Лекция №6.
Определение расчетных нагрузок с учетом однофазных приемников.
На промышленных предприятиях наряду с трехфазными приемниками электроэнергии имеют место стационарные и передвижные приемники однофазного тока, подключаемые на фазное или линейное напряжение. При проектировании стремятся распределить мощности однофазных приемников по фазам трехфазной сети равномерно. Однако это не всегда удается. Считается, что распределение по фазам однофазных приемников выполнено, если суммарная номинальная мощность, остающаяся нераспределенной равномерно по фазам, не превышает 15% общей нагрузки узла системы электроснабжения (общей мощности трехфазных и однофазных приемников, распределенных по фазам равномерно). Если неравномерность превышает 15%, то определяют условную трехфазную номинальную мощность Рном. у неравномерно распределенных приемников.
При числе неравномерно распределенных по фазам однофазных приемников менее четырех Рном. у определяют упрощенными способами:
При включении однофазных приемников на фазные напряжения Рном. у принимают равной утроенному значению номинальной мощности Рном. м.ф максимально загруженной фазы
Рном. у=3 Рном. м.ф;
При включении однофазных приемников на линейное напряжение условную трехфазную номинальную мощность определяют:
а) при одном приемнике
Рном. у= ,
б) при двух-трех приемниках, включенных на разные линейные напряжения трехфазной сети
Рном. у=3рном. л,
где рном. л – номинальная мощность приемника наиболее загруженной фазы.
Если число неравномерно распределенных приемников более четырех, то условно 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. Среднюю нагрузку каждой фазой при смешанном включении однофазных приемников (наиболее общий случай), когда часть приемников включена на фазное, с 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.
Формулы приведения однофазной нагрузки к трехфазной:
,
,
,
где Рс. м – средняя активная нагрузка за наиболее загруженную смену,
Рн. АС – максимальная линейная нагрузка,
r(АС)А – коэффициент приведения линейной нагрузки к фазе А.
Формулы приведения реактивной мощности аналогичны.
Выбирается наиболее загруженная фаза и по ее нагрузке определяется трехфазная условная нагрузка:
Рс. м.у=3Рс. м.ф и ; Qс. м.у=3Qс. м.ф,
где Рс. м.ф и Qс. м.ф средние активные и реактивные нагрузки максимально загруженной фазы.
При совместной работе на трехфазную сеть однофазных и трехфазных приемников электроэнергии расчетную нагрузку узла системы электроснабжения определяют по формулам:
;
при эффективном числе приемников 
;
при эффективном числе приемников 
,
где n1, m1 – число приемников трехфазного тока с переменным и практически постоянным графиком нагрузок;
n2, m2 - число приемников однофазного тока с переменным и практически постоянным графиками нагрузок.
Определение пиковых нагрузок.
При проектировании систем электроснабжения в качестве пиковой нагрузки рассматривают пиковый ток.
Пиковый ток группы приемников, работающих при отстающем токе, определяют как арифметическую сумму наибольшего из пусковых токов двигателей, входящих в группу, и расчетного тока всей группы приемников за вычетом расчетного тока двигателя, имеющего наибольший пусковой ток:
,
где iп.max – наибольший из пусковых токов двигателей группы приемников, определяемый по паспортным данным;
Ip – расчетный ток группы приемников;
Kи. а – коэффициент использования, характерный для двигателя, имеющего наибольший пусковой ток;
Iном.max – номинальный ток двигателя (приведенный к ПВ=1) с наибольшим пусковым током.
Если число приемников электроэнергии в группе невелико и их установленные мощности значительно отличаются друг от друга, то при наличии в этой группе мощных синхронных двигателей пиковый ток определяют по формуле:
,
где Рср. м, Qср. м – соответственно средние активные и реактивные нагрузки приемников рассматриваемой группы за наиболее загруженную смену;
рср. м, qср. м – средние нагрузки пускаемого двигателя за наиболее загруженную смену;
Км – коэффициент максимума для групп приемников, исключая пускаемый двигатель, может быть принят равным коэффициенту максимума по активной мощности, найденному для всей группы.
В качестве наибольшего пикового тока одного приемника принимают: для двигателей – пусковой ток, для печных и сварочных трансформаторов – пиковый ток, который принимают по паспортным данным. При отсутствии паспортных данных пусковой ток асинхронных с короткозамкнутым ротором и синхронных двигателей принимают равным 5-кратному номинальному току, пусковой ток двигателей постоянного тока и асинхронных двигателей с фазным ротором – 2-2,5-кратному номинальному, пиковый ток печных и сварочных трансформаторов – не менее 3-кратного номинального (без приведения к ПВ=1).
При самозапуске группы двигателей в качестве пускового тока принимают сумму пусковых токов этих двигателей.
Алгоритм определения расчетных электрических нагрузок.
1. Определение расчетной электрической нагрузки группы ЭП (используется метод упорядоченных диаграмм).
Группы собираются по 10-12 ЭП в группе исходя из ки и cosj. Далее для группы определяют nэф затем находим расчетную нагрузку Рр для группы ЭП. Затем S для вех групп и находят РрS, QрS, SрS.
2 Определение расчетных электрических нагрузок потребителей (цехов).
(либо по кс, либо статическим).
Если в цехе нагрузки разных напряжений, то Рр определяется для потребителей каждого напряжения раздельно.
3 При определении на более высоких уровнях Рр необходимо сначала учесть DРр, DQр – потери в трансформаторах.
Для определения потерь мощности в цеховых трансформаторах используются упрощенные формулы:
,
.
Прежде надо просуммировать все нагрузки по цехам.
4 Определение Рр на уровне РП.
Основная задача: каждую реактивную мощность можно взять с высоковольтных источников и будем использовать СД как источники Q.
Если будем использовать СД, то берем Qн СД – это мощность источника, тогда:
QРП=Qp-QнСД .
5 Определение расчетной нагрузки предприятия в целом.
,
крм – коэффициент разновременности максимума.
РР0 – расчетная нагрузка освещения.
Qэ1 – наиболее экономичная реактивная мощность для передачи из энергосистем в систему электроснабжения предприятия в режиме max нагрузок.
Qэ1=0,3Рр
Qp-(Qэ1+QСД)=Qку.
Qку – мощность компенсирующих устройств, т. е. та мощность, которую мы должны получить из дополнительных источников реактивной мощности.
- мощность получаемая из системы.
Qку=0 – дополнительных компенсирующих устройств не требуется.
Qку<0 более чем на 10% то экономически необоснованно применение лишних КУ.
Qку>0 в пределах 10%, то можно не устанавливать источники реактивной мощности. Если больше, то надо установить КУ.
Разброс в 10% можно объяснить тем, что при расчетах не учитывались Qзар КЛЭП.
