых ТП:

При : При :

9.Полная расчетная мощность:

Особенности расчета для второго этапа:

Для выбора элементов низковольтной распределительной сети применяются аналогичные методы, но с учетом специфики нагрузки и условий эксплуатации.

17.Метод расчета сварочной нагрузки.

Исходными данными для расчета являются: номинальная мощность установки, количество установок, коэффициент использования, продолжительность включения, разбивка по парам фаз.

1.Определяем среднюю мощность каждой машины

— средняя мощность;

— коэффициент загрузки;

ПВ — продолжительность включения;

— номинальная мощность электроприемника.

2.Определяем среднюю мощность каждой пары фаз

— номинальная мощность электроприемника;

— количество электроприемников.

3.Определяем неравномерность загрузки

— максимальная мощность пары фаз;

— минимальная мощность пары фаз.

4.Определяем эквивалентную среднюю нагрузку наиболее загруженной фазы или пары фаз

При :

При : Для каждой из фаз:

5.Определяем среднеквадратичную нагрузку каждой машины

6.Определяем среднеквадратичную мощность каждой пары фаз

7.Определяем эквивалентную среднеквадратичную мощность наиболее загруженной фазы

При :

При : Для каждой из фаз:

18.Пиковая мощность и ее определение.

Пиковая мощность в электроснабжении — это максимальная мощность, которую устройство или система могут потреблять или выдавать в течение короткого времени.

Отличие пиковой мощности от номинальной:

номинальная — это среднее потребление электроэнергии при нормальных условиях работы,

а пиковая — максимальное значение, которое может достигаться в момент максимальной нагрузки, также она указывает на способность оборудования выдерживать кратковременные высокие нагрузки.

Чтобы определить пиковую мощность группы электроприборов, нужно сложить номинальные мощности каждого прибора в группе.