Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике   ElectricalSchool.info - большой образовательный проект на тему электричества и его использования. С помощью нашего сайта вы не только поймете, но и полюбите электротехнику и электронику!
Электрические и магнитные явления в природе, науке и технике. Современная электроэнергетика, устройство электрических приборов, аппаратов и установок, промышленное электрооборудование и системы электроснабжения, электрический привод, технологии автоматизации и многое другое.
Чтобы не тратить каждый раз свое время на поиски добавляйте наш сайт в закладки и подписывайтесь на наши странички в соцсетях!
 


 

 Школа для электрика / База знаний / Электроснабжение / Факторы, влияющие на величину и график результирующей нагрузки от группы электроприемников


 

Факторы, влияющие на величину и график результирующей нагрузки от группы электроприемников



Результирующая нагрузка любого элемента электрической установки (линии, трансформатора, генератора), как правило, не равна сумме номинальных мощностей присоединенных электроприемников и не является величиной постоянной. Большей частью нагрузка непрерывно изменяется во времени от некоторого максимума до минимума в зависимости от режима нагрузки каждого из присоединенных электроириемников и степени совпадения их периодов включения.

В зависимости от технологического режима график нагрузки каждого электроприемника, даже в пределах одного цикла работы, непрерывно изменяется. Пики нагрузок различны по величине и длительности. Они сменяются провалами, а в периоды торможения двигатели в некоторых случаях из потребителей электроэнергии превращаются в генераторы, отдавая энергию торможения в сеть.

Поэтому даже если бы все электроприемники были бы одновременно включены и работали бы с полной нагрузкой, то и тогда результирующая нагрузка, как правило, не могла бы быть постоянной величиной и равной сумме номинальных мощностей всех присоединенных электроприемииков. Но, кроме того, имеется еще ряд других факторов, обусловливающих переменный характер результирующей нагрузки и ее дальнейшее снижение.

Электроприемники в цеху предприятия

Номинальная или установленная мощность электроприемника это мощность, обозначенная заводом-изготовителем на его паспорте, т. е. мощность, на которую электроприемник рассчитан и которую он может развивать или потреблять длительно в определенных условиях среды при номинальном напряжении и том режиме работы, для которого он предназначен.

Для электродвигателей номинальная мощность выражается в киловаттах, развиваемых на валу. Фактически потребляемая из сети мощность больше на величину потерь. Для других электроприемников номинальная мощность выражается в киловаттах или в киловольт-амперах, потребляемых из сети (смотрите - Почему мощность трансформатора измеряют в кВа, а двигателя в кВт).

Во избежание ошибок необходимо при обследовании действующих установок с целью выявления расчетных коэффициентов, а также при проектировании новых установок суммировать номинальные мощности электроприемников, выраженные в одинаковых единицах измерения. Условлено выражать их в номинальных киловаттах длительного режима работы.

При этом: для электродвигателей суммируют номинальные мощности, а не мощности, потребляемые ими из сети; иначе говоря, к. п. д. .электродвигателей пренебрегают, так как это не может существенно сказаться на результатах ввиду малой разницы величин и потому, что расчетные коэффициенты выявляются на действующих установках с таким же допущением; номинальные мощности электроприемников длительного режима работы, выраженные в киловольт-амперах, пересчитывают в киловатты по паспортным данным при номинальном коэффициенте мощности.

Хотя типоразмеры технологических машин и аппаратов, стандартизированы, но даже для крупносерийных производств и автоматических линий с неизменным технологическим процессом нет возможности подобрать машины, в точности соответствующие по номинальной производительности для данной технологической установки.

Тем более нет возможности это сделать в установках с переменным технологическим процессом, для которых машины заведомо подбираются технологами с учетом требуемого, хотя и редкого, максимума и«х производительности в отдельные периоды производства.

В таких установках машины загружены лишь частично, а иногда они вовсе простаивают. Электродвигатели по необходимости рассчитываются заводом — поставщиком машины по ее номинальной производительности и выбираются из стандартного ряда номинальных мощностей двигателей с некоторым запасом. Поэтому даже при работе машины с полной производительностью ее электродвигатель редко имеет нагрузку, равную номинальной.

Когда же машина используется в данной технологической установке не на номинальную свою производительность, ее электродвигатель часто работает со значительной недогрузкой.

Заменить такой недогруженный электродвигатель эксплуатационный персонал большей частью не имеет возможности, так как, во-первых, не исключена такая перестройка технологического процесса, при которой машина окажется загруженной полностью, и, во-вторых, современные машины поставляются комплектно со специально припасованными к ним двигателями и пускорегулирующей аппаратурой (встроенными, фланцевыми, с общим валом, специальными передачами, регулирующими устройствами и т. п.), для замены которых потребовался бы чересчур большой парк резервных двигателей и аппаратуры разной мощности.

Станки

Каждый механизм неизбежно имеет периоды простоя для разгрузки, загрузки, заправки, смены инструмента и обрабатываемых изделий и для чистки. Кроме того, он останавливается на планово-предупредительный и капитальный ремонты.

В установках с большим числом механизмов, в которых технологические взаимосвязи между механизмами явно не выражены, т. е. там, где нет непрерывного потока обрабатываемых материалов или изделий от механизма к механизму и поэтому механизмы практически работают независимо друг от друга, такие остановки осуществляются поочередно, во время работы остальных механизмов и это заметно влияет на характер и величину результирующей нагрузки.

Кроме электродвигателей главных приводов, имеется большое количество двигателей для вспомогательных устройств, механизирующих вспомогательные операции: для поворота деталей машины при ее наладке, для ее разгрузки и загрузки, для уборки отходов, поворота вентилей, переброски шиберов и т. п.

Основное назначение этих двигателей и других подобных электроприемников (например, магнитов, нагревателей и т. п.) таково, что они не могут быть включены и работать, когда работает электродвигатель главного привода. Это тоже существенно влияет на величину и характер результирующей нагрузки.

По совокупности этих причин, даже в установке, работающей ритмично с полной производительностью и механизмами, хорошо подобранными по своей производительности, результирующая нагрузка большей частью непрерывно изменяется в пределах, составляющих лишь небольшую долю суммы номинальных мощностей всех присоединенных электроприемников.

Величина этой доли зависит не только от характера производства (от технологического процесса), организации эксплуатации и режимов работы отдельных механизмов, но и, разумеется, от числа присоединенных электроприемников. Чем больше число независимо друг от друга работающих электроприемников, тем меньшую долю суммы их номинальных мощностей составляет результирующая нагрузка.

В некоторых случаях, даже в установках, работающих вполне ритмично с полной производительностью, результирующая нагрузка может составлять не более 15—20% суммы номинальных мощностей присоединенных электроприемников и это отнюдь не может служить показателем плохого использования технологических машин и электрооборудования.

Электрооборудование на промышленном предприятии

Из сказанного очевидно, что правильное определение расчетных нагрузок имеет первостепенное, исключительно важное значение. От этого зависят, с одной стороны, возможность надежной, бесперебойной работы проектируемой технологической установки с ее полной производственной мощностью и максимальной производительностью, а с другой стороны, размеры капитальных затрат, расход весьма ценных материалов и оборудования на сооружение электротехнической части установки и экономичность ее работы.

Строго говоря, все искусство инженера-электрика, изобретающего наиболее надежные и притом простые в эксплуатации экономичные способы электроснабжения проектируемой установки, все схемные решения, расчеты по выбору проводников, аппаратов, оборудования, преобразователей и трансформаторов, все это может быть сведено к нулю фактом неправильно определенных расчетных нагрузок, служащих основанием для всех последующих расчетов и решений.

При проектировании новых установок во многих случаях целесообразно и даже необходимо заранее предусматривать запас в пропускной способности генераторов, трансформаторов, аппаратов и проводников, учитывающий ожидаемое расширение установки. На этом основании иногда встречаются утверждения, что нет особой необходимости стремиться к более или менее точному определению расчетных нагрузок, так как запас в них никогда не повредит.

Такие утверждения неверны. При отсутствии правильных расчетов никогда нельзя быть уверенным в том, что расчетная нагрузка не будет занижена и спроектированная электроустановка сможет удовлетворить потребности предприятия. Нельзя быть уверенным также и в том, что запасы не окажутся чрезмерными.

Кроме того, скрытые в неправильных расчетах запасы никогда не могут быть учтены. В необходимых случаях к скрытым запасам все равно добавят явно необходимый запас.

В итоге таких расчетов общий запас всегда будет чрезмерным, капитальные затраты необоснованно завышенными и установка будет работать неэкономично. Поэтому расчетные нагрузки всегда должны подсчитываться с возможной тщательностью, а необходимые запасы должны добавляться к ним только сознательно и обоснованно, а не путем применения случайных расчетных коэффициентов, создающих скрытые запасы.