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
Таблица 2.2. Характеристики групп насосов котельно-вспомогательного оборудования
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
значения т допускается исключать мелкие электроприемники, суммарная мощность которых не превышает 5% номинальной мощности всей группы. Когда m>3 и Kи>0,2, nэ = 2Рном/Рном 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 (Км = 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: 2090; Нарушение авторских прав |