Визначення електричних навантажень

 

При проектуванні електропостачання підприємств визначають розрахункові потужності: активну P_P, реактивну Q_P та повну S_P.

На стадії попереднього проектування використовують метод питомих витрат електроенергії, згідно якого

Тут w_П – питомі витрати електричної енергії ;

M_pik – продуктивністьпідприємства за рік в одиницях продукції;

T_max – річна кількість годин використовування максимального активного навантаження.

Далі задаються значення tgφ та визначають повну S_P та реактивну Q_P потужності.

Метод коефіцієнта попиту

Його застосовують при однорідних по режиму роботи приймачів. Розрахункову активну потужність групи приймачів визначають так:

,

де – коефіцієнт попиту по активній потужності для даної групи;

– номінальні потужності приймачів.

Реактивну розрахункову потужність групи приймачів розраховують так:

,

де tgφ – коефіцієнт реактивної потужності для даної групи.

 

Задача 12.1

Визначити розрахункову активну потужність групи однорідних по режиму роботи приймачів, якщо їх номінальні потужності

3 кВт,4 кВт, 5,5 кВт, 7,5 кВт,

30 кВт, а коефіцієнт попиту = 0,6.

Розв’язання.

Розрахункова активна потужність

0,6 ( 3 + 4 + 5,5 + 7,5 + 30 ) = 30 кВт.

 

Метод упорядкованих діаграм

Це більш точний метод, його застосовують при різнорідних по режиму роботи приймачів. Він використовує значення установлених потужностей окремих електроприймачів P_{ном i}

де K_вi – коефіцієнт використовування активної потужності і-го приймача ;

K_max – коефіцієнт максимуму активної потужності, визначають за графіком або таблицею в залежності від ефективної кількості приймачів n_е та від групового коефіцієнта використовування активної потужності .

Груповий коефіцієнт використовування активної потужності та ефективна кількість приймачів n_е представлені формулами:

.

Після розрахунку активної потужності, враховуючи коефіцієнт реактивної потужності tgφ_і , визначають розрахункову реактивну потужність

,

де коефіцієнт q приймає значення

q=

При проектуванні електропостачання треба враховувати також й освітлене навантаження, яке знаходять в залежності від необхідної мінімальної освітленості

P_осв=Р_min S_п ,

де P_min – питома потужність для загального рівномірного освітлення;

S_п – площа приміщення.

Повну розрахункову потужність на шинах вторинної напруги ТП визначають так:

.

Компенсування реактивної потужності

Оскільки в повній розрахунковій потужності S_р є велика частина реактивної потужності , її необхідно компенсувати. На підприємствах здійснюють заходи по зниженню реактивної потужності шляхом раціонального використовування електрообладнання та застосуванням компенсуючих пристроїв. По узгодженню з організацією, яка постачає електроенергію, застосовують індивідуальну, групову або централізовану компенсацію. З умов балансу реактивної потужності ця організація задає підприємству реактивну потужність Q_е.

Розраховують потужність компенсуючих пристроїв так:

 

Q_k=Q_p – Q_е

і обирають їх тип, частіше це конденсаторні батареї.

 

12.3. Трансформаторні підстанції

Трансформаторну підстанцію приближають до теоретичного центру електричних навантажень. Якщо відомі потужності окремих цехів P_i та їх координати x_i, y_i ,то теоретичний центр електричних навантажень знаходять так :

, ,

де – розрахункова активна потужність всього підприємства.

Число трансформаторів n_TP на підстанції приймають в залежності від категорії електроприймачів:

 

nTP=

1 для III категорії;

2 для I та II категорії.

 

3а мірою забезпечення надійності електропостачання приймачі розподіляють на 3 категорії:

I – найбільш відповідальні, вони не допускають перерви в електропостачанні;

II – приймачі, які допускають перерву в електропостачанні на 30 хвилин, іноді до 1 години;

III – усі інші приймачі.

Потужність трансформаторів на підстанції

Для електроприймачів II категорії потужність одного трансформатора визначають так:

S_ТР= (0,7...0, 9) S_ТП ,

де – потужність трансформаторної підстанції;

K_P.M= (0,85...0,95) – коефіцієнт різночасності максимумів навантаження.

 

12.4. Розподіл електричної енергії

По території підприємства електричну енергію розподіляють за допомогою кабелів, які можуть бути полонені у траншеях, бетонних блоках або у тунелях.

Переріз проводів та жил кабелів вибирають за умовами допущенного нагріву по розрахунковому струму. Потім переріз перевіряють на допустимі втрати напруги ΔU ≤ 0,05 U_ном .

 

Задача 12.2

Визначити розрахунковий струм для окремо стоящого трифазного асинхронного двигуна з технічними данними: 55кВт, 380 В, 0,91,

Розв’язання

Розрахунковий струм окремого трифазного асинхронного двигуна визначають по його номінальному струму

А.

 

13. Експлуатація та техніка безпеки в електроустановках

При організації експлуатації електрообладнання вирішують дві основні задачі. Перша задача (безперервна і надійна робота електрообладнання). Вона пов’язана з проведенням планово-попереджувального ремонту, який містить: технічне обслуговування, постійний та капітальний ремонти.

 

Технічне обслуговування. Його проводять в процесі роботи обладнання (перегляд і незначний ремонт, підтягнення кріплень, регулювання, протирання й чищення, тощо). Тривалість міжремонтного періоду складає до одного місяця.

Постійний ремонт. Його проводять з обов’язковою зупинкою обладнання (заміна малих вузлів, підшипників, перевірка лобових частин обмоток електричних машин, тощо). Роботу проводять з оформленням приймально-здавального акту. Тривалість міжремонтного періоду складає до одного року.

Капітальний ремонт. Це ремонт, при якому повністю відновляють технічно-екологічні дані обладнання (заміна й модернізація окремих вузлів і деталей). Тривалість міжремонтного періоду складає декілька років.

При вирішуванні другої задачі (ефективне використання економії енергії) особливу увагу приділяють економії електроенергії. Для цього необхідно:

– покращити якість ремонту енергообладнання;

– своєчасно проводити планово-попереджувальні ремонти;

– перевіряти правильність роботи передавального механізму (центрівка, заміна масла, необхідне число клинових ременів, їх натяг);

– покращувати умови охолодження електричних машин;

– не допускати роботу машин вхолосту;

– не допускати пуску машин без зняття навантаження;

– заміняти машини, що мало навантажені, машинами менш потужними тощо.

При експлуатації електрообладнання особливу увагу приділяють техніці безпеки.

Техніка безпеки в електроустановках

Дія електричного струму на організм людини. Електричний струм в організмі людини викликає теплову, хімічну та біологічну дію. Міра поразки людини залежить від струму, його шляху та тривалості. Струм у внутрішніх органах людини більш 0,05 А приводить до смерті , тому небезпечна напруга U_небез 0,05R_л , де R_л – опір людини.

Шкіра має опір 2 МОм , внутрішні органи –700 Ом. Небезпечний струм крізь мозок , серце та дихальні шляхи. Опір шкіри з ростом тривалості струму крізь людину швидко зменшується.

Найбільш поширені такі випадки електротравм:

– небезпечна ситуація при порушенні прихованій мережі;

– відкрита конструкція кімнатної розетки;

– користування зіпсованими побутовими електроприладами;

– пошкодження ізоляції.

Перша допомога потерпілим від дії струму повинна бути організована негайно, для цього необхідно:

– відключити напругу ;

– покласти потерпілого, визвати лікаря;

– при непритомному стані давати нюхати нашатирний спирт, оббризкати водою;

– при судорожному диханні або при відсутності у потерпілого ознаки життя проводити штучне дихання;

– при переломах накласти шинну пов`язку.

Захисні заходи в електроустановках. Щоб запобігти можливим нещасним випадкам, застосовують заземлення та занулення. Треба заземлити: корпуса електричних машин, апаратів тощо; вторинні обмотки вимірювальних трансформаторів; каркаси розподільчих щитів; металеві труби електромереж та інші конструкції.

В електроустановках з ізольованою нейтралі виконують захисне заземлення та передбачають швидке відключення замикань на землю. В електроустановках до 1000 В з глухо заземленою нейтраллю застосовують занулення. Опір заземлюючого пристрою при U_л =380 В повинен бути не більш 4 0м. Місце приєднання провідників для заземлення або занулення повинно бути доступним для огляду.

Застосовують також захисне відключення. Є різні системи такого відключення. Вони забезпечують автоматичне відключення електроустановок при замиканні на корпус. Час відключення в таких системах 2с. Є системи, які реагують на напругу корпусу відносно землі, на струм замикання на землю, на напругу фази відносно землі та інші.

Ще застосовують захист робітників від доторкання до частин, які перебувають під напругою. Для цього використовують ізольовані проводи, апарати закривають кожухами, огороджують бар’єрами; блокировку в трансформаторних підстанціях й розподільчих пристроях; фарбування проводів та шин розподільчих пунктів; таблички застереження, заборони, дозволу.