- •Выбор электрических аппаратов
- •Электродинамическое и термическое действие токов КЗ
- •Общие положения по выбору электрических аппаратов и параметров токоведущих устройств
- •Выбор электрических устройств по длительному режиму работы
- •Выбор электрических устройств по току КЗ
- •Выбор и проверка элементов системы электроснабжения выше 1кВ
- •Выбор числа и мощности силовых трансформаторов
- •Общие положения
- •Выбор типа трансформаторов
- •Выбор числа трансформаторов
- •Выбор мощности силовых трансформаторов
- •Выбор номинальной мощности трансформатора с учётом перегрузочной способности
- •Определение мощности потерь и энергии в силовых трансформаторах
- •Общие выводы по выбору числа и мощности силовых трансформаторов для систем электроснабжения
- •Режимы работы электроэнергетических систем
- •Резервы генерирующей мощности при управлении режимами ЭЭС
- •Выбор сечений проводов и кабелей
- •Общие положения
- •Выбор стандартного сечения проводника
- •Выбор сечений жил проводников по нагреву расчётным током
- •Выбор сечения по нагреву током короткого замыкания
- •Выбор сечений проводников по потерям напряжения
- •Выбор проводников электрической сети по экономической целесообразности
- •Расчёт токов короткого замыкания
- •Общие сведения о коротких замыканиях
- •Определение расчётных параметров элементов сети
- •Система относительных единиц
- •Система именованных единиц
- •Расчётная схема и схема замещения
- •Определение трёхфазного тока КЗ в сетях выше 1кВ
- •Определение токов КЗ от электрических машин напряжением выше 1кВ
- •Расчёт токов КЗ в электрических сетях до 1кВ
- •Влияние асинхронных двигателей на подпитку места КЗ до 1кВ
- •Расчёт несимметричных видов коротких замыканий
- •Расчёт токов КЗ в сетях постоянного тока
- •Защита элементов системы электроснабжения
- •Выбор предохранителей
- •Выбор автоматических выключателей
- •Основы релейной защиты
- •Требования к релейной защите, основные понятия и определения
- •Классификация РЗ
- •По элементной базе
- •По принципу действия электромеханических реле
- •По физической величине
- •По реакции на изменение входных физических величин
- •По принципу воздействия исполнительного органа на управляемую цепь
- •По способу действия на управляющий объект
- •По времени действия
- •По способу включения чувствительного элемента
- •По роду оперативного тока
- •По назначению
- •По типу
- •По способу обеспечения селективности при внешних К.З.
- •По характеру выдержек времени
- •По виду защит
- •Максимальные токовые защиты
- •Расчёт параметров МТЗ
- •Схемы МТЗ
- •МТЗ с независимой характеристикой времени срабатывания
- •МТЗ с зависимой характеристикой времени срабатывания
- •МТЗ с блокировкой по минимальному напряжению
- •Направленные МТЗ
- •Принцип работы реле направления мощности
- •Токовые отсечки
- •ТО мгновенного действия
- •Защита линий 6-35 кВ с помощью трёхступенчатой токовой защиты
- •Дифференциальные защиты
- •Продольная дифференциальная защита
- •Токовая погрешность ТА
- •Поперечная дифференциальная защита
- •Балансы мощности и электроэнергии
- •Баланс активной мощности
- •Баланс реактивной мощности
- •Баланс электроэнергии
- •Перенапряжения в системах электроснабжения
- •Общие положения
- •Защита от волн атмосферных перенапряжений
- •Защита от внутренних перенапряжений
- •Схемы защиты от перенапряжений
- •Молнезащита зданий и сооружений
- •Расчёт защиты зоны молнеотводов
- •Отклонения напряжения
- •Качество электрической энергии
- •Общие положения
- •Отклонения напряжения
- •Колебания напряжения
- •Размах изменения напряжения
- •Доза фликера
- •Несинусоидальность напряжения
- •Несимметрия напряжения
- •Длительность провала напряжения
- •Импульс напряжения
- •Коэффициент временного перенапряжения
- •Отклонение и размах колебаний частоты
- •Способы и средства улучшения качества электрической энергии
- •Компенсация реактивной мощности
- •Общие сведения
- •Способы снижения потребления реактивной мощности без компенсирующих устройств
- •Компенсирующие устройства
- •Расчёт потерь мощности и энергии в цеховых сетях
- •Скидки и надбавки к тарифу на электрическую энергию за компенсацию реактивной мощности
- •Выбор мощности и места установки компенсирующих устройств
- •Определение места установки компенсирующих устройств в сетях до 1 кВ
- •Компенсация реактивной мощности в сети 6-10 кВ
- •Компенсация реактивной мощности в электрических сетях со специфическими нагрузками
- •В сетях с резкопеременной несимметричной нагрузкой
- •Компенсация реактивной мощности в сети с резкопеременными нагрузками
- •Компенсация реактивной мощности в электрической сети с несимметричными нагрузками
- •Продольная ёмкостная компенсация реактивной мощности
- •Назначение и область применения продольной компенсации
- •Повышение предела пропускной способности линий электропередачи по углу. Улучшение потока распределения в сетях
- •Снижение потери напряжения
- •Выбор числа и мощности конденсаторов при продольной компенсации
- •Ёмкость конденсаторной установки на фазу
- •Сравнение продольной и поперечной компенсации
- •Сравнение по повышению уровня напряжения
- •Сравнение по активным потерям энергии
- •Сравнение требуемой мощности конденсаторов при последовательном и параллельном их включении
- •Раздел №2. Электрические нагрузки
- •Графики электрических нагрузок промышленных предприятий
- •Классификация графиков электрических нагрузок
- •Основные определения и обозначения
- •Показатели графиков электрических нагрузок
- •Методика определения эффективного числа электроприёмников
- •1. Определение эффективного числа приёмников при трёхфазных нагрузках
- •2. Определение эффективного числа приёмников при однофазных нагрузках
- •Определение средних нагрузок
- •Определение среднеквадратичных нагрузок
- •Определение расхода электроэнергии
- •Определение расчётных и пиковых нагрузок
- •Общие положения
- •Определение расчётной нагрузки по установленной мощности и коэффициенту спроса
- •Определение расчётной нагрузки по удельной нагрузке на единицу производственной площади
- •Определение расчётной нагрузки по удельному расходу электроэнергии на единицу продукции
- •Определение расчётной нагрузки по средней мощности и коэффициенту формы
- •Определение расчётной нагрузки по статистическому методу
- •Определение расчётной нагрузки согласно «Временным руководящим указаниям по определению электрических нагрузок промышленных предприятий»
- •Общие рекомендации по выбору метода определения расчётных нагрузок
- •Определение пиковых нагрузок
- •Учёт роста нагрузок
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
23
где pн,ф - номинальная (приведённая к ПВ=100 %) мощность однофазного приёмника,
включённого на фазное напряжение;
pн,л - то же, но включённого на линейное напряжение;
pпр. - коэффициент приведения нагрузок, включенных на линейное напряжение, к
данной фазе и фазному напряжению;
n1 - число приёмников, непосредственно подключённых к наиболее загруженной
фазе;
n1' - число приёмников, приводимых к наиболее загруженной фазе. Следовательно, nэ эквивалентной трёхфазной группы совпадает с nэ наиболее
загруженной фазы и может быть определено через мощности однофазных приёмников этой фазы.
Определение средних нагрузок
При расчётах и исследовании нагрузок, а также при подсчётах расхода и потерь электроэнергии, необходимо знать среднюю мощность за наиболее загруженную смену
Pсм. , Qсм. и среднегодовую мощность Pсг. , Qсг. . Величину мощности за наиболее
загруженную смену находят при обследовании нагрузок и проверяют по удельным расходам электроэнергии, величины которых известны для большинства производств.
Активная средняя мощность за наиболее загруженную смену Pсм. группы
электроприёмников с одинаковым режимом работы определяется путём умножения суммарной номинальной мощности этой группы приёмников Pн , приведённой для
повторно-кратковременного режима работы к ПВ=100 %, на их групповой коэффициент использования Kи,а .
Pсм. Kи,а Pн . |
(3.88) |
Реактивная средняя мощность за наиболее загруженную смену Qсм. группы
электроприёмников с отстающим током и одинаковым режимом работы определяется путём умножения средней активной мощности Pсм. этой группы на коэффициент
реактивной мощности tg , соответствующий групповому коэффициенту мощности COS ,
и принимается со знаком «плюс»:
Qсм. Pсм. tg . |
(3.89) |
Реактивные нагрузки приёмников с опережающим током (СД, статические конденсаторы) принимаются со знаком «минус».
Если узел системы электроснабжения включает группы приёмников с разными режимами работы, то средняя активная мощность за наиболее загруженную смену определяется суммированием средних активных мощностей отдельных групп приёмников:
n |
|
Pсм Pсм,i . |
(3.89а) |
i 1
Если в узел электроснабжения входят группы приёмников с различными режимами работы, то средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену Qсм.
определяется алгебраическим сложением средних реактивных мощностей отдельных групп приёмников:
n |
n |
|
Qсм. Qсм,i |
( Qсм,сд,i Qсм,к ), |
(3.90) |
i 1 |
i 1 |
|
где Qсм,i - средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену i-ой группы
приёмников с отстающим током;
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
24
n - число групп приёмников с отстающим током с разными режимами работы,
входящих в данный узел;
Qсм,сд,i - средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену i-ой группы
синхронных двигателей; |
|
|
|
n1 |
- число групп синхронных двигателей с |
разными режимами |
работы, |
входящий в данный узел; |
|
|
|
Qсм,к |
- средняя реактивная мощность за наиболее |
загруженную смену |
группы |
статических конденсаторов, относящихся к данному узлу.
При ориентировочных расчётах, когда отсутствуют данные для определения Pсм. и Qсм. по формулам (3.88) и (3.89), эти величины определяют из выражений:
|
|
|
P |
|
|
Pсг. |
; |
(3.91) |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
см. |
|
Kс,э |
|
|||
|
|
|
Q |
|
Qсг. |
, |
(3.92) |
||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
см. |
|
|
Kс,э |
|
||
где Kс,э |
- |
годовой коэффициент сменности по энергоиспользованию; |
|
||||||
P |
, Q |
- |
среднегодовые активная и реактивная мощности. |
|
|||||
сг. |
сг. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Годовым коэффициентом сменности по энергоиспользованию |
Kс,э называется |
|||||||
отношение |
годового потребления Эа,г активной энергии (группой |
приёмников) к |
годовому потреблению активной энергии по средней мощности за наиболее загруженную смену:
K |
с,э |
|
|
Эа,г |
|
, |
(3.93) |
|
P |
|
Т |
|
|||||
|
|
|
г |
|
||||
|
|
|
см. |
|
|
|||
где Т г - годовой фонд рабочего времени, |
определяемый по данным технологического |
задания.
Среднегодовая мощность, потребляемая цехом или предприятием в целом, находится из соотношений:
P |
|
Эа,г |
; |
||
|
|
||||
с,г |
|
|
Тг |
||
|
|
|
|||
Q |
|
Эp,г |
, |
||
|
|||||
с,г |
|
|
Тг |
||
|
|
|
где Эр,г - годовой расход реактивной энергии.
Среднегодовая активная мощность может быть определена из выражения:
Pс,г Kи,а,г Pн ,
где Kи,а,г - среднегодовое значение коэффициента использования по
(3.94)
(3.95)
(3.96)
активной
мощности.
Величина Kи,а,г вычисляется как средневзвешенное по активной мощности значение Kи,а за наиболее загруженные смены всего года:
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
Kи,а,i Pсм.,i |
|
|
K |
и,а,г |
i 1 |
, |
(3.97) |
|
|
|||||
|
12 |
|
|
||
|
|
|
Pсм.,i |
|
|
|
|
|
i 1 |
|
|
где Pсм,i - |
средняя активная мощность за наиболее загруженную смену i-го месяца года; |
Kи,а,i - |
коэффициент использования по активной мощности i-го месяца года. |
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
25
Из выражений (3. 88), (3.91) и (3.96) следует, что существует связь между коэффициентами Kи,а , Kи,а,г и Kс,э :
Kи,а,г Kс,э Kи,а . |
(3.98) |
Так как Kс,э 1, то Kи,а,г Kи,а .
Средняя активная мощность за наиболее загруженную смену осветительных приёмников:
Pсм.,о Kс,а,о Pн,о , |
(3.99) |
где Kс,а,о - коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки. |
|
Значения Kс,а,о увеличиваются по направлению от ввода к потребителям. Для линий |
|
групповой сети Kс,а,о принимается равным единице. Для осветительных нагрузок Kс,а,о |
|
также принимается равным единице. |
|
Установленная мощность приёмников освещения Pн,о |
может определяться по |
удельной осветительной нагрузке на 1 м2 поверхности пола. |
|
Средняя полная мощность Sсм. , Sс,г и средний ток Iсм. , Iс,г |
за наиболее загруженную |
смену или за год для трёхфазной сети определяется по величинам средних мощностей за соответствующий период времени из выражений (3.16), в которые подставляются
значения Pсм. или Pс,г вместо Pср. и Qсм. или Qс.г |
|
вместо Qср. , а для постоянного тока – по |
||||||
формулам: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
|
Iсм. |
|
см. |
; |
|
||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Uн |
(3.100) |
|||
|
|
|
|
Pс.г |
|
|
||
I |
с.г |
|
. |
|
||||
|
|
|||||||
|
|
|
U |
н |
|
|||
|
|
|
|
|
|
Определение среднеквадратичных нагрузок
Определение среднеквадратичной мощности может быть произведено по выражению (3.20) или по ниже описанному способу.
Квадрат среднеквадратичной мощности одного приёмника, работающего по графику, изображённому на рис. 3.4, равен:
p2 |
|
(p |
c |
p )2 |
t ... (p |
c |
p |
)2 t |
|
(p2 |
2 |
p |
c |
p |
p2 ) t ... |
(p2 |
2 p |
c |
p |
n |
p2 ) t |
|
|
1 |
|
n |
|
c |
|
|
1 |
1 |
c |
|
|
n |
.(3.101) |
||||||||
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
||||
ck |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.4. Индивидуальный график нагрузки по активной мощности.
Из выражения (3.101) следует, что сумма удвоенных произведений средней мощности на отклонения pi равна нулю, т.е.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
26
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 pc |
pi |
0. |
|
|
|
|
|
(3.102) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Следовательно, |
при |
равных |
промежутках |
времени, |
т.е. |
|
t1 t2 ... tn |
(или |
|||||||||||||
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t t n t ), (3.101) перепишется в виде: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
n |
|
|
|
pi2 |
|
|
|
|
n |
|
|
|||||
|
|
|
( pc2 pi2 ) t |
(pc2 |
1 |
|
) n t |
|
|
pi2 |
|
|
|||||||||
|
|
|
n |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
p2 |
1 |
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
p2 |
|
1 |
|
p2 2 , |
(3.103) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
n t |
|
|
n |
||||||||||
|
|
ck |
|
n |
|
|
|
|
|
c |
|
c |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где |
|
pc2 |
- |
среднеквадратичное отклонение |
для |
графика нагрузки |
одного |
||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
приёмника; |
|
число равных интервалов, |
длительностью t , |
на которое разбит |
|||||||||||||||||
|
|
|
n |
- |
график нагрузки.
Квадрат среднеквадратичного отклонения для индивидуального графика нагрузки
равен: |
|
|
|
2 |
p2 |
p2. |
(3.104) |
|
ck |
c |
|
Аналогично для графика нагрузок группы приёмников:
|
|
n |
|
Pck2 Pc2 2 , |
где |
Pc2 ( pc )2 . |
(3.105) |
|
|
1 |
|
Квадрат среднеквадратичного отклонения для графика нагрузок группы приёмников
2 равен сумме квадратов среднеквадратичных отклонений для графиков нагрузок
каждого из приёмников, входящих в данную группу, т.е.:
|
n |
|
n |
|
|
|
|
n |
n |
|
|
|
2 |
|
2 |
|
2 |
2 |
)i |
2 |
|
2 |
, |
|
|
|
i |
(pck |
pc |
pck,i |
pc,i |
(3.106) |
||||||
|
i 1 |
|
i 1 |
|
|
|
|
i 1 |
i 1 |
|
|
|
где n – число приёмников в группе. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подставив полученные выражения для |
P2 |
и |
2 |
в уравнение среднеквадратичной |
||||||||
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
мощности для группы приёмников (3.105), получим: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
n |
|
|
n |
|
|
|
|
Pck |
|
( pc )2 |
pck2 |
pc2. |
|
|
(3.107) |
|||||
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
Из среднеквадратичной мощности подсчитывается среднеквадратичный ток:
Ick |
|
Pck2 Qck2 |
|
|
|
Pck |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
1 tg2 , |
(3.108) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
3 Uн |
3 Uн |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где tg - средний тангенс угла сдвига фаз между током и напряжением. |
|
||||||||||||
В условиях эксплуатации среднеквадратичная мощность может быть определена по |
|||||||||||||
показаниям счётчиков электроэнергии согласно выражениям: |
|
||||||||||||
|
|
|
|
Pck |
|
Kф,а Рс ; |
(3.109) |
||||||
|
Qck Kф,p |
|
Qс , |
|
|
|
(3.110) |
где величины Kф,а и Kф,р определяются с помощью формулы (3.46).
Таким образом, выражения (3.109) и (3.110), с учётом (3.46), можно переписать в
виде: