Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Формализуемые методы расчета электрических нагрузок





 

Теория расчета электрических нагрузок, основы которой сложились в 30-е годы, ставила целью определить набор формул, дающих одно­значное решение при заданных электроприемниках и графиках (пока­зателях) электрических нагрузок. В целом практика показала ограни­ченность подхода "снизу вверх", опирающегося на исходные данные по электроприемникам. Существующая теория сохраняет значение при расчете режимов работы небольшого числа электроприемников с известными данными, при сложении ограниченного числа графиков, при расчетах для 2УР.

Формализация расчета электрических нагрузок развивалась в не­скольких направлениях и привела к методам: 1) эмпирическому (ме­тод коэффициента спроса; двухчленных эмпирических выражений, удельного расхода электроэнергии и удельных плотностей нагрузки, технологического графика); 2) упорядоченных диаграмм; 3) статисти­ческому; 4) вероятностного моделирования графиков нагрузки.

Метод коэффициента спроса наиболее прост, широко распространен, с него начался расчет нагрузок. Он заключается в использовании выра­жения (2.17) по известной (задаваемой) величине Ру и табличным зна­чениям Кс, приводимым в справочной литературе (примеры см. в табл. 2.1):

Величина kc принимается одинаковой для электроприемников одной группы (работающих в одном режиме) независимо от числа и мощно­сти отдельных приемников. Физический смысл kc: это доля суммы но­минальных мощностей электроприемников, статистически отражающая максимальный практически ожидаемый и встречающийся режим одно­временной работы и загрузки некоторого неопределенного сочетания (реализации) установленных приемников.

Приводимые справочные данные по kc и Ки соответствуют макси­мальному значению, а не математическому ожиданию. Суммирование максимальных значений, а не средних неизбежно завышает нагрузку. Если рассматривать любую группу, то становится очевидной услов-

 

ность понятия "однородная группа". Различия в значении коэффициен­та: 1: 10 (до 1: 100 и выше) неизбежны и объясняются техноценоло-гическими свойствами электрического хозяйства. В табл. 2.2 приведе­ны Кс, характеризующие насосы как группу. При углублении исследо­ваний К с, например только для насосов сырой воды, также может быть разброс 1: 10.

Правильнее учиться оценивать Кс в целом по потребителю (участку, отделению, цеху). Полезно выполнять анализ расчетных и действитель­ных величин для всех близких по технологии объектов одного и того же уровня системы электроснабжения, аналогичной табл. 1.1. Это позво­лит создать личный информационный банк и обеспечить точность ваших расчетов.

 

Таблица 2.1. Коэффициенты спроса, использования и мощности для некоторых групп электроприемников

Наименование электроприемника Кс Ки COSj
Вентилятор и насос, работающие не прерывно 0,71 0,65 0,82
Дробилка конусная крупного и среднего дробления обогатительных фабрик 0,75 0,62 0,67
Конвейер ленточный 0,64 0,58 0,75
Дымосос и газодувка 0,95 0,90 0,92
Станок универсального назначения для механической обработки металла 0,22 0,16 0,65
Печи сопротивления, нагревательные аппараты и ванны, сушильные камеры 0,61 0,55 0,95

 

Таблица 2.2. Характеристики групп насосов котельно-вспомогательного оборудования

Наименование группы Установленная рабочая мощность Ру, кВт Коэффици­ент спроса Кс Расчетное годовое число часов работы
Насос питательный   0,85  
Насос циркуляционный для мазута   0,93  
Насос подпиточный 4,5 0,38  
Насос перекачки конденсата 16,5 0,81  
Насос сырой воды 7,2 0,85  
Насос сетевой воды зимний   0,8  
Насос сетевой воды летний 14,6 0,8  
Насос-дозатор нитратов 0,6 0,17  
Насос промывки 2,8 0,46  
Насос насыщенного раствора соли 2,2 0,55  

 

Метод удельного расхода электроэнергии применим для участков (установок) 2УР, отделений ЗУР и цехов 4УР, где технологическая про­дукция М однородная и количественно меняется мало (увеличение вы­пуска снижает, как правило, удельные расходы электроэнергии Ауд). Максимальная мощность

где М— продукция (т, м3, шт.), выпущенная за учетное время Т.

В реальных условиях продолжительная работа потребителя не означа­ет постоянство нагрузки в точке ее присоединения на более высоком уровне системы электроснабжения. Как статистическая величина Ауд, определяемая для какого-то ранее выделенного объекта по электропо­треблению А и объему М, рассчитывается следующим образом: Ауд = А/М, есть некоторое усреднение на известном, чаще годовом, интер­вале. Поэтому применение (2.27) дает, строго говоря, не максимальную, а среднюю нагрузку. Для выбора трансформаторов ЗУР можно принять Рс = Ртах. В общем случае, особенно для 4УР (цеха), необходимо учи­тывать Км [см. (2.13)] или в выражении (2.27) в качестве Т прини­мать действительное годовое (суточное) число часов работы производ­ства с максимумом использования активной мощности. Например, для метизных цехов при трехсменной работе основных производств оно может быть принято 5200, при двухсменной - 3100, при односменной -1500 ч; для механических мастерских - 3600, котельных - 8300, ком­прессорных — 4100 ч.

Метод удельных плотностей нагрузок близок к предыдущему. Зада­ется удельная мощность (плотность нагрузки) у, и определяется пло­щадь здания F, сооружения или участка, отделения, цеха, например для машиностроительных и металлообрабатывающих цехов у =0,12 ¸ 0,25 кВт/м2, для кислородно-конвертерных цехов у =0,16 ¸ 0,32 кВт/м2. Расчетная нагрузка Ртах = yF.

Метод технологического графика опирается на график работы агре­гата, линии или группы машин. Например, график работы дуговой ста­леплавильной печи конкретизируется: указьюается время расплавле­ния, составляющее 27-50 мин, время окисления (20-80 мин), число плавок, технологическая увязка с работой других сталеплавильных агрегатов.

Метод упорядоченных диаграмм применялся для всех уровней си­стемы электроснабжения и вне зависимости от стадии проектирования.

При нахождении электрических нагрузок в сетях напряжением до 1 кВ (силовые шкафы, магистрали, шинопроводы 2УР) рекомендовал­ся следующий порядок расчета:

по расчетному узлу суммируются число силовых электроприемни­ков и их номинальные мощности (отдельно работающих электропри­емников и резервных);

 

 

суммируются средние активные и реактивные нагрузки рабочих электроириемников;

находится групповой коэффициент использования данного расчет­ного узла и его средневзвешенный коэффициент мощности;

рассчитывается эффективное число электроприемников узла;

по справочным кривым или табличным значениям определяются коэффициенты максимума и максимальная силовая нагрузка расчет­ного узла;

при наличии в данном расчетном узле электроприемников с практи­чески постоянным графиком нагрузки устанавливается суммарная номинальная мощность и средняя нагрузка этих электроприемников;

находится расчетная силовая нагрузка по узлу в целом суммирова­нием максимальных нагрузок электроприемников с переменным графи­ком и средних нагрузок электроприемников с практически постоян­ным графиком;

определяется расчетный ток линии.

Средние и максимальные нагрузки на стороне напряжением до 1 кВ трансформатора в целом (ЗУР) рассчитываются аналогично с добавле­нием осветительных нагрузок и мощности статических конденсаторов.

Электрические нагрузки отдельных узлов системы электроснабже­ния в сетях напряжением выше 1 кВ (находящиеся на 4УР, 5УР) реко­мендуется определять аналогично:

суммируются номинальные мощности всех установленных силовых электроприемников до 1 кВ и выше, питаемых данными РП, ГПП, их средние нагрузки и Ки;

выбирается номинальная мощность наибольшего электроприемника;

определяется эффективное число электроприемников nэ, Ктах, cosj, Pmax, Qmax.

записываются ниже данных по другим приемникам данные об электроприемниках напряжением выше 1 кВ с практически постоянным графиком нагрузки;

суммируются отдельно осветительные нагрузки и реактивные поте­ри в силовых трансформаторах;

подводятся общие итоги средних и максимальных силовых нагрузок, осветительных нагрузок и потерь в трансформаторах. Результаты расче­тов сводятся в таблицу.

Расчетная максимальная нагрузка группы электроприемников Ртах = Км Ки Рном = Км, Рсм, где Рном — групповая номинальная мощность (сумма номинальных мощностей, за исключением резервных по расче­ту электрических нагрузок); рсм средняя Активная мощность за наиболее загруженную смену.

Для группы электроприемников одного режима работы (см. табл. 2.1) средние активная и реактивная мощности определяются как:

Рсм = Ки Рном; Qсм = Рсм tgj, где tgj соответствует средневзвешен-

 

 

ному cos j. При наличии в группе электроприемников, режимы работы, которых различаются (например, вентиляторы, станки для механиче­ской обработки металла, печи сопротивления), учитываются все строч­ки и по всем / подгруппам производится суммирование:

Коэффициент максимума активной мощности km определяют по справочным таблицам, упрощенный вариант которых представлен в табл. 2.3, или по кривым, где представлена зависимость km от группо­вого коэффициента Ки и пэ.

Эффективное (приведенное) число электроприемников — это такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое дает то же значение расчетного максимума Рmax, что и группа электроприемников, различных по мощности и режиму работы:

При числе электроприемников в группе четыре и более допускается принимать nэ равным п (действительному числу электроприемников) при условии, что отношение номинальной мощности наибольшего электроприемника Pном тах к номинальной мощности меньшего Pном min имеет вид т = ( Pном тах / Pном min) < 3. При определении

 

Таблица 2.3. Зависимость коэффициента максимума Км от эффективного числа приемников пэ при различных коэффициентах использования Ки

 

Эффективное число электроприемников nэ Ки  
    0,1 0,3 0,5 0,7 0,9  
  3,43 2,14 1,65 1,29 1,05  
  3,04 1,88 1,51 1,23 1,04  
  2,72 1,72 1,4 1,2 1,04  
  2,42 1,6 1,34 1,16 1,03  
  1,99 1,41 1,23 1,12 1,03  
  1,71 1,28 1,17 1,1 1,03  
  1,4 1,16 1,11 1,08 1,02  
  1,25 1,11 1,1 1,06 1,02  
    1,21 1,1 1,08 1,05 1,02
    1,15 1,07 1,05 1,04 1,01
                                       

 

 

значения т допускается исключать мелкие электроприемники, сум­марная мощность которых не превышает 5% номинальной мощности всей группы.

Когда m>3 и Kи>0,2, nэ = 2Рномном max, где рном -суммарная номинальная мощность группы электроприемников. В тех случаях, когда пэ > п, следует принимать пэ = п.

При пэ > 200 и любых значениях Kи, а также при Ки > 0,8 и любых значениях п расчетную нагрузку допускается принимать равной сред­ней за наиболее загруженную смену м = 1).

Для электроприемников длительного режима работы с практически постоянным графиком нагрузки, у которых Ки > 0,6, kb» 1 и коэф­фициент заполнения графика нагрузки за наиболее загруженную смену Кзп. см ³ 0,9 коэффициент максимума принимается равным единице.

Если более 75% установленной мощности расчетного узла составляют электроприемники с практически постоянным графиком нагрузки (насосы, вентиляторы, компрессоры и т. п.), то Ртах - рсм.

Реактивная максимальная мощность группы электроприемников с различными режимами работы Qmax = Км Qсм.

В соответствии с практикой проектирования принимают Qmax = 1,1 Qсм при nэ < 10; Qmax = Qсм при nэ > 10;

Метод оказался громоздким, трудным для понимания. Применение его на высших уровнях привело к большим ошибкам в расчетах. Не­определенность и неполноту исходной информации метод преодолева­ет допущениями: электроприемники одного названия имеют одинако­вые коэффициенты, выделяются резервные двигатели по условиям электрических нагрузок, коэффициент использования считается не­зависимым от числа электроприемников в группе, выделяются элект­роприемники с практически постоянным графиком нагрузки, исклю­чаются из расчета наименьшие по мощности электроприемники. Ме­тод не дифференцирован для различных уровней системы электроснаб­жения и для различных стадий выполнения (согласования) проекта. Коэффициент участия в максимуме на высших ступенях лишь допус­кался, а не являлся обязательным; коэффициент максимума активной мощности принимался стремящимся к единице при увеличении числа электроприемников (фактически это не так, km определяется из табл. 1.3). Внедрение поточного производства и его автоматизации не привело к возрастанию численных значений коэффициента спроса и продолжительности использования максимума.

Статистическое определение рсм для действующих предприятий осложняется трудностью выбора наиболее загруженной смены (пере­нос начала работы разных категорий работников в пределах смены, четырехсменная работа и др.). Проявляется неопределенность при изме­рениях (наложение на административно-территориальную структуру).

 

Ограничения со стороны энергосистемы ведут к режимам, когда мак­симум нагрузки Ртах встречается в одной смене, в то время как расход электроэнергии больше в другой. При определении Рр нужно отказать­ся от рсм, исключив промежуточные расчеты.

Ошибки накапливаются от уровня к уровню. Происходит простое суммирование мощностей и коэффициентов в соответствии с выра­жениями (2.28) и (2.29), хотя электроприемники оказываются из разных групп. Но простое суммирование здесь недопустимо, так как многие из групп приемников совместно не работают: если поворачи­вается конвертер, не работает дымосос; если ремонтируется конвер­тер, то сталь не разливается.

Подробное рассмотрение недостатков метода вызвано необходи­мостью показать, что расчет электрических нагрузок, опирающийся на классические представления об электрической цепи и графиках на­грузки, теоретически не может обеспечить достаточную точность.

Статистические методы расчета электрических нагрузок представ­ляют попытку преодоления недостатков метода упорядоченных диаграмм. Учитывается, что даже для одной группы механизмов, ра­ботающих на данном участке производства, коэффициенты и показате­ли меняются в широких пределах. Например, коэффициент включения для неавтоматических однотипных металлорежущих станков меняется от 0,03 до 0,95, загрузки Кз от 0,05 до 0,85.

Задача нахождения максимума функции Рр на некотором интервале времени практически осложняется тем, что от 2УР, ЗУР, 4УР питаются электроприемники и потребители с различным режимом работы. Ста­тистический метод основывается на измерении нагрузок линий, пи­тающих характерные группы электроприемников, без обращения к режиму работы отдельных электроприемников и числовым характе­ристикам индивидуальных графиков.

Метод использует две интегральные характеристики: генеральную среднюю нагрузку Рср и генеральное среднее квадратичное отклонение где дисперсия DP берется для того же интервала осреднения. Максимум нагрузки определяется так:

где b - статистический коэффициент, зависящий от закона распреде­ления и принятой вероятности превышения графиком нагрузки P(t) уровня Ртах; или, при введении коэффициен­та формы . Так как стандарт группового графика непосредственно зависит от коэффициента формы, то выяв­ляются недостатки, связанные с необходимостью иметь данные о гра­фиках нагрузки. Для отказа от графиков производят измерения (за-

 

 

пись) максимальных нагрузок ежедневно за квартал (или выбирают другие периоды). Затем методами математической статистики опреде­ляют Рср (как математическое ожидание) и дисперсию (как центральный момент второго порядка).

Значение b принимается различным. В теории вероятности часто ис­пользуется правило трех сигм: Ртах = Рср ± Зs, что при нормальном распределении соответствует предельной вероятности 0,9973. Вероят­ности превышения нагрузки на 0,5% соответствует b = 2,5, для b = 1,65 обеспечивается 5%-ная вероятность ошибки.

Статистический метод является надежным методом изучения нагру­зок действующего промышленного предприятия, обеспечивающим относительно верное значение заявляемого промышленным пред­приятием максимума нагрузки Ртах 3 в часы прохождения максимума в энергосистеме. При этом приходится допускать гауссово распределе­ние работы электроприемников (потребителей).

Метод вероятностного моделирования графиков нагрузки предпола­гает непосредственное изучение вероятностного характера последова­тельных случайных изменений суммарной нагрузки групп электропри­емников во времени и основан на теории случайных процессов, с по­мощью которой получают автокорреляционную [см. (2.7)], взаимно корреляционную (2.8) функции и другие параметры. Исследования графиков работы электроприемников большой единичной мощности, графиков работы цехов и предприятий обусловливают перспективность метода управления режимами электропотребления и выравнивания графиков.

Date: 2015-06-11; view: 2042; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию