Faktory ovplyvňujúce veľkosť a graf prijatého zaťaženia od skupiny elektrických spotrebiteľov

Výsledné zaťaženie každého prvku elektrickej inštalácie (vedenie, transformátor, generátor) sa spravidla nerovná súčtu menovitých výkonov pripojených elektrických prijímačov a nie je konštantnou hodnotou. Zaťaženie sa väčšinou plynule mení v čase od určitého maxima po minimum v závislosti od režimu zaťaženia každého z pripojených elektrických prijímačov a stupňa zhody ich periód spínania.

V závislosti od technologického režimu plán nabíjania každý odberateľ elektriny aj v rámci jedného cyklu prevádzky sa neustále mení. Špičky zaťaženia sa líšia veľkosťou a trvaním. Tie sú nahradené poklesmi a počas brzdenia sa motory v niektorých prípadoch menia zo spotrebiteľov elektriny na generátory, ktoré dodávajú brzdnú energiu do siete.

Preto, aj keby boli všetci spotrebitelia elektriny súčasne zapnuté a pracovali pri plnom zaťažení, potom ani potom výsledné zaťaženie spravidla nemôže byť konštantná hodnota a rovná sa súčtu. menovitá pevnosť všetky súvisiace elektrické spotrebiče. Ale okrem toho existuje množstvo ďalších faktorov, ktoré určujú variabilný charakter výslednej záťaže a jej ďalšie znižovanie.

Menovitý alebo inštalovaný výkon elektrického prijímača je to výkon uvedený výrobcom v jeho pase, to znamená výkon, na ktorý je elektrický prijímač navrhnutý a ktorý môže vyvinúť alebo spotrebovať po dlhú dobu za určitých podmienok prostredia pri menovitom napätí a prevádzkovom režime, pre ktorý je je navrhnutý.

Pre elektromotory je menovitý výkon vyjadrený v kilowattoch aplikovaných na hriadeľ. V skutočnosti je energia spotrebovaná sieťou väčšia s množstvom strát. Pre ostatných spotrebiteľov elektrickej energie je menovitý výkon vyjadrený v kilowattoch alebo v kilovoltampéroch spotrebovaných sieťou (pozri — Prečo sa výkon transformátora meria v kVA a motor v kW).

Aby sa predišlo chybám, je potrebné pri skúmaní existujúcich zariadení identifikovať konštrukčné koeficienty, ako aj pri navrhovaní nových zariadení, zhrnúť menovitý výkon elektrických spotrebičov vyjadrený v rovnakých meracích jednotkách. Bolo dohodnuté, že by mali byť vyjadrené v nominálnych kilowattoch nepretržitej prevádzky.

V tomto prípade: pre elektromotory sa menovité výkony sčítavajú, nie výkon, ktorý spotrebúvajú zo siete; inými slovami, účinnosť elektromotorov sa zanedbáva, pretože nemôže výrazne ovplyvniť výsledky v dôsledku malého rozdielu v hodnotách a keďže vypočítané koeficienty sú odhalené existujúcim zariadeniam s rovnakým predpokladom; menovitý výkon elektrických prijímačov s nepretržitou prevádzkou, vyjadrený v kilovoltampéroch, sa prepočítava na kilowatty podľa údajov z pasu pri menovitom účinníku.

Štandardné rozmery technologických strojov a zariadení sú síce štandardizované, ale ani pre veľkovýrobu a automatické linky s konštantným technologickým procesom nie je možné vybrať stroje, ktoré presne zodpovedajú podľa menovitej kapacity pre daný technologický celok.

Navyše to nie je možné robiť v zariadeniach s premenlivým technologickým postupom, pre ktoré sú stroje zámerne vyberané technológmi s prihliadnutím na potrebné, aj keď ojedinelé maximum a „x produktivitu v určitých obdobiach výroby.

V takýchto inštaláciách sú stroje zaťažené len čiastočne a niekedy sú úplne nečinné. Elektromotory v prípade potreby ich vypočítava výrobca - dodávateľ stroja podľa jeho menovitej kapacity a vyberá zo štandardného rozsahu menovitých výkonov motora s určitou rezervou. Preto aj keď stroj pracuje na plný výkon, jeho elektromotor má len zriedka menovité zaťaženie.

Keď sa stroj používa v procesnej jednotke, ktorá nedosahuje menovitú kapacitu, jeho elektromotor často pracuje so značným nízkym zaťažením.

Vymeňte takýto málo zaťažený elektromotor prevádzkový personál z väčšej časti nemá možnosť, keďže po prvé nie je vylúčená taká reštrukturalizácia technologického procesu, pri ktorej bude stroj plne zaťažený, a po druhé, moderné stroje sa dodávajú kompletné s motormi a riadiacim zariadením, k nim špeciálne inštalované (vstavané, prírubové, spoločné hriadele, špeciálne prevody, regulačné zariadenia atď.), čo by si vyžadovalo extrémne veľkú flotilu náhradných motorov a zariadení rôznych výkonov na výmenu.

Akýkoľvek mechanizmus má nevyhnutne prestoje na vykladanie, nakladanie, dopĺňanie paliva, výmenu nástrojov a dielov a čistenie. Tiež sa zastaví na plánované preventívne a základné opravy.

V zariadeniach s veľkým počtom mechanizmov, kde nie sú jasne vyjadrené technologické vzťahy medzi mechanizmami, t.j. tam, kde nedochádza k plynulému toku spracovávaných materiálov alebo výrobkov od mechanizmu k mechanizmu, a preto mechanizmy fungujú prakticky nezávisle na sebe, sa takéto zarážky vykonávajú postupne, počas prevádzky iných mechanizmov, čo výrazne ovplyvňuje charakter a rozsah výsledné zaťaženie.

Okrem elektromotorov hlavných pohonov existujú veľký počet motorov pre pomocné zariadenia, ktoré mechanizujú pomocné operácie: na otáčanie častí stroja pri jeho nastavovaní, na vykladanie a nakladanie, na zber odpadu, otáčanie ventilov, premiestňovanie brán a pod.

Primárny účel týchto motorov a iných podobných elektrických prijímačov (napr. magnety, ohrievače atď.) je taký, že ich nemožno zapnúť a spustiť, keď je hnací motor v chode. To tiež výrazne ovplyvňuje veľkosť a charakter výsledného zaťaženia.

Vďaka kombinácii týchto dôvodov dokonca aj v závode, ktorý pracuje rytmicky na plný výkon a s mechanizmami dobre prispôsobenými na ich prácu, výsledné zaťaženie sa z väčšej časti neustále mení v medziach, ktoré sú len malou časťou súčtu menovitých výkonov všetkých pripojených elektrických spotrebičov.

Hodnota tohto podielu závisí nielen od charakteru výroby (od technologického postupu), organizácie práce a režimov činnosti jednotlivých mechanizmov, ale samozrejme aj od počtu pripojených elektrických prijímačov. Čím väčší je počet samostatne pracujúcich elektrických prijímačov, tým menšia je časť súčtu ich menovitých výkonov v dôsledku zaťaženia.

V niektorých prípadoch, dokonca aj v zariadeniach fungujúcich celkom rytmicky pri plnom výkone, výsledné zaťaženie nemôže byť väčšie ako 15-20% súčtu menovitých výkonov pripojených elektrických prijímačov a to v žiadnom prípade nemôže slúžiť ako indikátor slabého využívania výrobných strojov a elektrických zariadení.

Je to zrejmé z toho, čo bolo povedané správne určenie návrhového zaťaženia je nanajvýš dôležité. To určuje na jednej strane možnosť spoľahlivej, nepretržitej prevádzky navrhovaného technologického celku pri jeho plnej výrobnej kapacite a maximálnej produktivite a na druhej strane výšku investičných nákladov, spotrebu veľmi cenných materiálov a zariadení na konštrukcia elektrickej časti inštalácie a ekonomická efektívnosť jej práce.

Presne povedané, všetko umenie elektrotechnika, vynájdenie najspoľahlivejších a navyše prevádzkovo jednoduchých, ekonomických spôsobov napájania projektovanej inštalácie, všetkých obvodových riešení, výpočtov pre výber vodičov, prístrojov, zariadení, meničov a transformátory, to všetko je možné znížiť na nulu v dôsledku nesprávne definovaných návrhových zaťažení, ktoré slúžia ako základ pre všetky následné výpočty a rozhodnutia.

Pri projektovaní nových inštalácií je v mnohých prípadoch vhodné a dokonca nevyhnutné vopred počítať s rezervou v kapacite generátorov, transformátorov, prístrojov a vodičov, berúc do úvahy očakávané rozšírenie inštalácie. Na tomto základe sa niekedy tvrdí, že nie je potrebné usilovať sa o viac či menej presné určenie návrhových zaťažení, pretože rezerva v nich nikdy neublíži.

Takéto vyhlásenia sú nesprávne. Bez správnych výpočtov si nikdy nemôžete byť istí návrhové zaťaženie nebude podceňovaná a navrhnutá elektroinštalácia bude schopná uspokojiť potreby podniku. Taktiež si nemôžeme byť istí, že zásoby sa nepreukážu ako nadmerné.

Tiež zásoby skryté v chybných výpočtoch nemožno nikdy zaúčtovať. V prípade potreby sa k skrytým zásobám pridajú zjavne požadované zásoby.

Výsledkom takýchto výpočtov bude, že celkové zásoby budú vždy nadmerné, investičné náklady budú neprimerane vysoké a závod bude fungovať nehospodárne. Návrhové zaťaženia by sa preto mali vždy počítať s najväčšou možnou starostlivosťou a potrebné rezervy by sa mali k nim pridávať len premyslene a uvážlivo, a nie aplikáciou náhodných návrhových faktorov, ktoré vytvárajú skryté rezervy.