Электрические нагрузки сельскохозяйственных потребителей: Предмет и цели изучения материала модуля № 1

Модуль 1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Предмет и цели изучения материала модуля 1

1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

1.1. Графики электрических нагрузок

Рис. 1.1. Построение годового упорядоченного графика нагрузок коммунально-бытовых

1.2.1 Определение электрических нагрузок с помощью коэффициента одновременности

1.2.2 Расчет нагрузок сельскохозяйственных объектов по вероятностным характеристикам

Пример 1.1

Пример 1.2

Пример 1.3

Пример 1.4

Исходные данные к примеру 1.4

Вопросы для самопроверки к модулю 1

Предмет и цели изучения материала модуля 1

Предметом изучения являются электрические нагрузки. Основой рационального решения комплекса вопросов, связанных с проектированием и эксплуатацией электрических сетей всех классов напряжений, является количественная информация об электрических нагрузках. Определение электрических нагрузок является первым этапом проектирования системы электроснабжения.

По величине электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование системы электроснабжения, определяют потери мощности и электроэнергии. От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты на систему электроснабжения, эксплуатационные расходы, надежность работы электрооборудования.

Знание способов расчета электрических нагрузок совершенно необходимо как при проектировании системы электроснабжения, так и при эксплуатации действующих электрических сетей, так как часто появляются новые потребители, желающие получить разрешение на подключение к действующим электрическим сетям. Методы расчета электрических нагрузок для промышленных и сельских сетей имеют свои особенности, которые также необходимо знать инженеру – электрику.

После изучения этого модуля вы будете знать:

-понятие «графики электрических нагрузок», их характеристики.

 уметь:

-выполнять расчеты электрических нагрузок на участке сети, шинах трансформаторной подстанции различными методами и способами;

-строить графики электрических нагрузок суточные и годовые;

-определять потребленную (переданную по сети) электроэнергию за определенный период времени.

1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

Электрической нагрузкой в соответствии с ГОСТ 19431-84 называется мощность, потребляемая электроустановкой в установленный момент времени. При применении переменного тока полная мощность складывается из активных и реактивных составляющих, поэтому различают полную, активную и реактивную нагрузки. Часто понятие нагрузки распространяется также на электрический ток (токовая нагрузка), а иногда и на электрическое сопротивление (например, в виде сопротивления задается допустимая нагрузка вторичных цепей трансформаторов тока).

Нагрузка линий задаётся в следующем виде: активной мощностьюР, реактивной мощностьюQ, полной мощностью S или током I.

Для характеристик потребляемой мощности пользуются следующими понятиями:

1. Номинальная активная мощность приёмника электроэнергии – это мощность, указанная на заводской табличке или в паспорте приёмника электроэнергии (для источника света – на колбе или цоколе), при которой приёмник электроэнергии должен работать. Номинальная мощность светильников с лампами накаливания совпадает с потребляемой мощностью, а светильников с разрядными лампами с мощностью только ламп (без учёта потерь мощности в пускорегулирующих устройствах). Номинальная мощность электродвигателя – это мощность на валу при номинальной продолжительности включения.

2. Под номинальной реактивной мощностью приёмника электроэнергии понимают реактивную мощность, потребляемую им из сети (знак плюс) или отдаваемую в сеть (знак минус) при номинальной активной мощности и номинальном напряжении.

3. Установленная мощность – это сумма номинальных мощностей однородных электроприёмников.

4. Присоединённая мощность – это мощность, которую потребляет из сети потребитель при полной его нагрузке. Присоединённая мощность равна установленной для всех электроприёмников, кроме электродвигателей. Для электродвигателей присоединенная мощность зависит от коэффициента загрузки рабочей машины, коэффициента полезного действия и коэффициента мощности.

5. Средняя активная мощность группы электроприем-ников

,

(1.1)

гдеW– расход электроэнергии за рассматриваемый отрезок времени t.

Чаще всего необходимо знать среднюю мощность за смену Р_ср.см и за год Р_ср.г

;	(1.2)
.	(1.3)

6. Коэффициент использования активной мощности одного (К_иа) или группы (К_иа) электроприемников представляет собой отношение средней активной мощности отдельного приемника или группы приемников за наиболее загруженную смену к номинальной мощности

;	(1.4)
.	(1.5)

Пропускную способность системы электроснабжения и номинальную мощность источников электроэнергии выбирают по максимальному или определённому по некоторому среднему за определённый промежуток времени значению нагрузки, которое называется расчетной нагрузкой.

Расчетные активная Р_р, реактивная Q_р и полнаяS_р мощности определяются по выражениям, известным из курса ТОЭ

;	(1.6)
Qp = Pp·tgφp;	(1.7)
.	(1.8)

Из-за сложности определения расчетных cosφ_p и tgφ_p допускается их принимать равным средним значениям: cosφ_p = cosφ_ср, tgφ_p = tgφ_ср.

1.1. Графики электрических нагрузок

Электрическая нагрузка – величина непрерывно изменяющаяся: одни потребители включаются, другие отключаются, изменяется мощность, потребляемая электродвигателями из сети, растёт уровень электрификации быта. Изменения нагрузки во времени принято изображать в виде графика нагрузки.

График нагрузки – это зависимость активной, реактивной или полной мощности от времени. Графики нагрузки строят суточные (изменение нагрузки от 0 до 24 часов) и годовые (от 0 до 8760 часов).

Суточные графики строятся на действующих объектах по показаниям счетчиков активной и реактивной энергии, производимым каждый час. Графики дают среднее значение нагрузок в течение часа и должны строиться ступенями (рис. 1.1, а, б).

Для суточного графика характерны следующие величины:

- максимум активной нагрузки Р_м;

- максимум реактивной нагрузкиQ_м;

- коэффициент мощности максимума tgφ = Q_м/Р_м;

- суточный расход активной энергии W_сут;

- суточный расход реактивной энергии V_сут;

- коэффициент заполнения суточного графика активной энергии

.

(1.9)

Значениями мощности Р_MIN, Р_ср и Р_мах (см. рис. 1.1, а) суточный график нагрузки делится на три характерные части: базисную (0 < Р ≤ Р_MIN), полупиковую (Р_MIN < Р ≤ Р_ср), пиковую (Р_ср< Р ≤ Р_мах).

Годовые графики строятся для упрощения анализа, в виде упорядоченной диаграммы по убывающим ординатам активной и реактивной нагрузок в течение года. Поэтому эти графики называют графиком продолжительности нагрузок. Приближенно годовой график можно построить по двум характерным суточным графикам: один – за летний день (июнь), а другой – за зимний день (декабрь), как показано на рис. 1.1,а,б. При этом условно можно принять, что продолжительность зимнего периода для сельских потребителей равна 200 суток, а летнего – 165 суток. Построение годового графика начинают с максимума и выполняют в порядке постепенного снижения мощностей, для чего через оба суточных графика проводят ряд горизонтальных линий, расстояние между которыми выбирают с желаемой точностью построения. На горизонтальных линиях, на годовом графике откладывают времена, определяемые из выражения: