Система электроснабжения, сети и потребители

Различные электроприемники (и любые электрические приборы) являются неотъемлемыми частями электрических хозяйств организаций, предприятий, и вообще любых электрифицированных объектов.

На сегодняшний день электроэнергия применяется всюду в мире для приведения в действие разнообразных механизмов, для питания систем искусственного освещения, многочисленной электротехники, специальных устройств учета и контроля, автоматики и защиты, для медицинских, биологических, пищевых, научных, перерабатывающих, производственных и многих-многих других целей, без которых немыслима современная цивилизация.

Системой электроснабжения называют совокупность электроустановок, назначение которых — обеспечивать потребителей электроэнергией.

Непосредственно электроустановки представляют собой разнообразные машины, аппараты и линии, а также вспомогательное оборудование и сооружения в которых все это установлено, служащие для производства, преобразования, передачи и распределения электроэнергии.

Система электроснабжения является частью электрического хозяйства организации или предприятия, при этом выступает подсистемой по отношению к более крупной электроэнергетической системе.

Электроэнергетическая система, также именуемая просто электрической системой, является частью энергосистемы и включает в себя приемники электроэнергии.

Энергосистема включает в себя электростанции, электрические и тепловые сети, а также соединения между ними — все это связано между собой общим режимом просто в силу непрерывности процесса производства, преобразования и распределения электроэнергии и тепла. Электрическая либо электрическая и тепловая энергия производятся на электрических станциях, которые могут состоять как из одной единственной установки, так и из группы установок для производства электрической энергии.

Электрические сети представляют собой совокупность электроустановок, назначение которых — передача и распределение электрической энергии, поставляемой электростанциями. Сеть включает в себя подстанции, линии электропередач, тоководы, присоединительную аппаратуру, а также средства управления и защиты.

Подстанции служат для приема, преобразования и распределения электроэнергии. Линия электропередач, в свою очередь, передает и распределяет электроэнергию, либо просто передает ее на расстояние.

Любое среднестатистическое предприятие всегда имеет собственное электрическое хозяйство, включающее в себя прежде всего совокупность электроустановок и различных изделий, не относящихся к электрической сети, тем не менее обеспечивающих ее нормальную работу. Также в электрическое хозяйство входят помещения, здания и сооружения, эксплуатируемые электротехническим персоналом, людские, энергетические, материальные ресурсы и информационное обеспечение, призванное поддерживать полноценную жизнедеятельность хозяйства.

В составе любого электрического хозяйства всегда есть отдельные электроприемники или группы электроприемников, размещенные на определенной ограниченной территории какого-нибудь объекта, и объединенные единым технологическим процессом. Это может быть целое предприятие или отдельный станок, цех или просто конвейер. В любом случае подобную единицу или группу принято назвать потребителем электрической энергии.

Работа системы электроснабжения

Функционирование системы электроснабжения зиждется на режиме потребления электрической энергии, а также на техническом и ремонтном обслуживании. Дело в том, то система электроснабжения является непрерывно работающей, сложной динамической системой с многообразием внутренних и внешних связей.

Режим производства, передачи и распределения в системе связан с режимом питающей системы, а режим и график нагрузки определяется потребителями. Электростанция влияет на систему электроснабжения возможностью изменения со своей стороны объемов поставляемой мощности, уровня напряжения, его частоты, величины тока короткого замыкания, устойчивости и т. д.

Степень устойчивости электроснабжения в основном определяется тем, насколько регулярно и качественно выполняются технические и ремонтные работы в системе электроснабжения. Данные работы направлены на поддержание постоянной работоспособности и исправности как оборудования, так и линий электропередач. Сегодня все это достижимо благодаря наличию определенных законов формирования энергосистем и электрических хозяйств.

Принципиально многочисленные и разнообразные потребители электроэнергии в народном хозяйстве подразделяются на четыре крупных вида (при этом 10-12% всего энергопотребления приходится на освещение):

Промышленные потребители электрической энергии на предприятиях можно классифицировать по следующим пяти признакам:

1. По общей номинальной мощности установленных электроприемников:

до 5 МВт — малые предприятия;

от 5 до 75 МВт — средние предприятия;

более 75 МВт — крупные предприятия.

2. По отрасли промышленности, к которой данное предприятие относится:

3. По условиям определения мощности и средств КРМ в электросети предприятия и по тарифным группам:

1 группа — присоединенная трансформаторная мощность 750 кВА и более;

2 группа — присоединенная трансформаторная мощность менее 750 кВА.

Предприятия относящиеся к 1 тарифной группе обычно производят оплату электричества по двухставочному тарифу: основная ставка за потребленную мощность, дополнительная ставка — за израсходованную электроэнергию. Мощность устройств компенсации реактивной энергии выбирается одновременно с основными элементами системы электроснабжения предприятия.

Предприятия относящиеся ко 2 тарифной группе как правило производят оплату электричества по одноставочному тарифу. При этом требуемая мощность устройств компенсации реактивной энергии для предприятия диктуется со стороны энергосистемы.

4. По категории надежности электроснабжения, в зависимости от процентного соотношения электроприемников различной надежности:

1 категория надежности электроснабжения электроприемников;

2 категория надежности электроснабжения электроприемников;

3 категория надежности электроснабжения электроприемников.

5. По категории энергетических служб.

Есть 12 категорий, конкретная категория определяется общей величиной годового плана по трудоемкости планово-предупредительного ремонта сетей и электрического оборудования предприятия. Данная характеристика отражает сложность и масштабы хозяйства, определяет размер отдела и подразделений главного энергетика.

Безусловно, основная часть всех промышленных предприятий, потребляющих электроэнергию, находится в городах. Именно города являются главными потребителями электрической энергии во всех странах. По численности населения города делятся на:

более 500000 — крупнейшие;

от 250000 до 500000 — крупные;

от 100000 до 250000 — большие;

от 50000 до 100000 — средние;

менее 50000 — малые.

Территория города, с точки зрения потребления электроэнергии, подразделяется на зоны:

Промышленная зона — в ней размещены производственные предприятия;

Коммунально-складская — в ней размещены транспортные предприятия (базы транспорта);

Внешнего транспорта — вокзалы, станции, порты;

Селитебная — жилые районы, общественные здания, сооружения, места отдыха.

Гражданские здания формируют основу застройки города. К ним относятся объекты непроизводственной сферы, такие как: жилые дома, общежития, гостиницы, торговые площадки и предприятия общепита, образовательные учреждения, предприятия бытового обслуживания и коммунального хозяйства и т. д.

Опорными данными для выбора системы электроснабжения являются электроприемники, располагаемые на плане города или предприятия, и определяющие величину и характер электрических нагрузок, а также их надежность.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Что относится к потребителям электроэнергии

Статья 3. Определение основных понятий

(в ред. Федерального закона от 04.11.2007 N 250-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

Перспективы и риски арбитражных споров. Ситуации, связанные со ст. 3

Для целей настоящего Федерального закона используются следующие основные понятия:

(в ред. Федерального закона от 23.06.2016 N 196-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

(абзац введен Федеральным законом от 23.06.2016 N 196-ФЗ)

(в ред. Федерального закона от 27.07.2010 N 191-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

(в ред. Федерального закона от 06.11.2013 N 308-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

(в ред. Федерального закона от 19.07.2011 N 248-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

(в ред. Федерального закона от 29.12.2017 N 451-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

(абзац введен Федеральным законом от 26.07.2010 N 187-ФЗ)

(абзац введен Федеральным законом от 26.07.2010 N 187-ФЗ)

(абзац введен Федеральным законом от 06.11.2013 N 308-ФЗ)

(в ред. Федерального закона от 19.07.2011 N 248-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

(см. текст в предыдущей редакции)

(в ред. Федеральных законов от 26.07.2010 N 187-ФЗ, от 03.11.2015 N 307-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

(абзац введен Федеральным законом от 26.07.2010 N 187-ФЗ)

(абзац введен Федеральным законом от 26.07.2010 N 187-ФЗ)

(в ред. Федерального закона от 29.12.2017 N 451-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

(в ред. Федерального закона от 23.06.2016 N 196-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

(в ред. Федеральных законов от 25.12.2008 N 281-ФЗ, от 29.12.2014 N 466-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

(абзац введен Федеральным законом от 06.12.2011 N 401-ФЗ)

подачи необоснованно завышенных или заниженных ценовых заявок на покупку или продажу электрической энергии и (или) мощности. Завышенной может быть признана заявка, цена в которой превышает цену, которая сформировалась на сопоставимом товарном рынке, или цену, установленную на этом товарном рынке ранее (для аналогичных часов предшествующих суток, для аналогичных часов суток предыдущей недели, для аналогичных часов суток предыдущего месяца, предыдущего квартала);

(абзац введен Федеральным законом от 06.12.2011 N 401-ФЗ)

подачи ценовой заявки на продажу электрической энергии с указанием объема, который не соответствует объему электрической энергии, вырабатываемому с использованием максимального значения генерирующей мощности генерирующего оборудования участника, определенного системным оператором в соответствии с правилами оптового рынка, установленными Правительством Российской Федерации;

(абзац введен Федеральным законом от 06.12.2011 N 401-ФЗ)

подачи ценовой заявки, не соответствующей установленным требованиям экономической обоснованности, определенным уполномоченными Правительством Российской Федерации федеральными органами исполнительной власти;

(абзац введен Федеральным законом от 06.12.2011 N 401-ФЗ)

(абзац введен Федеральным законом от 06.12.2011 N 401-ФЗ)

(абзац введен Федеральным законом от 23.06.2016 N 196-ФЗ)

(абзац введен Федеральным законом от 23.06.2016 N 196-ФЗ)

(абзац введен Федеральным законом от 23.06.2016 N 196-ФЗ; в ред. Федерального закона от 24.04.2020 N 141-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

(абзац введен Федеральным законом от 29.12.2017 N 451-ФЗ; в ред. Федерального закона от 02.08.2019 N 262-ФЗ)

(см. текст в предыдущей редакции)

(см. текст в предыдущей редакции)

(абзац введен Федеральным законом от 27.12.2018 N 522-ФЗ)

(абзац введен Федеральным законом от 27.12.2019 N 471-ФЗ)

Источник

Категории электроснабжения потребителей

Согласно ПУЭ все потребители электрической энергии условно разделяют на три категории (группы), в зависимости от их важности. В данном случае идет речь о том, насколько надежным должно быть энергоснабжение потребителя с учетом всех возможных факторов. Приведем характеристики каждой из категорий электроснабжения потребителей и соответствующие требования относительно надежности их питания.

К первой категории электроснабжения относятся наиболее важные потребители, перерыв в электроснабжении которых может привести к несчастным случаям, крупным авариям, нанесению большого материального ущерба по причине выхода из строя целых комплексов оборудования, взаимосвязанных систем. К таким потребителям относятся:

горнодобывающая, химическая промышленность и др. опасные производства;

важные объекты здравоохранения (реанимационные отделения, крупные диспансеры, родильные отделения и пр.) и других государственных учреждений;

котельные, насосные станции первой категории, перерыв в электроснабжении которых приводит к выходу из строя городских систем жизнеобеспечения;

тяговые подстанции городского электрифицированного транспорта;

установки связи, диспетчерские пункты городских систем, серверные помещения;

лифты, устройства пожарной сигнализации, противопожарные устройства, охранная сигнализация крупных зданий с большим количеством находящихся в них людей.

В зависимости от мощности потребителя, в качестве резервного источника электроснабжения может выступать линия электрической сети, аккумуляторная батарея либо дизельный генератор.

ПУЭ определяет независимый источник питания как источник, на котором сохраняется напряжение в послеаварийном режиме в регламентированных пределах при исчезновении его на другом источнике питания. К числу независимых источников питания относятся две секции или системы шин одной или двух электротстанций или подстанций при одновременном соблюдении следующих двух условий:

Ко второй категории снабжения относятся потребители, при отключении питания которых, останавливается работа важных городских систем, на производстве возникает массовый брак продукции, есть риск выхода из строя крупных взаимосвязанных систем, циклов производства.

Помимо предприятий, ко второй категории электроснабжения относятся:

медицинские учреждения и аптечные пункты;

городские учреждения, учебные заведения, крупные торговые центры, спортивные сооружения, в которых может быть большое скопление людей;

все котельные и насосные станции, кроме тех, которые относятся к первой категории.

Вторая категория электроснабжения предусматривает питание потребителей от двух независимых источников. При этом допускается перерыв в электроснабжении на время, в течение которого обслуживающий электротехнический персонал прибудет на объект и выполнит необходимые оперативные переключения.

Третья категория электроснабжения потребителей включает в себя всех оставшихся потребителей, которые не вошли в первые две категории. Обычно это небольшие населенные пункты, городские учреждения, системы, перерыв в электроснабжении которых не влечет за собой последствий. Также к данной категории относят многоквартирные жилые дома, частный сектор, дачные и гаражные кооперативы.

При разделении потребителей на категории учитывается множество факторов, оцениваются возможные риски, выбираются наиболее надежные и оптимальные варианты.

Максимальное допустимое число часов отключения в год и сроки восстановления энергоснабжения

Вопросы электрообеспечения, включая надежность электроснабжения, определяются в договоре потребителя с субъектом электроэнергетики. В договоре устанавливают допустимое число часов отключения в год и сроки восстановления электроснабжения (это фактически допустимая продолжительность перерыва питания по ПУЭ).

Для I и II категорий надежности допустимое число часов отключения в год и сроки восстановления энергоснабжения определяются сторонами в зависимости от конкретных параметров схемы электроснабжения, наличия резервных источников питания и особенностей технологического процесса потребителя, но не могут быть более соответствующих величин, предусмотренных для III категории надежности, для которой допустимое число часов отключения в год составляет 72 ч (но не более 24 ч подряд, включая срок восстановления энергоснабжения).

Что дает разделение потребителей на категории

Данные меры позволяют оставить в работе наиболее важных потребителей первой категории и избежать техногенных катастроф в масштабах регионов, гибели людей, аварий на отдельных объектах, материального ущерба.

В отечественных системах электроснабжения наиболее часто используется принцип горячего резерва : мощность трансформаторов ТП, ГПП (и пропускная способность всей цепи питания к ним) выбирается большей, чем этого требует поддержание нормального режима, для обеспеченна электроснабжения электроприемников I и II категории в послеаварийном режиме, когда одна цепь питания отказывает в результате аварии (или отключается планово).

Холодный резерв, как правило, не используется (хотя более выгоден по суммарной пропускной способности), ток как предусматривает автоматическое включение под нагрузку элементов сети без предварительных испытании.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Потребители электроэнергии и их классификация

Потребителей электроэнергии систематизируют по эксплуатационно-техническим признакам: производственному назначению, производственным связям, режимам работы, мощности и напряжению, роду тока, территориальному размещению, требованиям к надежности электроснабжения, стабильности расположения электроприемников.

При проектировании систем электроснабжения потребителей электроэнергии в основном систематизируют по надежности электроснабжения, режимам работы, мощности, напряжению и роду тока [6].

Надежность, как одно из требований к системам электроснабжения, определяется числом независимых источников питания и схемой электроснабжения.

По надежности электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ [3, 4] электроприемники разделяются на следующие три категории.

I категория – электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения. Пример электроприемников I категории: насосы водоснабжения и канализации, газоочистка, приводы вращающихся печей, газораспределительные пункты, промышленные вентиляторы, аварийное освещение и др.

Из состава электроприемников I категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров. Например, в черной металлургии к особой группе относятся электродвигатели насосов водоохлаждения доменных печей.

II категория – электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

III категория – все остальные электроприемники, не попадающие под определения первой и второй категорий (различные вспомогательные механизмы в основных цехах, цехи несерийного производства и др.).

Электроприемники I категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

К числу независимых источников питания относятся две секции или системы шин одной или двух электростанций и подстанций при одновременном соблюдении двух условий:

1) каждая из секций или систем шин, в свою очередь, имеет питание от независимого источника;

2) секции (системы) шин не связаны между собой или имеют связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из секций (систем) шин.

Для электроснабжения особой группы электроприемников I категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.

В качестве третьего независимого источника питания для особой группы электроприемников и в качестве второго независимого источника питания для остальных электроприемников I категории могут быть использованы местные электростанции, электростанции энергосистем (в частности, шины генераторного напряжения), предназначенные для этих целей агрегаты бесперебойного питания, дизельные электростанции, аккумуляторные батареи и т. п.

Электроприемники II категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Для электроприемников II категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

Для электроприемников III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают одни сутки.

По режимам работы электроприемники разделяют на группы по сходству режимов. Различают три характерных режима работы.

1. Продолжительный режим (ПР), в котором электроприемники могут работать длительное время, при этом температура частей машины или аппарата не превышает номинальную длительно допустимую.

К электропремникам продолжительного режима работы относятся электродвигатели компрессоров, насосов, вентиляторов, механизмов непрерывного транспорта, нагревательные печи и др., у которых периоды работы измеряются величинами от часов до нескольких суток.

2. Кратковременный режим (КР), при котором рабочий период не настолько длителен, чтобы температуры отдельных частей машины могли достигнуть установившегося значения, период же остановки машины настолько длителен, что она успевает охладиться до температуры окружающей среды.

В кратковременном режиме работают вспомогательные механизмы металлорежущих станков, механизмы для перестройки технологических агрегатов, электроприводы различных заслонок, механизмов открывания фрамуг и др., у которых пауза значительно превышает длительность рабочего периода.

3. Повторно-кратковременный режим (ПКР), при котором рабочие периоды чередуются с периодами пауз, а длительность всего цикла не превышает 10 мин. При этом нагрев не превышает длительно допустимой температуры, а охлаждение не достигает температуры окружающей среды.

Примерами работы электроприемников в этом режиме являются электродвигатели мостовых кранов, тельферов, подъемников, главные приводы и приводы рабочих рольгангов реверсивных прокатных станов, механизмы автоматизированных поточных линий в циклическом режиме работы, установки точечной сварки и др. [7].

Повторно-кратковременный режим характеризуется продолжительностью включения, %

,

где t_в, t_о и t_ц – соответственно время включения, отключения и продолжительность цикла, t_ц ≤ 10 мин.

Для электроприемников, работающих в повторно-кратковременном режиме, устанавливаются стандартные значения ПВ_%, равные 15; 25; 40; 60. Значение ПВ_% = 100 соответствует продолжительному режиму работы.

При отсутствии информации о значениях ПВ_% рассматриваемых в проекте электроприемников, величины ПВ_% могут быть приняты на основе значений коэффициентов включения электроприемников, о. е.:

,

.

Справочные значения k_в электроприемников приведены в приложении 9 (табл. П.9.1).

После вычисления ПВ_% полученные значения округляются до ближайших стандартных (15; 25; 40; 60; 100 %).

В режимах работы необходимо учитывать также несимметричность нагрузки по фазам. Трехфазные электродвигатели и печи являются симметричными нагрузками. К несимметричным нагрузкам (одно- и двухфазным) относятся: электрическое освещение, однофазные и двухфазные печи, сварочные агрегаты и т. п.

По мощности и напряжению все электроприемники могут быть разделены на две группы.

1. Электроприемники большой мощности (100 кВт и выше), которые могут быть изготовлены на напряжение 3; 6 или 10 кВ и, следовательно, получать питание непосредственно от сети 3; 6; 10 кВ. К этой группе относятся мощные печи сопротивления и дуговые печи для плавки черных и цветных металлов, питаемые через собственные трансформаторы, электродвигатели большой мощности (300 кВт и выше).

2. Электроприемники малой и средней мощности (ниже 100 кВт), питание которых возможно и экономически целесообразно только на напряжении 380 или 660 В.

По роду тока электроприемники делятся на три группы:

1) работающие от промышленной сети 50 Гц;

2) работающие от сети переменного тока повышенной или пониженной частоты;

3) работающие от сети постоянного тока.

Большинство электроприемников промышленных предприятий работают на переменном трехфазном токе частотой 50 Гц. Установки повышенной частоты применяются для нагрева под закалку, ковку, штамповку металлов и для их плавки. В текстильной, деревообрабатывающей промышленности и других отраслях для питания высокоскоростных двигателей используются токи частотой 130–400 Гц. Для получения частот до 10 кГц применяются тиристорные преобразователи, для частот больше 10 кГц – электронные генераторы. В транспорте (частота тока 16,6 Гц), установках для перемешивания жидкого металла в печах (частота тока до 25 Гц) и индуктивных нагревательных установках применяются коллекторные электродвигатели пониженной частоты. От сети постоянного тока, полученного преобразованием переменного тока частотой 50 Гц, питаются двигатели постоянного тока, цехи электролиза и гальванопокрытий, агрегаты электролитического получения металлов и др.

Технические требования ряда производственных механизмов в отношении широкого регулирования скорости, поддержания постоянства скорости технологического процесса, необходимости повышенного перегрузочного момента при повторно-кратковременном режиме работы, частого реверсирования, быстрых разгонов и торможения вызывают необходимость применения для электропривода этих механизмов электродвигателей постоянного тока, а также частотно-регулируемых приводов с асинхронными двигателями. Цехи электролиза, электролитического получения металлов, гальванические цехи и некоторые виды электросварки требуют для питания постоянного тока.

При построении схемы электроснабжения промпредприятия учитывается наличие на предприятии потребителей постоянного тока и токов высокой частоты и, следовательно, предусматриваются специальные преобразовательные установки для питания этих электроприемников. Преобразовательные установки применяются для обслуживания отдельных электроустановок или их групп. При незначительном числе и небольшой мощности отдельных потребителей постоянного тока или токов высокой частоты, а также при разбросанности их по территории цехов у каждого из этих потребителей устанавливаются индивидуальные преобразователи. Индивидуальные преобразовательные агрегаты устанавливаются и у мощных электроприводов, управление которыми производится по специальным схемам. При достаточно большом числе и большой суммарной мощности потребителей предусматриваются централизованные преобразовательные подстанции с полупроводниковыми выпрямителями или двигатель-генераторами.

В системе электроснабжения предприятий преобразовательные установки и подстанции сами являются потребителями переменного тока.

2.2.2. Расчет электрических нагрузок трехфазных
электроприемников

При проектировании системы электроснабжения потребители электроэнергии (отдельный приемник электроэнергии, группа приемников, цех или завод в целом) рассматривают в качестве нагрузок. Различают следующие виды нагрузок:

– активную мощность P, кВт;

– реактивную мощность Q, квар;

– полную мощность S, кВА;

Расчет электрических нагрузок промышленных предприятий выполняется в соответствии с РТМ 36.18.32.4-92 [8].

Для представления электрических величин и коэффициентов, характеризующих электроприемники, принята следующая система обозначений: показатели электропотребления отдельных электроприемников обозначаются строчными буквами, а групп электроприемников – прописными буквами латинского или греческого алфавита.

Например: p₁ = 7,5 кВт – мощность вентилятора; p₂ = 20 кВт – мощность сушильного шкафа; P = 400 кВт – мощность ремонтно-механического цеха.

Номинальная (установленная) мощность отдельного электроприемника длительного режима работы – это паспортная мощность, обозначенная на заводской табличке или в паспорте электроприемника, кВт:

Номинальная реактивная мощность отдельного электроприемника длительного режима работы, квар:

где tg φ=tg(arcos(cos φ)) – значение коэффициента реактивной мощности электроприемника.

Для многодвигательных приводов учитываются все одновременно работающие электродвигатели данного привода. Если в числе этих двигателей имеются одновременно включаемые, то они учитываются в расчете как один электроприемник, номинальной мощностью, равной сумме номинальных мощностей одновременно работающих двигателей (например p_ном=13+10+10+3=36 кВт).

Для электроприемников повторно-кратковременного режима работы номинальная активная мощность приводится к длительному режиму (ПВ_%=100), кВт:

, (2.3)

где ПВ_% – продолжительность включения электроприемника, % (см. п. 2.2.1). Номинальная реактивная мощность вычисляется по (2.2).

Расчетная мощность одиночных электроприемников принимается равной номинальной (2.1)–(2.2), для одиночных электроприемников повторно-кратковременного режима – равной номинальной, приведенной к длительному режиму (2.3).

Полная расчетная мощность электроприемника, кВА:

. (2.4)

Расчетный ток электроприемника, А:

, (2.5)

где U_ном – номинальное линейное напряжение питания электроприемника, кВ.

Пример.Определить расчетные мощности и ток для крана-балки (табл. 1.2), у которой p_пасп=13 + 10 + 10 + 3 = 36 кВт; cos φ = 0,5 о. е.; ПВ_% = 40.

Решение. Номинальные (расчетные) мощности составят:

кВт;

Полная расчетная мощность:

кВА.

А.

2.2.3. Расчет электрических нагрузок однофазных
электроприемников

Однофазные электроприемники, включенные на фазные и междуфазные (линейные) напряжения и распределенные по фазам с неравномерностью не выше 15 % по отношению к общей мощности трехфазных и однофазных электроприемников в группе, учитываются как трехфазные той же суммарной мощности. В случае превышения указанной неравномерности расчетная нагрузка однофазных электроприемников принимается равной тройной величине нагрузки наиболее загруженной фазы.

Нагрузки отдельных фаз при включении однофазных электроприемников на линейное напряжение определяются как полусуммы нагрузок двух плеч, прилегающих к данной фазе:

;

;

.

Неравномерность нагрузки по фазам определяется как разность между активными нагрузками наиболее и наименее нагруженных фаз с отнесением ее к наименее нагруженной фазе по формуле, %

,

где р_{ном,max,ф}; р_{ном,min,ф} – номинальные мощности наиболее и наименее загруженной фазы, кВт.

При количестве однофазных электроприемников 1–3 они учитываются в расчетах как эквивалентный трехфазный приемник, номинальная условная мощность которого определяется следующим образом:

а) при включении электроприемников на фазное напряжение

р_{ном,усл} = 3·р_ном,ф или ;

где р_ном,ф; q_ном,ф – активная (приведенная к ПВ_% = 100) и реактивная номинальные мощности максимально загруженной активной мощностью фазы; s_пасп – полная паспортная мощность электроприемника, кВА; ПВ – продолжительность включения электроприемника в долях единицы, о. е.; cos φ – коэффициент мощности электроприемника.

б) при включении на линейное напряжение двух-трех электроприемников используется формула (2.6), при включении одного электроприемника

; , (2.7)

где р_ном,о; q_ном,о – активная (приведенная к ПВ_% = 100) и реактивная номинальные мощности однофазного электроприемника;

Пример.Определить эквивалентную трехфазную мощность включенного на линейное напряжение сварочного трансформатора, у которого s_пасп = 25 кВт; ПВ_% = 25; cos φ = 0,35 о. е.

Решение. Определяем номинальную однофазную мощность трансформатора:

кВт; (2.8)

Вычисляем эквивалентную трехфазную мощность (2.7):

кВт; квар.

Если число неравномерно распределенных по фазам однофазных приемников более трех, то условную трехфазную номинальную мощность определяют как утроенное значение номинальной мощности наиболее загруженной фазы. При этом наиболее загруженной фазой считают фазу, имеющую наибольшую среднюю нагрузку от однофазных приемников [9]. Среднюю нагрузку каждой фазы при смешанном включении однофазных приемников (наиболее общий случай), когда часть приемников включена на фазное, а часть – на линейное напряжение, определяют суммированием однофазных нагрузок данной фазы (фаза – нуль) и однофазных нагрузок, включенных на линейное напряжение, приведенных к этой фазе и фазному напряжению с помощью коэффициентов приведения (табл. 2.1) [10]. Например, для фазы a будем иметь

;

,

где p_ном,ab, p_ном,ca – нагрузки, присоединенные на линейное напряжение соответственно между фазами ab и ca; p_ном,a, q_ном,a – нагрузки, присоединенные на напряжение фазы а (между фазным и нулевым проводами); p_(ab)а, p_(cа)а, q_(аb)а, q_(cа)а – коэффициенты приведения нагрузок, включенных на линейное напряжение к фазе а (табл. 2.1); k_и1, k_и2, k_и3 – коэффициенты использования по активной мощности однофазных приемников различного режима работы.

Коэффициенты приведения однофазной нагрузки,
включенной на линейное напряжение, к нагрузке,
отнесенной к одной фазе трехфазного тока и фазному напряжению

Аналогично определяются средние однофазные нагрузки для фаз b и c, находится наиболее загруженная фаза по активной мощности, например фаза с, а затем эквивалентная трехфазная нагрузка сети от однофазных электроприемников

Средневзвешенное значение К_и определяется для этой же наиболее загруженной фазы по формуле

,

а эффективное число электроприемников определяется по формуле

,

где – сумма номинальных мощностей однофазных электроприемников данного расчетного узла; n – фактическое число однофазных электроприемников; p_{ном,о,max} – номинальная мощность наиболее мощного электроприемника однофазного тока.

При совместной работе на трехфазную сеть однофазных и трехфазных приемников электроэнергии расчетную нагрузку узла системы электроснабжения определяют по формулам:

;

при эффективном числе приемников n_эф ≤ 10

;

при эффективном числе приемников n_эф > 10

,

где n₁, m₁, – число приемников трехфазного тока с переменным и практически постоянным графиками нагрузок; n₂, m₂ – число приемников однофазного тока с переменным и практически постоянным графиками нагрузок.

Пример.Определить максимальную нагрузку, создаваемую однофазными электроприемниками, включенными на фазное и линейное напряжение сети 380/220 В.

На фазное напряжение присоединены две нагревательные печи мощностью по 20 кВт, cos φ = 1; К_и = 0,5; Р_уст = 2·20 = 40 кВт.

На линейное напряжение включены:

1) сварочная машина типа МРМ-11, 380 В, с тремя однофазными трансформаторами с S_пасп = 50 кВА; ПВ = 25 %; cos j = 0,4; K_и = 0,35; приведенная мощность кВт; количество машин – 3;

2) сварочный аппарат МТЦ-75, 380 В, S_пасп = 75 кВА; ПВ = 40 %; cos j = 0,5; K_и = 0,25; кВт; количество аппаратов – 2;

3) сварочный аппарат МТП-100; 380 В; S_пасп=100 кВА; ПВ=40 %; cos j=0,4; K_и=0,4; кВт; количество аппаратов – 2.

Решение. Результаты расчетов представлены в табл. 2.2.

Определение однофазных нагрузок, включенных на фазное и линейное напряжение сети 380/220 В

Согласно табл. 2.2 (см. выше) наиболее загруженной по активной мощности является фаза c: Р_см(с) = 25,3 кВт; Q_см(с) = 23,6 квар.

.

Находим эффективное число электроприемников:

.

На основании значений K_и и n_э с помощью справочных таблиц [8] определяем K_м = 1,12.

Расчетная (максимальная) нагрузка трехфазного тока от однофазных электроприемников составит

кВт;

квар;

кВА.

Источник