Tato metoda je nejjednodušší a spočívá v výpočtu maximálního aktivního zatížení pomocí vzorce:
Metodu koeficientu odběru lze použít k výpočtu zatížení pro ty jednotlivé skupiny elektrických přijímačů, dílny a podniky jako celek, pro které jsou k dispozici údaje o hodnotě tohoto koeficientu (viz Koeficienty pro výpočet elektrického zatížení).
Při výpočtu zatížení pro jednotlivé skupiny elektrických přijímačů se doporučuje tuto metodu použít pro ty skupiny, jejichž elektrické přijímače pracují s konstantním zatížením a se spínacím faktorem rovným (nebo blízkým) jednotce, jako jsou například elektromotory čerpadel, ventilátorů atd.
Na základě hodnoty P30 získané pro každou skupinu elektrických přijímačů se určí reaktivní zatížení:
a tanφ je určen cosφ, charakteristickým pro danou skupinu elektrických přijímačů.
Poté se samostatně sečtou aktivní a reaktivní zatížení a zjistí se celkové zatížení:
Zatížení ΣР30 a ΣQ30 představují součet maxim pro jednotlivé skupiny elektrických přijímačů, přičemž ve skutečnosti by mělo být určeno maximum součtu. Proto při určování zatížení na úseku sítě s velkým počtem heterogenních skupin elektrických přijímačů by měl být zaveden maximální kombinační koeficient KΣ, tj.
Hodnota KΣ se pohybuje od 0,8 do 1 a při výpočtu zatížení v celém podniku se obvykle přijímá spodní hranice.
U jednotlivých vysoce výkonných elektrických přijímačů, jakož i u elektrických přijímačů, se kterými se v projekční praxi setkáváme jen zřídka nebo dokonce poprvé, by měly být faktory poptávky identifikovány objasněním skutečných faktorů zatížení společně s technology.
Stanovení maximálních zátěží pomocí dvoučlenné expresní metody
Tuto metodu navrhl Ing. D. S. Livshits zpočátku ke stanovení návrhového zatížení pro elektromotory jednotlivých pohonů kovoobráběcích strojů a poté byl rozšířen na další skupiny elektrických přijímačů.
Podle této metody se půlhodinové maximální aktivní zatížení pro skupinu elektrických přijímačů stejného provozního režimu určí z výrazu:
kde Рun je instalovaný výkon n největších výkonových přijímačů, b, c jsou konstantní koeficienty pro určitou skupinu výkonových přijímačů stejného provozního režimu.
Podle fyzikálního významu určuje první člen výpočtového vzorce průměrný výkon a druhý – dodatečný výkon, který se může objevit během půl hodiny v důsledku shody maximálního zatížení jednotlivých elektrických přijímačů skupiny. Proto:
Z toho vyplývá, že pro malé hodnoty Rup ve srovnání s Ru, které se vyskytují u velkého počtu elektrických přijímačů víceméně stejného výkonu, K30 ≈KI a druhý člen výpočtového vzorce lze v takových případech zanedbat, odběr P30 ≈ bPp ≈ Psr.cm. Naopak u malého počtu elektrických přijímačů, zejména pokud se výrazně liší výkonem, se vliv druhého členu vzorce stává velmi významným.
Výpočty pomocí této metody jsou těžkopádnější než pomocí metody koeficientu poptávky. Proto je použití metody dvoučlenného vyjadřování oprávněné pouze pro skupiny výkonových přijímačů pracujících s proměnnou zátěží a s nízkými spínacími faktory, u kterých faktory odběru buď zcela chybí, nebo mohou vést k chybným výsledkům. Zejména lze např. doporučit použití této metody pro elektromotory kovoobráběcích strojů a pro nízkovýkonové odporové elektrické pece s periodickým zatěžováním výrobků.
Metodika stanovení plného zatížení S30 pomocí této metody je podobná metodě popsané pro metodu koeficientu odběru.
Stanovení maximálního zatížení metodou efektivního počtu elektrických přijímačů.
Efektivním počtem elektrických přijímačů se rozumí takový počet přijímačů, výkonově stejných a v provozním režimu homogenních, který určuje stejnou hodnotu vypočteného maxima jako skupina přijímačů různého výkonu a pracovního režimu.
Efektivní počet výkonových přijímačů je určen z výrazu:
Na základě hodnoty n e a koeficientu využití odpovídající dané skupině elektrických přijímačů se pomocí referenčních tabulek určí maximální koeficient CM a následně půlhodinové maximum aktivní zátěže.
Pro výpočet zatížení jedné skupiny elektrických přijímačů stejného provozního režimu má stanovení PE smysl pouze tehdy, pokud se elektrické přijímače zahrnuté ve skupině výrazně liší ve výkonu.
Se stejným výkonem p elektrických přijímačů zařazených do skupiny
tj. efektivní počet elektromotorů se rovná skutečnému počtu. Proto se při stejných nebo mírně odlišných výkonech elektrických přijímačů skupiny doporučuje určit CM na základě skutečného počtu elektrických přijímačů.
Při výpočtu zatížení pro několik skupin elektrických přijímačů je nutné určit průměrnou hodnotu koeficientu využití pomocí vzorce:
Metoda efektivního počtu elektrických přijímačů je použitelná pro všechny skupiny elektrických přijímačů, včetně elektrických přijímačů s přerušovaným provozem. V druhém případě se instalovaný výkon Ru sníží na PV = 100%, tedy na dlouhodobý provozní režim.
Metoda efektivního počtu výkonových přijímačů je lepší než jiné metody v tom, že maximální koeficient, který je funkcí počtu výkonových přijímačů, je zapojen do určování zátěže. Jinými slovy, tato metoda počítá maximální součet zatížení jednotlivých skupin, nikoli součet maxim, jako je tomu např. u metody koeficientu poptávky.
Pro výpočet jalové složky zatížení Q30 ze zjištěné hodnoty P30 je nutné určit tanφ. Za tímto účelem je nutné vypočítat průměrné zatížení při posunu pro každou skupinu elektrických přijímačů a určit tanφ z poměru:
Pokud se vrátíme k definici PE, je třeba poznamenat, že při velkém počtu skupin a různých výkonech jednotlivých elektrických přijímačů ve skupinách se zjištění ΣРу2 ukazuje jako prakticky nepřijatelné. Proto se používá zjednodušená metoda pro stanovení pe v závislosti na relativní hodnotě efektivního počtu elektrických přijímačů p’e = ne/n.
Toto číslo lze zjistit z referenčních tabulek v závislosti na poměrech:
kde n1 je počet výkonových přijímačů, z nichž každý má výkon nejméně poloviční než nejsilnější výkonový přijímač, ΣРпг1 je součet instalovaných kapacit těchto výkonových přijímačů, n je počet všech výkonových přijímačů, ΣPу je součet instalovaných kapacit všech výkonových přijímačů.
Stanovení maximálního zatížení na základě specifických sazeb spotřeby elektřiny na jednotku výkonu
Z informací o plánované produktivitě podniku, dílny nebo technologické skupiny přijímačů a o měrné spotřebě činné energie na jednotku výroby lze vypočítat maximální půlhodinovou činnou zátěž pomocí výrazu
kde Wyd je měrná spotřeba energie na tunu produktu, M je roční výkon, Tm.a je roční počet hodin používání maximální aktivní zátěže.
V tomto případě se plné zatížení určí na základě váženého průměrného ročního účiníku:
Tato metoda výpočtu může sloužit k přibližnému stanovení zatížení pro podniky jako celek nebo jednotlivé dílny, které vyrábějí hotové výrobky. Pro výpočet zatížení jednotlivých úseků elektrických sítí se použití této metody zpravidla ukazuje jako nemožné.
Speciální případy stanovení maximálních zatížení s počtem elektrických přijímačů do pěti
Výpočty zatížení pro skupiny s malým počtem elektrických přijímačů lze provést pomocí následujících zjednodušených metod.
1. Pokud jsou ve skupině dva nebo tři elektrické přijímače, můžete jako vypočítané maximální zatížení vzít součet jmenovitých výkonů elektrických přijímačů:
U elektrických přijímačů stejného typu, výkonu a provozního režimu je přípustný aritmetický součet celkových výkonů. Pak,
2. Pokud je ve skupině čtyři až pět elektrických přijímačů stejného typu, výkonu a provozního režimu, lze maximální zatížení vypočítat na základě průměrného faktoru zatížení a v tomto případě lze povolit aritmetický součet celkových kapacit. :
3. Při stejném počtu různých typů elektrických přijímačů by se vypočítané maximální zatížení mělo brát jako součet součinů jmenovitých výkonů elektrických přijímačů a činitelů zatížení charakteristických pro tyto elektrické přijímače:
Stanovení maximálního zatížení, pokud skupina obsahuje kromě třífázových i jednofázové elektrické přijímače
Pokud celkový instalovaný výkon stacionárních a mobilních jednofázových energetických přijímačů nepřesáhne 15% celkového výkonu třífázových energetických přijímačů, pak lze celou zátěž považovat za třífázovou, bez ohledu na stupeň rovnoměrnosti distribuce jednofázové zátěže napříč fázemi.
V opačném případě, to znamená, že pokud celkový instalovaný výkon jednofázových elektrických přijímačů překročí 15 % celkového výkonu třífázových elektrických přijímačů, rozdělení jednofázové zátěže mezi fáze by mělo být provedeno tak, aby je dosaženo nejvyššího stupně uniformity.
Pokud je to možné, lze zatížení vypočítat obvyklým způsobem, ale pokud ne, výpočet by měl být proveden pro jednu z nejfrekventovanějších fází. V tomto případě jsou možné dva případy:
1. všechny jednofázové elektrické přijímače jsou zapnuty na fázové napětí,
2. Mezi jednofázové elektrické přijímače jsou i takové, které jsou připojeny na síťové napětí.
V prvním případě by měl instalovaný výkon odebírat pro skupiny třífázových napájecích přijímačů (pokud existují) jednu třetinu jejich skutečného výkonu, pro skupiny jednofázových výkonových přijímačů – výkon připojený k nejvíce zatížené fázi.
Pomocí takto získaných fázových výkonů se pomocí kterékoli z metod vypočítá maximální zatížení nejvíce zatížené fáze a poté, vynásobením tohoto zatížení 3, se určí zatížení třífázového vedení.
Ve druhém případě lze nejvíce zatíženou fázi určit pouze výpočtem průměrných výkonů, pro které je třeba jednofázové zátěže připojené na síťové napětí přivést do příslušných fází.
Činný výkon jednofázových přijímačů, připojených například mezi fázemi ab a ac, redukovaný na fázi a, je určen výrazem:
V souladu s tím jalový výkon takových přijímačů
zde Pab, Ras jsou výkony spojené s lineárním napětím mezi fázemi ab a ac, p(ab)a, p(ac)a, q(ab)a, q(ac)a, jsou redukční koeficienty zátěže připojené k lineárnímu napětí do fáze a.
Kruhovým přeskupením indexů lze získat výrazy pro snížení výkonu na jakoukoli fázi.
Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře
Pokud se vám tento článek líbil, sdílejte odkaz na něj na sociálních sítích. Velmi to pomůže rozvoji našeho webu!
Množství výkonu, umístění a typ elektrických přijímačů určují strukturu obvodu a parametry napájecích prvků průmyslových podniků a zemědělství.
Při navrhování se obvykle určují tři typy zatížení:
1. průměr pro maximálně zatíženou směnu P prům. max a průměrný roční P prům. Hodnota P prům. max je nutný pro stanovení vypočtené aktivní zátěže P r a hodnota Pav je nezbytná pro stanovení ročních ztrát elektřiny.
2. vypočtené hodnoty aktivního P r a reaktivního Q r jsou nezbytné pro výpočet sítí za podmínek přípustného ohřevu, výběr výkonu transformátorů a měničů, jakož i pro stanovení maximálních ztrát výkonu, odchylek a ztrát napětí;
3. maximální krátkodobý (rozběhový proud) I a, tato hodnota je nutná pro kontrolu kolísání napětí, stanovení rozběhového proudu proudové reléové ochrany, výběr pojistkových vložek a kontrolu elektrických sítí dle podmínek samorozběhu motorů.
Pro stanovení průměrného výkonu pro nejvytíženější směnu P avg. max výkonové přijímače (EP) uvažovaného uzlu napájecí soustavy jsou rozděleny do m skupin podle charakteristických hodnot součinitelů využití kisp a cos výkonu φ n.
Pak pro každou skupinu
kde P nom. m – jmenovitý výkon pracovních ED skupiny m, snížený pro ED přerušovaného režimu na dlouhodobý režim:
Zde P y je instalovaný výkon; PV – jmenovitá doba zapnutí, o. E.
Pak se průměrný výkon řazení na uzel rovná:
– celkový jalový výkon kompenzačních zařízení (Q dv – jalový výkon synchronních motorů; Q b – výkon kondenzátorových baterií).
Průměrné aktivní zatížení snižovacích transformátorů (20-6/0,4 kV) se určuje podobně, ale s přidáním světelných zatížení:
kde kc.o je koeficient poptávky; Pe.o je celkový instalovaný výkon světelné zátěže.
Návrhové zátěže průmyslových podniků.
Existuje několik metod, jak určit návrhové zatížení:
• měrná spotřeba energie;
• technologický harmonogram provozu elektrických přijímačů;
Zvažme hlavní ustanovení výše uvedených metod.
1. Metoda měrné spotřeby energie. Při použití této metody se jako vypočtené zatížení bere fázové zatížení nejvytíženější směny práce P avg. max
kde je Msm. — objem výroby za směnu;
Ey je specifická spotřeba energie na jednotku výroby;
Tcm je doba trvání nejvytíženější směny.
2. Metoda technologického rozvrhu. Pro skupiny elektrických přijímačů automatizované nebo přísně rytmické kontinuální výroby se návrhové zatížení určuje z obecného zatěžovacího plánu, sestaveného na základě technologického harmonogramu provozu jednotlivých elektrických přijímačů a jejich odpovídajících kapacit.
3. Statistická metoda. Za předpokladu, že při výpočtu zatížení lze použít zákon normálního rozdělení, návrhové zatížení se určí z rovnice
kde P avg je průměrná hodnota (matematické očekávání) zatížení pro uvažovaný časový interval;
β je akceptovaná násobnost míry rozptylu (faktor spolehlivosti výpočtu);
σт – směrodatná odchylka zatížení zprůměrovaná v intervalu T = 0,5 hod. Pokud předpokládáme, že očekávané zatížení s pravděpodobností 0,005 může překročit hodnotu P p, pak podle integrální křivky normálního rozdělení β = 2,5; pokud je pravděpodobnost 0,025, pak β =2,0.
4. Metoda uspořádaných diagramů. Tato metoda je hlavní pro stanovení návrhového zatížení průmyslových podniků. Tady
kde km je maximální koeficient zatížení;
k a je koeficient využití dané skupiny n výkonových přijímačů;
P jmenovitý výkon všech uvažovaných elektrických přijímačů n.
Hodnotu km v závislosti na faktoru využití a efektivním počtu elektrických přijímačů (n f) lze zjistit z křivek km = f (ka, n f) nebo z tabulky.
Návrhové zatížení venkovských oblastí.
Pro určení zatížení na různých místech zemědělského napájecího systému se vypočítá zatížení na vstupech jednotlivých spotřebičů. Zatížení na vstupech spotřebitelů, kteří mají pouze osvětlení a ne více než tři výkonové elektrické přijímače, lze přibližně brát jako aritmetický součet instalovaných kapacit elektrických přijímačů a osvětlení. Zatížení skupin místností srovnatelného výkonu se stanoví s přihlédnutím ke koeficientům simultánnosti ko. Zatížení vstupů obytných prostor ve venkovských oblastech se zjišťuje podle nomogramu (obr. 1).
Rýže. 1. Závislost měrného návrhového zatížení (kW/dům) na vstupu do venkovského domu a roční spotřeby elektřiny (kWh/dům) za výpočtové období (roky) na roční spotřebě (kWh/dům)
Při navrhování vnějších sítí 0,38 kV se předpokládá, že vypočtené zatížení na vstupu venkovských obytných budov s elektrickými kamny je 6 kW a s elektrickými sporáky a ohřívači vody – 7,5 kW. Zatížení domácích klimatizací se zohledňuje zvýšením vypočteného zatížení na příkonech obytných budov o 1 kW.
Pro nově elektrifikovaná sídla, stejně jako při absenci informací o spotřebě energie v elektrifikovaných domech, je akceptováno vypočtené zatížení na vstupech do domů:
a) v sídlech s převážně starou zástavbou (více než 60 % domů postavených před 20 lety) s plynofikací – 1,5 kW, bez plynofikace – 1,8 kW,
b) s převážně novostavbami s plynofikací – 1,8 kW, bez plynofikace – 2,2 kW.
c) pro novostavby komfortních bytů ve městech, sídlištích městského typu, osadách u velkochovů hospodářských zvířat a jiných komplexech s plynofikací – 4 kW, bez plynofikace – 5 kW.
Podle směrnic pro výpočet elektrického zatížení v sítích s napětím 0,38-110 kV pro zemědělské účely se doporučuje stanovit vypočtené činné (jalové) zatížení statistickou metodou, tj. průměrným výkonem a odchylkou návrhové zatížení od průměru:
kde P prům. i , Q prům. i je průměrná hodnota denního nebo večerního zatížení na vstupu i-tého spotřebiče, na i-tém úseku vedení, na autobusech i-té rozvodny.
Pro stanovení návrhového zatížení sítí 0,38 kV nebo rozvoden 35-10/0,38 kV se používají statistická data o zatížení ( , , , ) všech uvažovaných spotřebitelů pro denní i večerní maxima. Suma se provádí odděleně pro večerní a denní zatížení a volí se největší celkové návrhové zatížení
Při určování zátěží sítí 10-110 kV se provádí součtování zátěží trafostanic (TS) hodinově podle standardních denních rozvrhů činných a jalových výkonů s přihlédnutím k sezónnosti (neuvažují se denní a večerní maxima odděleně).
Při absenci spolehlivých statistických údajů o zatížení se doporučuje použít metodu výpočtu založenou na aplikaci koeficientu simultánnosti (poměr kombinovaného maximálního zatížení k součtu maxim) zatížení jednotlivých spotřebičů nebo jejich skupin. ve formě
kde Рр.д, Рр.в – respektive vypočtené denní a večerní zatížení na traťovém úseku nebo autobusech transformovny; ko je koeficient simultánnosti; Rd.i, Rv.i – denní, večerní zatížení na vstupu i-tého spotřebiče nebo i-tého síťového prvku.
Je povoleno určit návrhové zatížení pomocí jednoho režimu: denní při sčítání průmyslových spotřebitelů nebo večer při sčítání domácích spotřebitelů.
Posledně uvedené výrazy jsou doporučeny pouze pro homogenní spotřebitele. Při smíšeném zatížení jsou zatížení na úsecích sítě s obytnými budovami, průmyslovými, veřejnými a komunálními podniky stanovena odděleně s použitím příslušných faktorů simultánnosti.
Hodnoty účiníku v úsecích sítí 10-110 kV se určují v závislosti na poměru návrhového zatížení průmyslových spotřebičů k celkovému návrhovému zatížení P Σ . Hodnota P Σ se vypočítá jako součet zatížení průmyslových a komunálních spotřebitelů, určený vypočteným zatížením sběrnic transformoven.
Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře
Pokud se vám tento článek líbil, sdílejte odkaz na něj na sociálních sítích. Velmi to pomůže rozvoji našeho webu!
