7 Сурет - Активті қуат бойынша жүктеменің жеке графигі

Электр қабылдағыштар тобының қосылу коэффициенті немесе топтық қосылу коэффициенті К_в деп сол топқа кіретін барлық электр қабылдағыштарының қосылу коэффициенттерінің орташа мәнін айтады (номиналды активті қуат бойынша). Ол келесі формуламен анықталады

.

Активті қуат бойынша жүктеме графигінің қосылу коэффициенті келесі өрнектен анықталады (7 сурет).

.

Жүктелу коэффициенті

Электр қабылдағыштың активті қуаты бойынша жүктелу коэффициенті t_з.а деп циклдың t_ц уақыт аралығында іске қосылу уақыты t_в ішіндегі қуаты Р_с,в тұтынатын орташа активті қуатының  номиналды қуатына қатынасын айтады

.

Активті қуат бойынша топтық жүктелу коэффициенті деп к_з,а топтық қажетке жарату қолданыс коэффициентінің к_и,а топтық қосылу коэффициентіне Кв қатынасын айтады

.

Жүктелу коэффициенті қосылу коэффициенті сияқты технологиялық процестерге байланысты және электр қабылдағыштың жұмыс режимі өзгерген кезде өзгереді.

Жүктеме графигі үшін жүктелу коэффициенті келесі формуламен анықталады

.

Ол жұмыс уақыты ішінде, яғни қосылу уақытында, электр қабылдағыштың қажетке жарату дәрежесін көрсетеді. Мынандай өрнек алуға болады

.

Жүктеме графигінің пішін коэффициенті

Жүктеме графигінің пішін коэффициенті к_ф1, К_ф1 деп белгілі уақыт ішінде электр қабылдағыштың немесе қабылдағыштар тобының орташа квадраттық тоғының (немесе орташа квадраттық толық қуаттың) сол уақыттағы орташа мәніне қатынасын айтады.

,       

немесе активті және реактивті қуаты бойынша

,    ,

,      .

Пішін коэффициент графиктің уақыт бойынша бірқалыпты еместігін сипаттайды, ол өзінің ең төмен 1-ге тең мәніне жүктеме уақыты бойынша тұрақты болған кезде ие болады. Көбінесе процесі ритмдік өндірістік орындарда К_ф,а 1,05-тен 1,15-ке дейін өзгереді.

Максимум коэффициенті

Активті қуат бойынша максимум коэффициенті к_м.а К_м,а зерттеліп отырған уақыт ішіндегі р_р, Р_р есептік активті қуаттың р_с, Р_с орташа жүктемеге қатынасын айтады.

,    .

Зерттеліп отырған уақыт ең жүктелген кезеңге тең  алынады.

Активті қуаттың К_м,а максимум коэффициентін  n_э және Ки,а функциясы арқылы сипаттауға болады (8 сурет).

Қисықтар Т_о=10 минут уақыты үшін тұрғызылған, яғни орташаландырылған интервалдың ұзақтығы Т_оср=3Т_о=30 минут үшін (жарты сағаттық максимум). Қимасы үлкен өткізгіштерге бұл аралық сәйкес келмейді.

Сондықтан Т>>10 минуты үшін тұрғызылған қисық бойынша табылған К_м басқа ұзақтыққа есептелуі қажет.

мұндағы К_м Т_оср=30 минут үшін алынған.

8 Сурет - К_м= f(К_и және n_э) анықтауға арналған қисық

Сұраныс коэффициенті

Активті қуат бойынша сұраныс коэффициенті к_с есептік қуаты Р_р электр қабылдағыштар тобының номиналды қуатына қатынасын айтады.

.

Әртүрлі қабылдағыштар топтарының К_с мәндерін әртүрлі өндірістер үшін анықтамалардан алады

.

Анықтамаларда К_с,а мәні тұрақты және электр қабылдағыштардың санына тәуелді емес, яғни олар тек үлкен К_и,а мен n үшін тұрақты болатын К_с,а  үшін сәйкес.

Жүктеме графигінің толу коэффициенті

Активті қуат бойынша жүктеме графигінің толу коэффициенті К_з.г,а деп зерттелген уақыт периоды ішінде орташа активті қуаттың максималды қуатқа қатынасын айтады

.

Зерттелетін уақыт периоды ең жүктелген кезеңнің ұзақтығына тең деп алынады. К_з.г,а мәнін жобалау кезінде анықтамалардан алады.

Жүктеме максимумының әр мезгілдік коэффициенті

Активті қуат бойынша жүктеме максимумының әр мезгілдік коэффициенті деп  электрмен жабдықтау жүйе түйінінің соммалы есептік активті максимумның осы түйінге кіретін жеке электр қабылдағыштар топтарының есептік активті қуатының максимумының қосындысының қатынасын айтады

.

Бұл коэффициент жеке электр қабылдағыштар тобының уақыты бойынша жүктеме максимумның ығысуын сипаттайды, соның арқасында жеке топтардың максимумдарының қосындысымен салыстырғанда түйіннің жүктемесінің қосынды максимумының төмендеуі пайда болады. К_р.м,а ≤1 коэффициенті болжамдық есептеулер кезінде қолданылады. Оның мәні жергілікті шарттарға байланысты нұсқаулармен анықталады. Ішкі электрмен жабдықтау жүйесінің 1 кВ-тан жоғары желілері үшін болжамды етіп К_м.а=0,85-1,0 деп алуға болады және кәсіпорын электрстанцияларының шиналарында, ГПП (БТП) шиналарында, қоректендіруші ЛЭП (сыртқы электрмен жабдықтау желілері) К_р.м,а=0,951,0  деп алуға болады.

Жылдық энерго қолданыс бойынша ауысымдық коэффициенттері

,        < 1

W_г – жылдық электр энергия шығыны.

W_г=Р_сгТ_г,

Т_г – жұмыс уақытының жылдық қоры

.

Электр қабылдағыштардың келтірілген (эффективті) санын анықтау

Номиналды қуат және әртүрлі жұмыс режимі бойынша электр қабылдағыштар тобының келтірілген (эффективті) саны деп жұмыс режимі бойынша бірқалыпты қуаттары бірдей электр қабылдағыштарын айтады. Олар қарастырылатын номинал қуаттары және жұмыс режимі бойынша түрлі қабылдағыштар тобы сияқты есептік жүктемені қамтамасыз етеді.

Электр қабылдағыштар тобының эффективті санын келесі формуламен анықтайды

.

Мұнда, алымында берілген топтың барлық электр қабылдағыштарының номиналды активті қуаттарының қосындысының квадраты (яғни топтық қуатының квадраты), ал бөлімінде топтағы жеке электр қабылдағышының номиналды активті қуатының квадратының қосындысы. n_э мәнін есептеу әдістері төменде қарастырылған.

№5 дәріс. Электр жүктемелерін әр түрлі әдістер арқылы анықтау

Дәрістің мазмұны:

-         орташа және есептік жүктемелерді анықтау.

Дәрістің мақсаты:

-         жүктеме есептеуінің әдістері (негізгі және қосымша).

Орташа жүктемені анықтау

Жұмыс режімдері бірдей күштік электр қабылдағыштар тобының ең үлкен жүктелген кезеңдегі орташа активті қуатын жұмысшы электр қабылдағыштар тобының қосынды (соммалы) номиналды қуатын, олардың топтық қажетке жарату (қолданыс) коэффициентіне көбейту арқылы табуға болады

Р_см=К_и,аР_ном .

Жұмыс режімдері бірдей күштік қабылдағыштар тобының (тоғы қалатын) ең үлкен жүктелген кезеңдегі орташа реактивті қуаты келесі формуламен анықталады:

а) Q_см=К_и.р.Q_ном;

б) Q_см=Р_смtg.

Ал тоғы озатын қабылдағыштардың (СҚ, КБ) реактивті жүктемелері «-» таңбасымен алынады.

Әртүрлі жұмыс режімде істейтін электр қабылдағыштар тобына кіретін электрмен жабдықтау жүйе түйінінің ең үлкен жүктелген кезеңдегі орташа активті қуаты Р_см

.

Жүктеме түйінінің орташа реактивті қуаты

мұндағы Q_см,i – тоғы қалатын электр қабылдағыштардың i -ші тобының ең жүктелген кезеңдегі орташа реактивті қуаты;

n – берілген түйінге кіретін әртүрлі режімде жұмыс істейтін тоғы қалатын электр қабылдағыштар тобының саны;

Q_см.сд,I – ең жүктелген кезеңдегі синхронды қозғалтқыштардың орташа реактивті қуаты;

Q_смБК – ең жүктелген кездегі конденсаторлардың орташа реактивті қуаты.

Цех тұтынатын орташа жылдық қуат келесідей анықталады

;    .

Есептік жүктемелерді анықтау

Өндірістік кәсіпорындардың электр жабдықтау жүйесінде электрлік жүктемені анықтаудың бірнеше арнаулы орындары бар (9 сурет).

1. 1000В-тан аспайтын бір қабылдағыштың есептік жүктемесін анықтау (1 жүктеме); берілген электр қабылдағышқа келетін сым немесе кабельдің  қимасын анықтауға және қабылдағышты күштік тарату шкафына немесе тарату желісіне жалғауға арналған аппаратты таңдау үшін керек.

2. 1000В-тан аспайтын қабылдағыштар тобының есептік жүктемесін анықтау (2 жүктеме); берілген қабылдағыштар тобын қоректендіретін тарату магистральінің, радиалды желілерінің қимасын анықтау үшін және берілген қабылдағыштар тобын негізгі күштік тарату шкафына немесе трансформатор-магистраль блогының сұлбасындағы қоректендіруші магистральіне жалғау аппаратын таңдау үшін керек.

3. Жеке қабылдағыштарды немесе қабылдағыштар тобын қоректендіретін күштік тарату шкафтары немесе жеке ірі қабылдағыштар кернеуі 0,69-0,4/0,23кВ цехтік қосалқы станцияның шиналарындағы есептік жүктемені анықтау  (3 жүктеме). Бұл жүктемені анықтау цехтік ҚС 0,69 немесе 0,4/0,23 кВ шиналарынан шығатын жоғарыда айтылған қабылдағыштарды қоректендіретін желілердің қимасын және цех ҚС төменгі кернеу шинасына желілерді қосатын аппараттарды таңдау үшін қажет.

4. Трансформатордағы шығындарды есепке ала отырып, жеке цехтік трансформаторлардың немесе жеке қабылдағыштардың тарату орындарының 6-20кВ шиналарында тудыратын есептік жүктемесін анықтау (4 жүктеме). Цехтік трансформаторлар мен жоғарғы кернеулі қабылдағыштарды қоректендіретін тарату пункттарының шиналарынан шығатын желі сымының  қимасын және сол желілерде орнатылған ажырату аппараттарын таңдау үшін керек.

5.Тарату пунктінің әрбір секцияларының шиналарындағы жалпы есептік жүктемені анықтау. Тарату пунктінің 6-20кВ шиналарының материалын және  қимасын, желінің қимасын, басты төмендететін қосалқы станция (БТҚС) (ГПП) шинасы жағындағы ажырату аппараттарын  таңдау үшін керек (5 жүктеме). Егер БТҚС-ның 6-20кВ шинасынан цехтік транформаторлар немесе қабылдағыштар қоректеніп жатса, онда 5-жүктеме 4-жүктеменің мағынасын білдіреді, тек БТҚС-ң 6-20кВ шиналарына қатысты.

6. БТҚС-ң әрбір секцияларында 6-20кВ шиналарындағы жалпы есептік жүктемесін анықтау (6 жүктеме). БТҚС-да орнатылған төмендеткіш трансформаторларының қуаты мен санын, БТҚС шинасының материалы мен  қимасын, БТҚС трансформаторларының 6-20кВ-тық төменгі кернеу жағында орнатылған ажырату аппараттарын таңдау үшін керек.

7. Трансформатордағы шығынды есепке ала отырып, БТҚС трансформаторларының 35-220кВ-тық жоғарғы кернеулі жағындағы есептік жүктемесін анықтау. БТҚС трансформаторларын қоректендіретін желілерді жалғайтын аппараттарды таңдау үшін керек.

Есептік жүктемені анықтау

Есептік жүктемені анықтаудың бірнеше әдістері бар.

Электрлік жүктемені анықтаудың негізгі тәсілдеріне келесіні жатқызуға болады:

а) бекітілген (номиналды) қуат және сұраныс коэффициенті арқылы;

б)орташа қуат және максимум коэффициенті арқылы (жүктеме графигінің реттелген диаграммалар әдісі);

в) орташа қуат және жүктеме графигінің пішін коэффициенті арқылы;

г) орташа қуат және орташа есептік жүктемеден ауытқуы арқылы (статистикалық әдіс).

Есептік жүктемені анықтаудың қосымша тәсілдеріне келесіні жатқызуға болады:

а) қандай да бір уақыт аралығында берілген көлемдегі өнімнің шығарылу кезеңін өнімнің бірлігіне кететін электр энергияның меншікті шығыны арқылы;

б) өндіріс ауданының бірлігіне кететін меншікті жүктеме арқылы.

Бекітілген (номиналды) қуат және сұраныс коэффициенті арқылы есептік жүктемені анықтау

Жұмыс режімі біркелкі электр қабылдағыштар тобының есептік жүктемесі келесідей анықталады

,

,

мұндағы К_са­ – берілген сипаттаманың топ үшін анықтамадан алынған

сұраныс коэффициенті;

tg  – берілген қабылдағыштар тобына сәйкес анықтамадан алынған Соs

– ға сәйкес келеді.

Электр жабдықтау жүйе (цех, корпус, кәсіпорын) түйінінің есептік жүктемесі қабылдағыштардың жеке тобының есептік жүктемелерін қосу арқылы табылады

мұндағы  – жеке қабылдағыштардың топтарының есептік активті

жүктемелерінің қосындысы;

– жоғарыда айтылған реактивті қуатқа қатысты;

К_р.м – жүктеме максимумдарының әр мезгілдік коэффициенті. Электрмен жабдықтау жүйесіндегі түйіннің орналасқанына байланысты 0,85-1,0 деп алады.

«Жүктеменің реттелген диаграммалары» тәсілі арқылы есептік жүктемені анықтау

Р_р= Р_смК_м;   Р_см= Р_номК_и;

Q_р=1,1Q_см – егер  n_э=n_n<10;                Q_см=Р_смtg

Q_р=Q_см – егер  n_э=n_n10.

К_м=f (n_э; К_и) тәуелділігінің графиктері немесе кестелері арқылы К_м – мәнін табады.

К_м и n_э мәнін табудың жеңілдетілген тәсілдері:

1. Егер n_э  200, к_и-дің кез келген мәні кезінде Р_р=Р_см.

2. Егер К_и  0,9, n-нің кез келген мәні кезінде Р_р=Р_см.

3. Егер n  4, m   3 болғанда n_э=n (n – электр қабылдағыштардың нақты саны).

4. Егер n  4 болса,  m > 3 және К_и  0,2  болса ,

егер n_э > n болса, онда n_э = n деп алады.

5. Егер n  4 болса, m > 3 және К_и < 0,2 болғанда қосымша қисық арқылы n_э

анықтайды.

Келесі белгілеулерді енгіземіз:

n – топтағы электр қабылдағыштардың нақты саны;

n₁ – түйінге қосылған топқа кіретін үлкен электр қабылдағыштар саны, әрқайсысының қуаты ең үлкен электр қабылдағыштың қуатының жартысынан кем болмауы керек;

n_=  – ең үлкен электр қабылдағыштардың салыстырмалы саны;

10 Сурет

Р_н1 - n₁ электр қабылдағыштарының қосынды қуаты;

Р_н  – түйінінің n электр қабылдағыштарының қосынды номиналды қуаты;

Р_=   – ең үлкен электр қабылдағыштарының салыстырмалы қуаты.

n_ және Р_ мәндерін біле отырып, қисық арқылы n_этабылады.

n_э=  n_э= n_э n.

1.     Егер n  3, онда Р_р=Р_н.

Қайталанбалы қысқа мерзімді режим (ПКР) болғанда Q_р=0,87Р_р; ұзақ режімді электр қабылдағыштары үшін Q_р=0,75Р_р.

2.     Егер n > 3, бірақ n_э < 4 болса , онда Р_р=(Р_нК_з).

8. Ұзақ режімді электр қабылдағыштары үшін   к_и  0,6, к_и  0,9 болғанда, к_м=1; Р_р=Р_см.

Орташа қуат және пішін коэффициенті арқылы есептік жүктемені анықтау

Р_р=К_ф.аР_см,

Q_р=К_ф.р.Q_см немесе Q_р=Р_рtg,

.

Бұл әдісте Р_см мәнін келесідей анықтауға болады

Р_см=Р_нК_и немесе

мұндағы М_см – ең үлкен жүктелген кезең кезеніндегі өнімділік;

_а - өнім бірлігіне шаққанда электроэнергияның меншікті шығыны.

Өнім бірлігіне шаққанда электроэнергияның меншікті шығыны арқылы есептік жүктемені анықтау

W_г=М_г_{уд .}

М_г - өнімнің жылдық шығарылуы, дана, м, т, м²;

_уд – электр энергияның меншікті шығыны, кВтсағ/өнім данасы;

, кВт, мұндағы Р_сг – жүктеменің орташа жылдық қуаты;

Т_г – жұмыс уақытының жылдық жиыны, сағ;

, кВт,  – энергоқолданыс бойынша ауысымдық коэффициенті, 0,50,9.

Өндірістік ауданының бірлігіне кететін меншікті жүктеме арқылы есептік жүктемені анықтау

Р_р=_оF.

мұндағы F – топтың қабылдағыштарын орналастыру ауданы, м²;

_о - 1м² өндірістік ауданына кететін меншікті есептік қуат, кВт/м².

Бұл әдісті цехтар тораптары үшін қолданады, ондағы қабылдағыштарының қуаты кішкентай және олар өндірістік ауданында біркелкі таратылған.

Күштік электр қабылдағыштарының меншікті есептік қуаты анықтамалардан алынады және 0,15-1,5 А/м² немесе 0,1-1,0 шектерде жатады.

Шоқтану шамымен жарықтану кезінде жарықтану жүктемесі үшін _осв=0,010,02  кВт/м²; люминесценттік шамымен жарықтану кезінде - 0,0090,018  кВт/м²; реактивті қуатты өтемелеусіз газды-разрядтық шамымен жарықтану кезінде – 0,005-0,01 кВт/м² және реактивті қуатты өтемелеуімен газды-разрядтық шамымен жарықтану кезінде - 0,009-0,018кВт/м².

Q_р.о=Р_р.оtg_о.

№6 дәріс. Реактивті қуатты өтемелеу

Дәрістің мазмұны:

-   реакивті қуаттың физикалық сипаттамасы.

Дәрістің мақсаты:

-   реактивті қуатты өндіру, тұтыну және оның баланстық теңдігі жайында түсініктер.

Реактивті қуатты өтемелеу

Электр тораптарындағы реактивті қуат

Электрэнергия қабылдағышы синусоидалды кернеулі  қорек көзіне қосылған және фаза бойынша кернеуге қарағанда  бұрышына ығысқан,  синусоидалды тоғын тұтынады деп жорамалдайық.

Қабылдағыштың қысқыштарындағы қуаттың (мгновенный) мәні мына формула арқылы анықталады

яғни біреуі уақыт бойынша тұрақты, ал екіншісі екі еселік жиілікпен соғатын екі шаманың қосындысы.

Қоректендіретін кернеудің Т период аралығындағы р қуатының орта мәні мына өрнектің бірінші жігімен өрнектеледі

.

Активті қуат деп аталатын бұл көрсеткіш пайдалы жұмысты өндіру үшін уақыт бірлігінде бөлінетін энергияны сипаттайды, мысалға алатын болсақ, R активті кедергісіне ие қабылдағышта кездесетін – жылу:

Р=UIcos =I²R .