Кабышев А.В Электроснабжение объектов Ч1

Р

tp tхх

Р

Рис. 1.4. Графики работы ЭП с перемежающимся режимом

является различная частота вращения при неизменных нагрузках на валу, то есть при мощности Р1 частота n1, при мощности Р2 = Р1 – частота n2 и т.д. (рис. 1.6). Такой режим работы характерен для многоскоростных двигателей, работающих с неизменной нагрузкой на валу, например, в приводах моталок со ступенчатой намоткой или экструдерах.

Пример 1.1. Определить номинальную мощность группы трехфазных электроприемников с указанными в таблице 1.1 техническими данными.

Р

Рис. 1.5. Графики работы электроприемников с перемежающимся режимом с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением

РЦикл

tc tp tТ tp tТ txx

Р

Частота

вращения

Рис. 1.6. Графики работы электроприемников с перемежающимся режимом с периодически изменяющейся частотой вращения

11

Решение.

1. В зависимости от режима работы электроприемники разбиваются на подгруппы:

•продолжительный режим (поз. 1, 2);

•повторно-кратковременный режим (поз. 3-8).

2. Номинальная мощность ЭП продолжительного режима работы определяется по соотношению (1.1):

n

Рном1, 2 = ∑Рпасп i = 7 15 + 12 4,5 = 159 кВт.

i=1

3.Для электроприемников ПКР указанная в паспорте мощность приводится к

номинальной мощности продолжительного режима при ПВ=100%. Номинальная мощность подъемно-транспортных средств (поз. 3-5) рассчитывается по выражению (1.5), так как в паспорте задана активная мощность (кВт), а сварочного оборудования (поз. 6-8) – по(1.6), таккак впаспортеуказанаполнаямощность(кВА) иcosϕ:

+ 5 14 0,45 0,25 = 72,9 кВт.

4. Номинальная мощность всей группы электроприемников:

Рном = Рном1, 2 + Рном 3−5 + Рном 6−8 = 159 + 73,6 + 72,9 = 305,5 кВт.

Пример 1.2. Определить режим работы электроприемника, график нагрузки которого приведен на рис.1.7.

Решение.

Из графика нагрузки видно, что периоды работы электроприемника (tвкл) чередуется с паузами(tоткл). Время цикла составляет:

tцикл = tвкл + tоткл = 8 + 6 = 14 мин.

При длительности цикла tцикл > 10 мин режим работы электроприемника считается продолжительным.

р, кВт

tоткл

tвкл tвкл

Рис. 1.7. График нагрузки электроприемника (к примеру 1.2) 12

1.2. Графики электрических нагрузок, коэффициенты их характеризующие, параметры электропотребления

Электрическая нагрузка – это электрическая мощность Р(t) при равномерном потреблении электроэнергии W в течение времени t:

Для рационального проектирования электроустановок и их эксплуатации необходимо знать изменение нагрузок в течение смены, суток, месяца, года. Это изменение характеризуется графиками нагрузок. График нагрузки – это кривая (диаграмма), показывающая изменение нагрузок за определенный промежуток времени. Обычно графики нагрузки строятся и анализируются за базисное время, кратное длительности законченного технологического цикла. Различают индивидуальные и групповые графики, графики активных и реактивных нагрузок.

По продолжительности графики нагрузки строятся суточными и годовыми. При построении суммарного суточного или годового графика нагрузки необходимо определить нагрузки потребителей предприятия и учесть потери мощности в электрооборудовании и в сети (рис.1.8). Предприятия каждой отрасли промышленности имеют свой, характерный график нагрузки, определяемый технологическим процессом производства [1].

Рис. 1.8. Суммарный суточный график нагрузки промышленного предприятия

13

У нециклического (рис. 1.9,в) и нерегулярного (рис. 1.9,г) графиков время циклов, рабочее время и время пауз различно. Для всех графиков, кроме нерегулярных, потребление электроэнергии за смену является постоянной величиной.

Групповые графики нагрузок определяются суммированием индивидуальных графиков нагрузок электроприемников, входящих в данную группу. По степени регулярности они подразделяются на:

•периодические;

•почти периодические;

•нерегулярные.

Индивидуальные графики энергоемких ЭП с резкопеременной, толчковой нагрузкой необходимы для выбора электрических сетей этих электроприемников, расчета отклонений и колебаний напряжения, выбора мероприятий по улучшению качества электроэнергии.

Групповые графики используются для проектирования и оптимизации систем электроснабжения.

Суточные графики нагрузок потребителей могут строиться по показаниям счетчиков. Для этого фиксируют показания счетчиков активной и реактивной энергии через определенный интервал времени (30 или 60 мин) и определяют среднюю мощность нагрузки за этот интервал.

Анализ графиков нагрузки позволяет определить величину сечений проводов и жил кабелей, оценить потери напряжения, выбрать мощности генераторов электростанций, решить технико-экономические вопросы выбора оборудования, спроектировать оптимальный вариант системы электроснабжения объекта.

Суточные графики позволяют спланировать ремонт электрооборудования.

Годовые графики строятся по двум характерным суточным: за зимние и летние сутки. Они используются в технико-экономических расчетах при определении наивыгоднейшего типа и мощности трансформаторов подстанций, генераторов электростанций, при выборе вариантов электроснабжения.

Графики нагрузок характеризуются следующими параметрами:

•средняя активная и реактивная мощность нагрузки за наиболее загруженную смену:

где W и V – расход активной и реактивной энергии за наиболее загруженную смену (наиболее загруженной считается смена с

15

максимальным расходом активной энергии); Тсм – продолжительность смены;

• среднесуточная мощность нагрузки (определяются аналогично среднесменным, только для суток);

• максимальная нагрузка заданной продолжительности – наибольшая из всех средних значений за заданный промежуток времени, например, из средних 30-минутных нагрузок наиболее загруженной смены (получасовой максимум);

• расчетная нагрузка по допустимому нагреву – такая длительная неизменная нагрузка элемента системы электроснабжения, которая эквивалентна ожидаемой изменяющейся нагрузке по тепловому воздействию (при переменном графике нагрузок принимаются максимальные нагрузки заданной продолжительности, а при мало изменяющемся (практически постоянном) – средняя нагрузка);

• среднеквадратичная нагрузка:

гдеР1, Р2, …, Рn – средниенагрузкизаинтервалывременимеждузамерами; t1, t2, …, t n – принятый интервал времени между замерами. Аналогично определяются реактивная и полная нагрузки.

При исследовании и расчете электрических нагрузок применяют безразмерные показатели (коэффициенты) графиков нагрузок, характеризующие режим работы приемников электроэнергии по мощности или во времени. Расчетные формулы основных из них приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2.

Показатели графиков электрических нагрузок по активной мощности

Окончание таблицы 1.2.

17

По приведенному графику нагрузки и рассчитанным параметрам электропотребления могут быть определены (см. табл. 1.2):

• коэффициент формы графика нагрузки: Кф = Рск = 58 = 1,08;

Рсм 54

• число часов использования максимума нагрузки: Тmax = Кз.г. Тсм = 0,87 7,5 = 6,5 ч.

Пример 1.4. Для электроприеника, график нагрузки которого приведен на рис. 1.7, определить коэффициенты включения и загрузки, если коэффициент использования равен 0,25.

Решение.

1. Коэффициент включения – это отношение продолжительности включения приемника в цикле tвкл ко всей продолжительности цикла tцикл = tвкл + tоткл. По графику нагрузки: tвкл = 8 мин, tцикл = 14 мин, то есть:

квкл= tвкл = 8 = 0,57 . tцикл 14

2. Коэффициент загрузки – это отношение фактически потребленной приемником активной мощности Рфакт за время включения в течение цикла к его номинальной мощности Рном. Если принять, что фактически потребленная за время включения мощность равна средней Рср. вкл, то:

Коэффициент загрузки и включения непосредственно связаны с технологическим процессом и изменяются с изменением режима работы электропримемника.

19