Výpočet elektrického zaťaženia
Stanovenie maximálneho zaťaženia metódou faktora spotreby
Táto metóda je najjednoduchšia a obmedzuje sa na výpočet maximálneho aktívneho zaťaženia pomocou vzorca:
Metódu koeficientu spotreby možno použiť na výpočet zaťaženia pre tie samostatné skupiny odberateľov elektriny, dielne a podniky vo všeobecnosti, pre ktoré existujú údaje o hodnote tohto koeficientu (viď. Koeficienty na výpočet elektrického zaťaženia).
Pri výpočte záťaží pre jednotlivé skupiny elektrických prijímačov sa odporúča použiť túto metódu pre tie skupiny, ktorých elektrické prijímače pracujú s konštantnou záťažou a s činiteľom zaťaženia rovným (alebo blízkym) jednej, ako sú elektromotory čerpadiel, fanúšikov a iných.
Podľa hodnoty P30 získanej pre každú skupinu elektrických spotrebičov sa určí reaktívne zaťaženie:
navyše tanφ je určené charakteristikou cosφ danej skupiny elektrických spotrebičov.
Aktívne a reaktívne zaťaženie sa potom spočítajú oddelene a zistí sa celkové zaťaženie:
Zaťaženia ΣP30 a ΣQ30 sú súčtom maximálnych hodnôt pre jednotlivé skupiny elektrických spotrebičov, pričom v skutočnosti musí byť určené maximálne množstvo. Preto pri určovaní zaťažení úseku siete s veľkým počtom rôznych skupín elektrických prijímačov treba zaviesť koeficient kombinovania maxím KΣ, t.j.
Hodnota KΣ je v rozsahu 0,8 až 1 a pri výpočte zaťažení v celom závode ako celku sa zvyčajne berie dolná hranica.
Pre samostatné elektrické prijímače vysoký výkon, ako aj pre užívateľov energie, zriedkavo alebo dokonca po prvýkrát v projekčnej praxi, by sa faktory dopytu mali identifikovať objasnením skutočných faktorov zaťaženia spolu s technológmi.
Stanovenie maximálnych zaťažení metódou dvojitého vyjadrenia
Túto metódu navrhol Ing. DS Livshits spočiatku na určenie konštrukčného zaťaženia elektromotorov jednotlivého pohonu kovoobrábacích strojov a potom sa rozšíril na ďalšie skupiny elektrických prijímačov.
Podľa tejto metódy je polhodinové maximálne aktívne zaťaženie pre skupinu elektrických spotrebičov s rovnakým prevádzkovým režimom určené výrazom:
kde Рn — inštalovaný výkon najväčších spotrebiteľov energie, b, c — koeficienty, ktoré sú konštantné pre určitú skupinu spotrebiteľov energie v rovnakom prevádzkovom režime.
Podľa fyzikálneho zmyslu prvý člen výpočtového vzorca určuje priemerný výkon a druhý - dodatočný výkon, ktorý sa môže vyskytnúť do pol hodiny v dôsledku zhody maximálneho zaťaženia jednotlivých elektrických spotrebičov skupiny. . Preto:
Z toho vyplýva, že pre malé hodnoty Pp v porovnaní s Ru, čo sa deje pri veľkom počte elektrických prijímačov viac-menej rovnakého výkonu, K30 ≈ CP, a druhý člen výpočtového vzorca možno v takýchto prípadoch zanedbať, za predpokladu, že P30 ≈ bPp ≈ Psr.cm. Naopak, pri malom počte elektrických prijímačov, najmä ak sa výrazne líšia vo výkone, sa vplyv druhého členu vo vzorci stáva veľmi významným.
Výpočty pomocou tejto metódy sú ťažkopádnejšie ako pomocou metódy faktora dopytu. Preto je použitie metódy dvojitého vyjadrenia opodstatnené len pre skupiny spotrebiteľov energie pracujúcich s premenlivou záťažou a s nízkymi koeficientmi spínania, pre ktoré koeficienty spotreby buď vôbec chýbajú, alebo môžu viesť k chybným výsledkom. Najmä je možné napríklad odporučiť použitie tejto metódy pre elektromotory kovoobrábacích strojov a pre elektrické odporové pece malého výkonu s periodickým zaťažovaním výrobkov.
Metóda na určenie plného zaťaženia S30 pomocou tejto metódy je podobná metóde opísanej pre metódu faktora spotreby.
Stanovenie maximálneho zaťaženia metódou efektívneho počtu spotrebiteľov energie.
Efektívnym počtom elektrických prijímačov sa rozumie počet prijímačov, výkonovo rovnakých a homogénnych v prevádzkovom režime, ktorý určuje rovnakú hodnotu vypočítaného maxima ako skupina prijímačov s rôznym výkonom a prevádzkovým režimom.
Efektívny počet spotrebiteľov energie je určený výrazom:
Určuje sa najväčšie slnko a koeficient využitia zodpovedajúci tejto skupine elektrických prijímačov, podľa referenčných tabuliek maximálny faktor KM a následne polhodinové maximum aktívneho zaťaženia.
Na výpočet zaťaženia každej skupiny elektrických prijímačov s rovnakým prevádzkovým režimom má určenie PE zmysel iba vtedy, ak sa elektrické prijímače zahrnuté v skupine výrazne líšia výkonom.
S rovnakým výkonom p elektrické prijímače zahrnuté v skupine
t.j. efektívny počet elektromotorov sa rovná skutočnému počtu. Preto sa pri rovnakých alebo mierne odlišných kapacitách elektrických spotrebičov skupiny odporúča určiť CM podľa skutočného počtu spotrebičov energie.
Pri výpočte zaťaženia pre niekoľko skupín elektrických prijímačov je potrebné určiť priemernú hodnotu koeficientu využitia pomocou vzorca:
Metóda efektívneho počtu elektrických prijímačov je použiteľná pre akúkoľvek skupinu elektrických prijímačov, vrátane prerušovane ovládaných elektrických prijímačov. V druhom prípade sa inštalovaný výkon Ru zníži na pracovný cyklus = 100 %, t.j. na nepretržitú prevádzku.
Metóda efektívneho počtu používateľov je lepšia ako ostatné metódy, pretože pri určovaní zaťaženia sa podieľa maximálny faktor, ktorý je funkciou počtu používateľov.Inými slovami, táto metóda počíta maximum súčtu zaťažení jednotlivých skupín, a nie súčet maxím, ako je to napríklad pri metóde koeficientu vyhľadávania.
Na výpočet reaktívnej zložky zaťaženia Q30 zo zistenej hodnoty P30 je potrebné určiť tanφ. Na tento účel je potrebné vypočítať priemerné zaťaženie pre každú skupinu elektrických spotrebičov a určiť tanφ z pomeru:
Keď sa vrátime k definícii PE, treba poznamenať, že pri veľkom počte skupín a rôznych kapacitách jednotlivých elektrických prijímačov v skupinách sa zistenie ΣPy2 ukazuje ako prakticky neprijateľné. Preto sa na stanovenie pe používa zjednodušená metóda v závislosti od relatívnej hodnoty afektívneho počtu elektrických prijímačov pe = ne / n.
Toto číslo možno nájsť v referenčných tabuľkách v závislosti od pomerov:
kde n1 je počet elektrických prijímačov, z ktorých každý má kapacitu najmenej polovice výkonu najsilnejšieho elektrického prijímača, ΣPupg1 je súčet inštalovaných výkonov týchto elektrických prijímačov, n — počet všetkých elektrických spotrebičov , ΣPу — súčet inštalovaných výkonov všetkých elektrických spotrebičov.
Stanovenie maximálneho zaťaženia na základe špecifických noriem spotreby elektriny na jednotku výroby
Mať informácie o plánovanej produktivite podniku, dielne alebo technologickej skupiny prijímačov a pre merná spotreba aktívnej energie na jednotku výroby, môžete vypočítať maximálnu polhodinovú aktívnu záťaž pomocou výrazu,
kde Wyd je špecifická spotreba energie na tonu produktu, ME ročná produkcia, Tm.a — ročný počet hodín používania maximálnej aktívnej záťaže.
V tomto prípade sa plné zaťaženie určí na základe váženého priemerného ročného účinníka:
Táto metóda výpočtu sa môže použiť na približné určenie zaťaženia pre podniky ako celok alebo pre jednotlivé dielne, ktoré vyrábajú hotové výrobky. Na výpočet zaťaženia jednotlivých úsekov elektrických sietí sa použitie tejto metódy spravidla ukazuje ako nemožné.
Špecifické prípady stanovenia maximálnych zaťažení s počtom spotrebiteľov energie do piatich
Počítanie záťaže skupín s malým počtom spotrebiteľov energie je možné vykonať nasledujúcimi zjednodušenými spôsobmi.
1. Ak sú v skupine dva alebo tri elektrické prijímače, súčet menovitého výkonu elektrických prijímačov možno považovať za vypočítané maximálne zaťaženie:
a preto
Pre elektrické prijímače, ktoré sú homogénne v type, výkone a režime prevádzky, je prípustný aritmetický súčet celkových výkonov. potom
2. Ak sú v skupine štyri alebo päť elektrických prijímačov rovnakého typu, výkonu a prevádzkového režimu, maximálne zaťaženie možno vypočítať na základe priemerného faktora zaťaženia a v tomto prípade možno predpokladať aritmetický súčet celkových výkonov byť:
3. Pri rovnakom počte rôznych typov elektrických prijímačov sa vypočítané maximálne zaťaženie musí brať ako súčet súčinov menovitého výkonu elektrických prijímačov a zaťažovacích faktorov charakteristických pre tieto elektrické prijímače:
a preto:
Stanovenie maximálneho zaťaženia v prítomnosti skupiny spolu s trojfázovými, aj jednofázovými spotrebičmi elektriny
Ak celkový inštalovaný výkon stacionárnych a mobilných jednofázových elektrických prijímačov nepresahuje 15% celkového výkonu trojfázových elektrických prijímačov, potom celé zaťaženie možno považovať za trojfázové bez ohľadu na stupeň rovnomernosti rozvodu jednofázových záťaží vo fázach.
V opačnom prípade, to znamená, že ak celkový inštalovaný výkon jednofázových elektrospotrebičov presiahne 15% celkového výkonu trojfázových elektrospotrebičov, rozdelenie jednofázových záťaží po fázach musí byť vykonané tak, aby čo najväčší dosiahne sa stupeň jednotnosti.
Keď sa to podarí, počítanie záťaže sa môže vykonať obvyklým spôsobom, ale ak nie, potom sa musí počítanie vykonať pre najviac zaťaženú fázu. V tomto prípade sú možné dva prípady:
1. všetky jednofázové elektrické spotrebiče sú pripojené na fázové napätie,
2. medzi jednofázové elektrické prijímače patria aj také, ktoré sú pripojené na sieťové napätie.
V prvom prípade sa pre inštalovaný výkon musí odobrať jedna tretina ich skutočného výkonu pre skupiny trojfázových elektrických prijímačov (ak existujú), pre skupiny jednofázových elektrických prijímačov - výkon pripojený k najviac zaťaženej fáze.
Podľa takto získaných fázových výkonov sa pre každý zo spôsobov vypočíta maximálne zaťaženie najviac zaťaženej fázy a potom, vynásobením 3, sa určí zaťaženie trojfázového vedenia.
V druhom prípade možno najviac zaťaženú fázu určiť iba výpočtom priemerných výkonov, pre ktoré musia byť jednofázové záťaže pripojené k sieťovému napätiu privedené do zodpovedajúcich fáz.
Redukovaný na fázu a je činný výkon jednofázových prijímačov pripojených napríklad medzi fázami ab a ac určený výrazom:
V súlade s tým jalový výkon takýchto prijímačov
tu Рab, Ras sú výkony pripojené k sieťovému napätiu, respektíve medzi fázami ab a ac, p (ab) a, p (ac) a, q (ab) a, q (ac) a, sú koeficienty privádzania záťaže pripojené k sieťovému napätiu k fáze A.
Kruhovým preskupením indexov je možné získať výrazy, ktoré dávajú silu každej fáze.