- •Москва «Интермет Инжиниринг»
- •Глава 1. Электрическое хозяйство потребителей 15
- •Глава 2. Уровни (ступени) системы электроснабжения s3
- •Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки 97
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1. Электрическое хозяйство потребителей
- •1.1. Электрика в системе электрических наук и практической деятельности
- •16 Глава 1. Электрическое хозяйство потребителей
- •18 Глава 1. Электрическое хозяйство потребителей
- •Глава 1. Электрическое хозяйство потребителей
- •Глава I. Электрическое хозяйство потребителей
- •1.2. Основы мировоззрения электриков электрики
- •Глава 1. Электрическое хозяйство потребителей
- •Глава 1. Электрическое хозяйство потребителей
- •1.3. Термины и определения электрики
- •Глава 1. Электрическое хозяйство потребителей
- •Глава I. Электрическое хозяйство потребителей
- •Глава 1. Электрическое хозяйство потребителей
- •Глава 1. Электрическое хозяйство потребителей
- •1.4. Промышленное электропотребление и количественное описание электрического хозяйства
- •Глава 1 Электрическое хозяйство потребителей
- •Глава I. Электрическое хозяйство потребителей
- •Глава 1 Электрическое хозяйство потребителей
- •Глава 1. Электрическое хозяйство потребителей
- •Глава 1. Электрическое хозяйство потребителей
- •Глава 1. Электрическое хозяйство потребителей
- •Глава 2. Уровни (ступени) системы электроснабжения
- •2.1. Потребители электрической энергии Группы потребителей
- •Глава 2. Уровни (ступени) системы электроснабжения
- •Глава 2. Уровни (ступени) системы электроснабжения
- •Глава 2. Уровни (ступени) системы электроснабжения
- •Зн нейтрали
- •2.1. Потребители электрической энергии
- •Глава 2. Уровни (ступени) системы электроснабжения
- •Глава 2. Уровни (ступени) системы электроснабжения
- •Глава 2. Уровни (ступени) системы электроснабжения
- •Глава 2. Уровни (ступени) системы электроснабжения
- •Глава 2 Уровни (ступени) системы электроснабжения
- •2.2. Основные требования к системам электроснабжения
- •Глава 2. Уровни (ступени) системы электроснабжения
- •Глава 2. Уровни (ступени) системы электроснабжения
- •Глава 2 Уровни (ступени) системы электроснабжения
- •Глава 2. Уровни (ступени) системы электроснабжения
- •Глава 2. Уровни (ступени) системы электроснабжения
- •Глава 2. Уровни (ступени) системы электроснабжения
- •2.3. Ценологические ограничения построения и функционирования электрического хозяйства
- •Глава 2. Уровни (ступени) системы электроснабжения
- •Глава 2. Уровни (ступени) системы электроснабжения
- •Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
- •3.1. Характерные электроприемники
- •Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
- •Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
- •Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
- •Глава 3 Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
- •Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
- •3.2. Параметры электропотребления и расчетные коэффициенты
- •Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
- •Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
- •Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
- •Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
- •Глава 3 Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
- •3.3. Формализуемые методы расчета электрических нагрузок
- •Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
- •Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
- •Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
- •3.4. Определение электрических нагрузок комплексным методом
- •Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
- •Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
- •Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
- •3.5. Практика определения расчетного и договорного максимума
- •Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
- •Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
- •Глава 4. Выбор схем, напряжений и режимов присоединения предприятии
- •Глава 4. Выбор схем, напряжений и режимов присоединения промышленных предприятий к субъектам электроэнергетики
- •4.1. Схемы присоединения и выбор питающих напряжений
- •4.2. Источники питания потребителей и построение схемы электроснабжения
- •4.3. Надежность электроснабжения потребителей
- •4.4. Выбор места расположения источников питания
- •Глава 4. Выбор схем, напряжений и режимов присоединения предприятий
- •Глава 5. Схемы и конструктивное исполнение главных понизительных и распределительных подстанций
- •5.1. Исходные данные и выбор схемы гпп
- •Глава 5. Схемы и конструктивное исполнение гпп и рп
- •Глава 5. Схемы и конструктивное исполнение гпп и рп
- •5.2. Выбор и использование силовых трансформаторов
- •Глава 5. Схемы и конструктивное исполнение гпп и рп
- •Глава 5. Схемы и конструктивное исполнение гпп и рп
- •Глава 5. Схемы и конструктивное исполнение гпп и /77
- •Глава 5. Схемы и конструктивное исполнение гпп и рп
- •5.3. Схемы блочных подстанций пятого уровня
- •Глава 5. Схемы и конструктивное исполнение гпп и рп
- •Глава 5. Схемы и конструктивное исполнение гпп и рп
- •Глава 5. Схемы и конструктивное исполнение гпп и рп
- •Глава 5. Схемы и конструктивное исполнение гпп и рп
- •Глава 5. Схемы и конструктивное исполнение гпп и рп
- •Глава 5. Схемы и конструктивное исполнение гпп и рп
- •5.4. Схемы специфических подстанций
- •Глава 5. Схемы и конструктивное исполнение гпп и рп
- •Глава 5. Схемы и конструктивное исполнение гпп и рп
- •Глава 5. Схемы и конструктивное исполнение гпп и рп
- •Глава 5. Схемы и конструктивное исполнение гпп и рп
- •5.5. Компоновки открытых и закрытых распределительных устройств (подстанций)
- •In к трансфор-т матору
- •Глава 5. Схемы и конструктивное исполнение гпп и рп
- •Глава 6. Энергосберегающая энергетическая электроника в системах электроснабжения
- •6.1. Классификация устройств энергетической электроники
- •Глава 6. Энергосберегающая энергетическая электроника
- •Глава 6. Энергосберегающая энергетическая электроника
- •Глава 6. Энергосберегающая энергетическая электроника
- •Глава 6. Энергосберегающая энергетическая электроника
- •Глава 6. Энергосберегающая энергетическая электроника
- •6.3. Устройства с однократным преобразованием частоты
- •Глава 6 Энергосберегающая энергетическая эаектроника
- •Глава 6. Энергосберегающая энергетическая электроника
- •Выпрямители
- •Глава 6. Энергосберегающая энергетическая электроника
- •Глава 6. Энергосберегающая энергетическая электроника Зависимые инверторы
- •Автономные инверторы
- •Непосредственные преобразователи частоты
- •6.4. Устройства с двукратным (и более) преобразованием частоты
- •Глава 6. Энергосберегающая энергетическая электроника
- •Глава 6. Энергосберегающая энергетическая электроника
- •Глава 7. Схемы электроснабжения в сетях напряжением до 1 кВ переменного и до 1,5 кВ постоянного тока
- •Глава 7. Схемы электроснабжения в сетях
- •Глава 7. Схемы электроснабжения в сетях
- •Глава 7. Схемы электроснабжения в сетях
- •7.2. Выбор трансформаторов для цеховых подстанций
- •Глава 7. Схемы электроснабжения в сетях
- •7.3. Размещение и компоновка подстанций зур
- •Глава 7 Схемы электроснабжения в сетях
- •Глава 7 Схемы электроснабжения в сетях
- •Глава 7 Схемы электроснабжения в сетях
- •Глава 7. Схемы электроснабжения в сетях
- •7.4.Распределительные устройства 2ур
- •Глава 7. Схемы электроснабжения в сетях
- •Глава 7. Схемы электроснабжения в сетях
- •Глава 7. Схемы электроснабжения в сетях
- •Глава 7. Схемы электроснабжения в сетях
- •Глава 7. Схемы электроснабжения в сетях
- •Глава 7 Схемы электроснабжения в сетях
- •7.5. Преобразовательные установки и подстанции
- •Глава 7. Схемы электроснабжения в сетях
- •Глава 7. Схемы электроснабжения в сетях
- •Глава 8. Транспорт (канализация) электрической энергии
- •8.1. Общие сведения о способах передачи и распределения электроэнергии
- •8.2. Воздушные линии электропередач
- •Глава 8. Транспорт (канализация) электрической энергии
- •Глава 8. Транспорт (канализация) электрической энергии
- •Глава 8. Транспорт (канализация) электрической энергии
- •8.3. Кабельные линии
- •8.4. Прокладка кабелей в траншеях
- •Глава 8. Транспорт (канализация) электрической энергии
- •Глава 8. Транспорт (канализация) электрической энергии
- •Глава 8 Транспорт (канализация) электрической энергии
- •8.5. Прокладка кабелей в блоках
- •Глава 8. Транспорт (канализация) электрической энергии
- •Глава 8 Транспорт (канализация) электрической энергии
- •Глава 8. Транспорт (канализация) электрической энергии
- •Глава 8. Транспорт (канализация) электрической энергии
- •Глава 8. Транспорт (канализация) электрической энергии
- •Глава 8. Транспорт (канализация) электрической энергии
- •Глава 8. Транспорт (канализация) электрической энергии
- •8.7. Токопроводы
- •Глава 8. Транспорт (канализация) электрической энергии
- •Глава 8. Транспорт (канализация) электрической энергии
- •Глава 8. Транспорт (канализация) электрической энергии
- •Глава 8. Транспорт (канализация) электрической энергии
- •Глава 9. Расчет токов короткого замыкания
- •Глава 9. Расчет токов короткого замыкания
- •9.1. Короткое замыкание в симметричной трехфазной цепи промышленного предприятия
- •Глава 9. Расчет токов короткого замыкания
- •Глава 9. Расчет токов короткого замыкания
- •9.2. Определение значений токов короткого замыкания в электроустановках выше 1 кВ
- •1500 И выше 40-80
- •Глава 9. Расчет токов короткого замыкания
- •Глава 9. Расчет токов короткого замыкания
- •Глава 9. Расчет токов короткого замыкания
- •Глава 9. Расчет токов короткого замыкания
- •Глава 10. Выбор аппаратов и токоведущих устройств в электротехнических установках
- •10.1. Выбор аппаратов по номинальным параметрам
- •Глава 10. Выбор аппаратов и токоведущих устройств
- •10.2. Выбор высоковольтных выключателей (ячеек)
- •Глава 10. Выбор аппаратов и токоведущих устройств
- •10.4. Выбор выключателей нагрузки и предохранителей
- •Глава 10. Выбор аппаратов и токоведущих устройств
- •10.5. Выбор реакторов
- •10.6. Выбор трансформаторов тока и трансформаторов напряжения
- •Глава 10. Выбор аппаратов и токоведущих устройств
- •10.7. Проверка токоведущих устройств на термическую и динамическую стойкость
- •Глава 10. Выбор аппаратов и токоведущих устройств
- •Глава 10. Выбор аппаратов и токоведущих устройств
- •Глава 11. Пуск и самозапуск электрических двигателей
- •11.1. Общая характеристика асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором и синхронных двигателей
- •Глава 11. Пуск и самозапуск электрических двигателей
- •Глава 11. Пуск и самозапуск электрических двигателей
- •Глава 11. Пуск и самозапуск электрических двигателей
- •11.2. Пуск и самозапуск асинхронных и синхронных двигателей Асинхронные двигатели
- •Глава 11. Пуск и самозапуск электрических двигателей
- •Синхронные двигатели
- •Глава 11. Пуск и самозапуск электрических двигателей
- •Глава 12. Качество электрической энергии
- •Глава 12. Качество электрической энергии
- •12.1. Нормы качества электрической энергии и область их применения в системах электроснабжения
- •Глава 12. Качество электрической энергии
- •12.2. Отклонения и колебания напряжения Отклонения напряжения
- •Глава 12. Качество электрической энергии Колебания напряжения
- •Глава 12. Качество электрической энергии
- •Глава 12. Качество электрической энергии
- •12.3. Несинусоидальность и несимметрия напряжения Несинусоидальность напряжения
- •Глава 12. Качество электрической энергии
- •Глава 12. Качество электрической энергии
- •Несимметрия напряжений
- •Глава 12. Качество электрической энергии
- •12.4. Отклонения частоты, провал и импульс напряжения. Временное перенапряжение Отклонение частоты напряжения
- •Провал напряжения
- •Глава 12. Качество электрической энергии
- •Глава 12. Качество электрической энергии
- •Временное перенапряжение
- •12.5. Причины и источники нарушения показателей качества электрической энергии
- •Глава 12. Качество электрической энергии
- •Глава 12. Качество электрической энергии
- •Глава 12. Качество электрической энергии
- •Глава 12. Качество электрической энергии
- •Глава 12. Качество электрической энергии
- •Глава 12. Качество электрической энергии
- •Глава 12. Качество электрической энергии
- •Глава 12. Качество электрической энергии
- •Глава 13. Компенсация реактивной мощности
- •13.1 Баланс активных и реактивных мощностей
- •Глава 13. Компенсация реактивной мощности
- •Глава 13. Компенсация реактивной мощности
- •Глава 13. Компенсация реактивной мощности
- •13.2. Основные потребители реактивной мощности
- •Глава 13. Компенсация реактивной мощности
- •13.3. Компенсирующие устройства
- •Глава 13. Компенсация реактивной мощности
- •Глава 13. Компенсация реактивной мощности
- •Глава 13. Компенсация реактивной мощности
- •13.4. Выбор мощности компенсирующих устройств
- •Глава 13. Компенсация реактивной мощности
- •Глава 13. Компенсация реактивной мощности
- •Глава 14. Релейная защита в системе электроснабжения промышленного предприятия
- •14.1. Назначение, требования и принципы релейной зашиты
- •Глава 14. Релейная защита в системе электроснабжения предприятия
- •Глава 14. Релейная защита в системе электроснабжения предприятия
- •Глава 14. Релейная защита в системе электроснабжения предприятия
- •Глава 14. Релейная защита в системе электроснабжения предприятия
- •Глава 14. Релейная защита в системе электроснабжения предприятия
- •Глава 14. Релейная защита в системе электроснабжения предприятия
- •Глава 14. Релейная защита в системе электроснабжения предприятия
- •14.3. Релейная защита двигателей напряжением выше 1 кВ
- •Глава 14. Релейная защита в системе электроснабжения предприятия
- •Глава 14. Релейная защита в системе электроснабжения предприятия
- •14.4. Релейная защита трансформаторов зур
- •14.5. Релейная защита кабельных линий
- •14.5. Релейная защита кабельных линий
- •Глава 14. Релейная защита в системе электроснабжения предприятия
- •14.6. Релейная защита двигателей напряжением до 1 кВ
- •14.7. Автоматический ввод резерва
- •14.8. Микропроцессорная защита электроустановок
- •Глава 14. Релейная защита в системе электроснабжения предприятия
- •Глава 14. Релейная защита в системе электроснабжения предприятия
- •Глава 15. Установки наружного и внутреннего освещения
- •15.1. Системы и виды освещения
- •Глава 15. Установки наружного и внутреннего освещения
- •15.2. Нормирование и устройство освещения
- •Глава 15. Установки наружного и внутреннего освещения
- •Глава 15. Установки наружного и внутреннего освещения
- •15.3. Расчет осветительной установки
- •Глава 15. Установки наружного и внутреннего освещения
- •15.4. Электроснабжение осветительных установок
- •Глава 15. Установки наружного и внутреннего освещения
- •Глава 15. Установки наружного и внутреннего освещения
- •Глава 16. Защитные меры электробезопасности и заземление
- •16.1. Классификация электротехнических установок относительно мер электробезопасности
- •Глава 16. Защитные меры электробезопасности и заземление
- •Глава 16. Защитные меры электробезопасности и заземление
- •Глава 16. Защитные меры электробезопасности и заземление
- •Глава 16. Защитные меры электробезопасности и заземление
- •Глава 16. Защитные меры электробезопасности и заземление
- •Глава 16. Защитные меры электробезопасности и заземление
- •Глава 16. Защитные меры электробезопасности и заземление
- •16.2. Заземляющие устройства Общие сведения
- •Расчет заземляющих устройств
- •Глава 16. Защитные меры электробезопасности и заземление
- •Глава 16. Защитные меры электробезопасности и заземление
- •16.3. Расчет молниезащитных устройств зданий и сооружений
- •Глава 16. Защитные меры электробезопасности и заземление
- •Глава 16. Защитные меры электробезопасности и заземление
- •Глава 17. Организация электропотребления
- •Глава 17. Организация электропотребления
- •17.1. Потребитель и электроснабжающая организация
- •Глава 17. Организация электропотребления
- •Глава 17. Организация электропотребления
- •Глава 17. Организация электропотребления
- •Глава 17. Организация электропотребления
- •17.2. Нормы расхода электроэнергии по уровням производства Виды, структура и состав норм
- •Глава 17. Организация электропотребления
- •Глава 17. Организация электропотребления
- •Глава 17. Организация электропотребления
- •Глава 17. Организация электропотребления
- •Глава 17. Организация электропотребления
- •17.3. Прогнозирование электропотребления Методы прогнозирования электропотребления
- •Глава 17. Организация электропотребления
- •Глава 17. Организация электропотребления
- •Глава 17. Организация электропотребления
- •17.4. Ценологическое влияние на электропотребление предприятий
- •Глава 17. Организация электропотребления
- •Глава 17. Организация электропотребления
- •Глава 17. Организация электропотребления
- •Глава 18. Энергосбережение на промышленных предприятиях
- •18.1. Основные направления энергосбережения
- •Глава 18. Энергосбережение на промышленных предприятиях
- •Глава 18. Энергосбережение на промышленных предприятиях
- •18.2. Принципы и этапы внедрения системы энергоменеджмента
- •Глава 18. Энергосбережение на промышленных предприятиях
- •18.3. Энергетические балансы
- •60 КВтч/т (10 %)
- •60 КВтч/т (25 %)
- •Глава 18. Энергосбережение на промышленных предприятиях
- •18.4. Комплексный подход к сокращению электропотребления
- •18.5. Совершенствование работы общепромышленных систем и оборудования
- •Глава 18. Энергосбережение на промышленных предприятиях
- •Глава 18. Энергосбережение на промышленных предприятиях
- •Глава 18. Энергосбережение на промышленных предприятиях
- •Глава 18. Энергосбережение на промышленных предприятиях
- •18.6. Повышение эффективности электросбережения многоотраслевых технологических процессов и оборудования
- •Глава is. Энергосбережение на промышленных предприятиях
- •18.7. Потери электроэнергии в электрических сетях
- •Глава 18. Энергосбережение на промышленных предприятиях
- •Глава 19. Инвестиционное проектирование объектов электрики
- •Глава 19. Инвестиционное проектирование объектов электрики
- •Глава 19. Инвестиционное проектирование объектов электрики
- •19.2. Этапы и стадии проектирования
- •Глава 19. Инвестиционное проектирование объектов электрики
- •Глава 19. Инвестиционное проектирование объектов электрики
- •19.3. Проектирование объектов строительства
- •Глава 19. Инвестиционное проектирование объектов электрики
- •Глава 19. Инвестиционное проектирование объектов электрики
- •19.4. Электрическая часть проектирования
- •Глава 19. Инвестиционное проектирование объектов электрики
- •Глава 19. Инвестиционное проектирование объектов электрики
- •Глава 19. Инвестиционное проектирование объектов электрики
- •Глава 19. Инвестиционное проектирование объектов электрики
- •Глава 19. Инвестиционное проектирование объектов электрики
- •Глава 20. Рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов
- •20.1. Общественная и коммерческая эффективность
- •Глава 20. Рекомендации по оценке эффективности ил
- •Глава 20. Рекомендации по оценке эффективности ип
- •Глава 20. Рекомендации по оценке эффективности ип
- •20.2. Денежные потоки и показатели эффективности инвестиционных проектов
- •Глава 20. Рекомендации по оценке эффективности ип
- •20.3. Расчет показателей общественной и коммерческой эффективности
- •Глава 20. Рекомендации по оценке эффективности ип
- •Глава 20. Рекомендации по оценив эффективности ип
- •20.4. Локальные технико-экономические расчеты в электрике
- •Глава 20. Рекомендации по оценке эффективности ип
- •Глава 20. Рекомендации по оценке эффективности ип
- •Глава 20. Рекомендации по оценке эффективности ип
- •Глава 21. Менеджмент электрики: орнанизация управления
- •Глава 21. Менеджмент электрики: организация управления электрическим хозяйством
- •21.1. Структурная перестройка менеджмента электрики
- •Глава 21. Менеджмент электрики: орнанизация управления
- •Глава 21. Менеджмент электрики: орнанизация управления
- •21.2. Принципы организации управления системами электрики
- •Глава 21. Менеджмент электрики: орнанизация управления
- •Глава 21. Менеджмент электрики: орнанизация управления
- •21.3. Организация эксплуатации и ремонта системы электроснабжения
- •Глава 21. Менеджмент электрики: орнанизация управления
- •Глава 21. Менеджмент электрики: орнанизация управления
- •21.4. Организация электроремонта силового электрооборудования
- •Глава 21. Менеджмент электрики: орнанизация управления
- •21.5. Центральная электротехническая лаборатория
- •Глава 21 Менеджмент электрики орнанизация управления
- •Глава 21. Менеджмент электрики: орнанизация управления
- •21.6. Определение численности электротехнического персонала
- •Глава 21. Менеджмент электрики: орнанизация управления
- •21.7. Оптимизация структуры установленного и ремонтируемого оборудования систем электрики
- •Глава 21. Менеджмент электрики: орнанизация управления
- •Глава 21. Менеджмент электрики: орнанизация управления
- •Глава 21. Менеджмент электрики: орнанизация управления
Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
ность рабочего периода, по истечении которого они должны быть отключены на время t > ЗТ0.
При повторно-кратковременном режиме работы двигателя кратковременные рабочие периоды номинальной нагрузки чередуются с паузами и возможны более сильные нагрузки, чем при продолжительном номинальном режиме (рис. 3.1, в). Продолжительность рабочих периодов и пауз не настолько велика, чтобы перегревы отдельных частей двигателя при неизменной температуре окружающей среды могли достигнуть установившихся значений.
Повторно-кратковременный режим работы характеризуется длительностью рабочего периода — продолжительностью включения в процентах (ПВ, %) или в относительных единицах Гпв, которое определяется отношением времени включения /в ко времени всего цикла tu, т. е. ко времени отключения t0 плюс время включения /в:
Гпв='./<'о+'.> = './'ц-
Значение tn при повторно-кратковременном режиме не должно превышать 10 мин, а длительность рабочего периода не более 4 мин.
Для ряда технологий tu составляет 1 с и менее, что ведет к специальным методам расчета нагрузок, например для рельефных сварочных машин.
Для двигателей подъемно-транспортных и других механизмов установлены значения ПВ, равные 15, 25, 40 и 60 %, для которых электротехническая промышленность выпускает оборудование. Фактические ПВ устройств в процессе работы изменяются в значительных пределах, поэтому возникает необходимость перерасчета их мощности с паспортной ПВ на фактическую.
Соотношение между повторно-кратковременными мощностями Рх и Р2 при соответствующих ПВ, и ПВ2:
/^пв./юо =р2Л/пв2/юо = />прод,
где Р — мощность, соответствующая продолжительному режиму (ПВ = = 100 %).
Кроме разделения потребителей по режимам работы следует учитывать также несимметричность нагрузки (неравномерность нагрузки по фазам). Трехфазные электродвигатели и печи — симметричные нагрузки, а электрическое освещение (одно- и двухфазное), однофазные и двухфазные печи, однофазные сварочные трансформаторы и другие — несимметричные.
Особую группу электроприемников составляют единичные с большой единичной мощностью (например, трансформаторы, работающие в блоке с электропечью, преобразователем, импульсной установкой; электропривод 30 МВт воздуходувки и др.), определяющие расчетную электрическую нагрузку, схемы главных 5УР и распределительных 4УР подстанций, меры по обеспечению качества электроэнергии в электрических сетях общего назначения, технические условия на присоединение к энергоснабжающей организации.
3.2. Параметры электропотребления и расчетные коэффициенты
107
3.2. Параметры электропотребления и расчетные коэффициенты
Цель расчета электрических нагрузок — определение токов, протекающих по токоведущим элементам, для выяснения их допустимости по условиям нагрева элементов. Расчет электрических нагрузок проводится для определения величин затрат в системах электроснабжения промышленных предприятий.
Температура нагрева проводников ограничивается условиями износа изоляции и работы самого элемента. Если бы токи в проводниках были неизменны, то расчет их сечений можно было бы производить, пользуясь допустимыми температурами перегрева. Для кабелей и приводов, например, она составляет 50—80 °С. Но меняющийся во времени ток вызывает изменение температуры проводников. Интерес представляет максимальная температура, которая может существовать некоторое время.
Требование туст < тдоп (установившаяся температура меньше допустимой), приводит к тому, что в паспорте оборудования (в каталожных данных) указывается: 1) номинальная мощность, при которой не произойдет перегрева (для трансформаторов, электродвигателей, генераторов); 2) допустимый ток, при котором не будет перегрева (для проводов, кабелей, реакторов).
Расчетная величина электрических нагрузок Р определяет технические решения и указывает затраты на изготовление электротехнических изделий, на создание и развитие субъектов электроэнергетики, на построение и функционирование объектов электрики. Ожидаемые Р определяют электроснабжение всех уровней. Опыт показал, что значения Рр систематически завышают и что проблемы ее расчета не могут быть решены в рамках существующих теорий. Уже в 60-е годы обнаружилось, что применение указаний, основанных на методе упорядоченных диаграмм, не обеспечило допустимую погрешность расчетов ± 10%. Внедрение в черной металлургии (1976 г.) системной оценки количественно определило масштабы явления: ошибки Рр составляли 50-200 %, фактическая загрузка силовых трансформаторов — 25-40 %, распределительных сетей — 20-30 %, коэффициент спроса находится на уровне 0,2—0,25 %. Такое положение было характерно и для других отраслей. Первое десятилетие рынка снизило на четверть среднюю общезаводскую загрузку трансформаторов и сетей системы электроснабжения и коэффициент спроса предприятий. В начале XXI века в электроэнергетике России устойчиво не используется не менее 30 ГВт генерирующих мощностей, ежегодное содержание которых (через тарифы) потребителям энергии обходится 12—15 млрд руб.
Отсутствие анализа исходных данных (известных к моменту принятия решения по схеме электроснабжения при проектировании, во время эксплуатации и др.), отрыв расчета от технологических, временных и человеческих факторов, нечеткость представления, для каких целей, стадий проектирования и уровней системы электроснабжения выполняется расчет, порождают путаницу в терминологии, проявляющуюся в применении понятий, имеющих разный физический смысл, но одинаковое математическое представление. Поня-
108 Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
тие Р многозначно и применяется, во-первых, как связанное с физическим процессом протекания электрического тока, во-вторых, при инвестиционном проектировании, решении перспективных вопросов развития предприятия, модернизации отдельных производств, при согласовании вопросов присоединения (подключения) предприятия или отдельных его объектов с энергоснаб-жающей организацией; в третьих для нормирования, оплаты и других целей, связанных с управлением электропотреблением и энергосбережением.
Исторически, со времен Вольта и Ома, из-за греющего действия электрического тока / возникла проблема выбора сечения проводников. Выбор элементов электрической сети с учетом условий нагрева — один из основных этапов проектирования. Максимальную температуру перегрева проводника с постоянной времени нагрева 70 в общем случае определяют по уравнению теплового баланса только для неизменного во времени t графика нагрузки /(/) = const, т. е. для электроприемников, имеющих постоянную во времени нагрузку (см. рис. 3.1, а).
Для большинства приемников нагрузка во времени изменяется. На линиях 6УР, секциях РУ 5УР и 4УР, линиях и трансформаторах, связывающих 5УР, 4УР, ЗУР, нагрузка меняется непрерывно (исчезающе мала вероятность сохранения нагрузки для двух последовательных интервалов Л/, сравнимых с часто применяемым интервалом дискретизации, равным 3 мин). На рис. 3.2, а представлено изменение напряжения Umu = 220 В случайного выбранного потребителя — интервал 1 ч. Закон изменения нагрузки, например на протяжении года, достаточно сложен. Подключение, соединение электроприемников в группу на распределительном щите или на подстанции порождает случайный характер нагрузки, в этом случае уравнение теплового баланса, в том числе (3.3), становится неразрешимым из-за математических трудностей.
Поэтому выбор сечения проводника по нагреву производят не по максимальной температуре перегрева, а по расчетной токовой нагрузке /, которая определяется на основании принципа максимума средней нагрузки:
hmit)=^)){t)dt, (3.4)
где 6 — длительность интервала осреднения (9 < t< T— 9), принимаемая для графиков нагрузки, практически неизменных во времени, равной 0 = ЗГ0 (во всех остальных случаях 9 < 37J,). Для распространенных сечений F кабеля постоянная времени нагрева 7J, (за время, равное 3 Т0 проводник нагревается до 95% от туст) изменяется следующим образом:
F, мм2 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150
Т0, мин 4,2 4,8 5,6 7,2 9 12 15 18,4 21,4 24,2
Для оценки нагрева проводников правильнее использовать закон Джоуля— Ленца и вести расчет по максимуму среднеквадратичного (эффективного) тока для каждого изменения за время At. Расчетный ток /, равный максимуму
3.2. Параметры электропотребления и расчетные коэффициенты
109
10
Р, МВт
10-
15
30 45
в
60
t, с
t, с
100
Рис. 3.2. Графики изменения напряжения и электрической мощности в зависимости от времени нагрузки:
а — трехминутные отклонения напряжения при часовом интервале; б — мгновенные значения активной мощности фазы дуговой печи; в — минутная нагрузка металлообрабатывающего станка; г — суммарная нагрузка главных приводов тонколистового стана за цикл горячего проката
среднего тока, можно считать приближением, обеспечивающим инженерную точность при построении схемы электроснабжения.
В простейшем случае, когда нагрузка постоянна, принимают / = const = /р. При переменной нагрузке, когда график чаще всего случайный, использование выражения (3.4) приводит к эквивалентному по эффектам нагрева расчетному току /, который вызывает в проводнике или такой же максимальный нагрев, или тот же тепловой износ изоляции, что и при заданной переменной нагрузке / (t). Ток /р обычно определяют по уравнению расчетной активной нагрузки;
110 Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки
^,=V3[/HOM/pcos(pp, (3.5)
где Umu — номинальное напряжение; cos(pp — расчетный коэффициент мощности.
В качестве расчетной нагрузки применяют среднюю нагрузку по активной мощности, где интервал реализации продолжительностью Т связывают с постоянной времени нагрева Т0:
Pe=^'+fp{t)dt, (3.6)
где е < / < т - е.
Условно принимают Т0 = 10 мин, тогда 0 = 30 мин независимо от сечения проводника, что и приводит к понятию получасового максимума PmsiX. Использование максимальной из средних нагрузок, в чем и заключается принцип максимума средней нагрузки, позволяет говорить о расчетном (проектном) максимуме, заявленном или фактическом (суточном, недельном, месячном, квартальном и годовом), 30-минутном, Р}0 — Ртт-
Использование вместо расчетного максимума Р значения получасового Ртах приводит к завышению сечений проводников, мощностей трансформаторов и др. Существует тенденция (особенно с внедрением информационных технологий) к уменьшению интервала осреднения, например до 1—5 мин при управлении электропотреблением, и к его увеличению до 1 ч (и более), например при оценке работы инерционных агрегатов (часовая производительность, удельные нормы).
В зависимости от конструкции, условий прокладки для каждого проводника любого назначения указывается неизменный во времени нормируемый (номинальный) ток 1ном, длительно предельно допустимый по нагреву. Например, по ПУЭ допустимый длительный ток для трехжильных кабелей (напряжение 10 кВ, сечение токопроводящей жилы 185 мм2, с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной маслоканифольной и нестекающей массами изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке), прокладываемых в земле, составляет 310 А. Ток принят из расчета прокладки в траншее (земле) на глубине 0,7-1,0 м не более одного кабеля при температуре земли +15 °С, с удельным сопротивлением земли 120 см-К/Вт и допустимой температурой жилы кабеля +60 °С. При прокладке нескольких кабелей рядом в зависимости от расстояния между ними и от их количества вводится понижающий коэффициент до 0,75. По току 1р выбирают ближайшее сечение, номинальный ток которого с учетом всех расчетных коэффициентов больше (/ном > /р).
Таким образом, при проверке на нагрев проводников любого назначения используют получасовой максимум тока /тах, наибольший из средних получасовых токов данного элемента. Выбор сечений проводников в целях определения предельно допустимого нагрева производится с учетом не только нормальных, но и послеаварийных режимов, а также режимов в период ремонта
т
3.2. Параметры электропотребления и расчетные коэффициенты
111
и возможных неравномерностей распределения токов между линиями, секциями шин и т. д.
Кроме определения сечений элементов системы электроснабжения по нагреву максимальная нагрузка Ртах необходима для определения потерь и отклонений напряжения, максимальных потерь мощности и энергии в сетях, для выбора элементов электрических сетей по экономической плотности тока, для определения тока трогания релейной защиты, для выбора плавких предохранителей и уставок выключателей, для проверки самозапуска электродвигателей, колебаний напряжения в сетях и в других случаях, когда необходимо рассчитать элементы электрической сети или их режимы с учетом законов Максвелла.
Кроме того, понятие получасового максимума активной мощности Ртт стали применять: 1) с 70-х годов к максимальной 30-минутной мощности, заявляемой промышленными предприятиями в договорах с энергосистемами на 6УР, 2) с 80-х годов — к лимиту электрической мощности — предельно допустимому (разрешаемому энергосистемой) значению получасовой активной мощности предприятия в часы максимальных нагрузок энергосистемы (часы прохождения максимума в энергосистеме); 3) с выходом Федеративного закона «Об электроэнергетике» — к договорной величине мощности и энергии при оказании услуг по передаче электроэнергии по единой национальной электрической сети, при обращении на оптовый рынок или при функционировании в пределах различных розничных рынков электроэнергии. Для простоты далее будем рассматривать идеальный случай, когда расчетная (проектная или иная) максимальная нагрузка совпадает с фактической максимальной, замеренной каким-либо способом, и равна максимальной заявленной (договорной) на 6УР (на уровне предприятия): Рр = Ртю = Рф = />1(П1ах).
Заявленный максимум не передается по конкретному проводу, не трансформируется одним трансформатором, не отключается одним выключателем: физически нет тока, соответствующего расчетной мощности Р и определяемого по уравнению (3.5). Положение усложняется, если учитывать максимальную электрическую нагрузку: 1) в утренние и вечерние часы (Ру(тях) и Ръ(тах)); 2) ночную; 3) превышающую заявленную и лимит (который может быть разрешен, если есть резерв у субъектов электроэнергетики); 4) соответствующую проектной технологической производительности; 5) согласованную с энерго-снабжающей организацией для подключения; 6) перспективную проектную нагрузку; 7) при осуществлении регулирования режима электропотребления (управление потребителями-регуляторами) и др.
Таким образом, при решении вопросов электроснабжения определяющей является расчетная электрическая нагрузка, равная получасовому максимуму Ртт. Этот максимум можно находить по данным конкретных электроприемников и применять для расчетов электрических сетей и их элементов (на основании теоретических основ электротехники). Но его можно рассчитывать и с учетом системных свойств предприятия, устойчивости развития и ценологи-ческой устойчивости структуры. Такой Ртш нужен при выборе схем электроснабжения предприятий, производств и цехов, определении объемов их элек-
112