Методы определения электрических нагрузок
В настоящее время при проектировании электроснабжения промышленных предприятий применяется довольно много различных методов определения электрических нагрузок. Их можно подразделить на три основные группы: Методы, определяющие расчетную нагрузку путем умножения номинальной мощности на коэффициент, меньший единицы Рм = к.Р„, (2.1) где Рм - расчетная нагрузка, кВт; к - коэффициент, меньший единицы. Методы, определяющие расчетную нагрузку путем умножения средней нагрузки на коэффициент, больший или равный единице, или путем добавления к средней нагрузке некоторой величины, характеризующей отклонение расчетной нагрузки от средней Р« = к.Рс; (2.2) РМ = РС + ДР, (2.3) где Рс - средняя нагрузка (математическое ожидание), кВт; к - коэффициент, больший или равный единице; АР - расчетное отклонение максимальной (расчетной) нагрузки от средней, кВт. Методы определения электрической нагрузки по удельным показателям производства PM=k.G, (2.4) где G - объем производства продукции, ед. продукции; к - коэффициент, связывающий объем производства продукции с расчетной нагрузкой, кВт/(ед. продукции). В последнее время широко применяется комплексный метод, определяющей нагрузку по методам первой, второй и третьей групп. Основным методом первой группы является метод коэффициента спроса. Согласно методу коэффициента спроса расчетные электрические нагрузки определяются Рм = Кс. Р„ = Const .Р„ (2.5) При этом величину коэффициента спроса принимают постоянной, не зависящей от числа ЭП в группе. Несмотря на значительную погрешность в расчетах нагрузок данный метод на практике применяется благодаря своей простоте и наглядности, и в некоторых случаях дает вполне приемлемые результаты. Так, при достаточно высоких коэффициентах использования Ки и при большом числе эффективных ЭП пск (в литературе может обозначаться еще и пэ) этот метод может быть использован для определения электрических нагрузок насосных и компрессорных установок нефтяной и газовой промышленности. Значительную погрешность дает этот метод при неоднородных графиках нагрузки, большом разбросе индивидуальных коэффициентов использования и малом пск (от 4 до 10). В этих случаях необходимо использовать методы второй группы. Основными методами второй группы являются методы упорядоченных диаграмм и статистический. В качестве основных положений эти методы используют вероятностные принципы формирования групповой электрической нагрузки. Метод упорядоченных диаграмм рекомендовался в свое время для всех промышленных ЭП массового типа. Исследования последних лет показали, что применение этого метода ограничено группами разнородных ЭП напряжением до 1000 В, лишь в некоторых случаях он может применяться и для высоковольтных ЭП, если их суммарная номинальная мощность сравнима по величине со всеми остальными приемниками цеха или предприятия.
2.2.1. Порядок определения расчетной электрической нагрузки по методу упорядоченных диаграмм 1. Рассчитывается групповой коэффициент использования где kui, - индивидуальный коэффициент использования i-го ЭП; кbi - индивидуальный коэффициент включенияi/-го ЭП; kzi - индивидуальный коэффициент загрузки i-го ЭП; рi - номинальная мощность i-го ЭП. 2. Определяется эффективное (среднеквадратичное) число ЭП группы по активной мощности В литературе приводится множество методов упрощенного определения эффективного числа ЭП, позволяющего быстро и просто подсчитать пск при больших разбросах номинальных мощностей, однако, при современных возможностях вычислительной техники расчет и по точной формуле не должен вызывать затруднений. 3. По кривым Км = f(nCKp) при заданном Ки и пСКр находится значение группового коэффициента максимума Км (рис.2.1). Км,о.е. Рис. 2.1. Зависимость коэффициента максимума нагрузки от эффективного числа ЭП при различных Ки (по данным "Указаний по определению электрических нагрузок в промышленных установках")
Групповой коэффициент максимума может быть также рассчитан по алгоритму, приведенному в [7,9]. 4. Расчетная нагрузка группы определяется Рр = Ки.Км.Рн,кВт. (2.8) Расчет реактивной нагрузки может вестись двумя способами. Первый из них требует знания cos φсв - средневзвешенного коэффициента мощности и cos φм - коэффициента мощности в период максимальных нагрузок. Тогда для группы ЭП с индуктивным cos φ Qc = Рс tg φсф квар, (2.9) QM = Qc. tg φм, квар, (2.10) где tg φсв и tg φM находятся по заданным косинусам. Второй метод расчета не требует знания двух коэффициентов мощности, однако, должны быть заданы показатели графика реактивных нагрузок. 1. Рассчитывается групповой коэффициент использования где lui- индивидуальный коэффициент использования i-го ЭП по реактивной мощности; lBi=kBi - индивидуальный коэффициент включения i-го ЭП; lzi - индивидуальный коэффициент загрузки г-го ЭП по реактивной мощности; q, - номинальная реактивная мощность i-го ЭП. 2. Определяется эффективное (среднеквадратичное) число ЭП группы по реактивной мощности С достаточной точностью обычно принимается nCKp=nCKq, шт. 3. По кривым LM = f(nCK<[) при рассчитанном Lu находится значение группового коэффициента максимума LM (рис.2.5). Групповой коэффициент максимума по реактивной мощности также может быть также рассчитан по алгоритму, приведенному в [7,9]. 4. Расчетная нагрузка по реактивной мощности находится QM=LU.LM.QU, квар. (2.14) Если в составе группы имеются ЭП с опережающим током (синхронные двигатели, конденсаторы и т.п.), их реактивная мощность принимается равной постоянной величине, определяемой из расчета потребной реактивной мощности, если нет других данных, то ее можно принять равной номинальной реактивной мощности, она вычитается из реактивной мощности остальных ЭП, как из Qc, так и из Q„. Пример расчета электрических нагрузок по методу упорядоченных диаграмм. Пусть задана группа ЭП (установок добычи нефти), состоящая из пяти центробежных электронасосов с показателями N = 5, рi = 45 кВт; ku = 0.6; ηu = 0.85; lu = 0.65; cos φн = 0.8 (tg φн = 0.75); семи станков-качалок с асинхронным приводом с показателями N =7; рi = 20 кВт; ku = 0.7; ηн = 0.875; lu=0.75; cos φu = 0.8; трех станков-качалок с синхронным приводом: N = 3; pi = 30 кВт; ки = 0.65; ηн= 0.9; cos φH = 0.9 (емк.), то есть tgφ„ = - 0.44 Oпределить расчетную нагрузку по активной и реактивной мощности, а также расчетный ток в линии напряжением U, = 6000 В. Расчет начинается с определения нагрузки по активной мощности. Коэффициент использования находится по формуле (2.6) а эффективное число ЭП по активной мощности находится по формуле (2.7): По кривой рис.2.5 находят коэффициент максимума при Ки - 0.64 и nCKp = 13. Коэффициент максимума KМ = 1.25. Средняя нагрузка по активной мощности Рс = 0.64 . (5 . 45 + 7 . 20 + 3 . 30) = 291.2, кВт. Расчетная нагрузка по активной мощности Рм = 0.64 . 1.25 . (5 . 45 + 7 . 20 + 3 . 30) = 364, кВт. Аналогично определяем и нагрузки по реактивной мощности. Однако, прежде чем проводить расчет, найдем номинальные реактивные мощности индивидуальных ЭП для первой группы (центробежные электронасосы) по формуле (2.12):
Общая реактивная нагрузка Исследованиями установлено, что применение метода упорядоченных диаграмм ограничено напряжением 1000 В, причем группы ЭП должны быть достаточно однородными но составу. Как правило, этот метод применяется для расчетов нагрузок отдельных трансформаторных подстанций и линий, питающих определенный технологический процесс.
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|