Расчетная мощность системы электроснабжения

Содержание

Методы расчета электрических нагрузок: формулы, коэффициенты, таблицы данных

Расчетная мощность системы электроснабжения

Теория расчета электрических нагрузок, основы которой сформировалась в 1930е 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 отдельным электроприемникам и их группам.

Эта теория сохраняет значение при расчете режимов работы небольшого числа электроприемников с известными данными, при сложении ограниченного числа графиков, при расчетах для 2УР.

В 1980—1990е гг. теория расчета электрических нагрузок все в большей степени придерживается неформализованных методов, в частности, комплексного метода расчета электрических нагрузок, элементы которого вошли в «Указания по расчету электрических нагрузок систем электроснабжения» (РТМ 36.18.32.0289).

Вероятно, работа с информационными базами данных по электрическим и Технологическим показателям, кластеранализ и теория распознавания образов, построение вероятностных и ценологических распределений для экспертной и профессиональнологической оценки могут решить окончательно проблему расчета электрических нагрузок на всех уровнях системы электроснабжения и на всех стадиях принятия технического или инвестиционного решения.

Формализация расчета электрических нагрузок развивалась все годы в нескольких направлениях и привела к следующим методам:

  1. эмпирический (метод коэффициента спроса, двухчленных эмпирических выражений, удельного расхода электроэнергии и удельных плотностей нагрузки, технологического графика);
  2. упорядоченных диаграмм, трансформировавшийся в расчет по коэффициенту расчетной активной мощности;
  3. собственно статистический;
  4. вероятностного моделирования графиков нагрузки.

Метод коэффициента спроса

Метод коэффициента спроса наиболее прост, широко распространен, с него начался расчет нагрузок. Он заключается в использовании выражения (2.20): по известной (задаваемой) величине Ру и табличным значениям, приводимым в справочной литературе (примеры см. в табл. 2.1):

Величина Кс принимается одинаковой для электроприемников одной группы (работающих в одном режиме) независимо от числа и мощности отдельных приемников. Физический смысл — это доля суммы номинальных мощностей электроприемников, статистическиотражающая максимальный практически ожидаемый и встречающийся режим одновременной работы и загрузки некоторого неопределенного сочетания (реализации) установленных приемников.

Приводимые справочные данные по Кс и Кп соответствуют максимальному значению, а не математическому ожиданию. Суммирование максимальных значений, а не средних неизбежно завышает нагрузку. Если рассматривать любую группу ЭП современного электрического хозяйства (а не 1930— 1960х гг.), то становится очевидной условность понятия «однородная группа». Различия в значении коэффициента — 1:10 (до 1:100 и выше) — неизбежны и объясняются ценологически ми свойствами электрического хозяйства.

В табл. 2.2 приведены значения ЛГС, характеризующие насосы как группу. При углублении исследований KQ4 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. 1.2 и 1.3.

Это позволит создать личный информационный банк и обеспечить точность расчетов.

Метод удельного расхода электроэнергии применим для участков (установок) 2УР (второый, третий… Уровень Энергосистемы), отделений ЗУР и цехов 4УР, где технологическая продукция однородная и количественно меняется мало (увеличение выпуска снижает, как правило, удельные расходы электроэнергии Ауй).

Метод «максимальная мощность»

В реальных условиях продолжительная работа потребителя не означает постоянство нагрузки в точке ее присоединения на более высоком уровне системы электроснабжения.

Как статистическая величина Луд, определяемая для какогото ранее выделенного объекта по электропотреблению А и объему Л/, есть некоторое усреднение на известном, чаще месячном или годовом, интервале. Поэтому применение формулы (2.30) дает не максимальную, а среднюю нагрузку. Для выбора трансформаторов ЗУР можно принять Рср = Рмах.

В общем случае, особенно для 4УР (цеха), необходимо учитывать Кмах в качестве Т принимать действительное годовое (суточное) число часов работы производства с максимумом использования активной мощности.

Метод удельных плотностей нагрузок

Метод удельных плотностей нагрузок близок к предыдущему. Задается удельная мощность (плотность нагрузки) у и определяется площадь здания сооружения или участка, отделения, цеха (например, для машиностроительных и металлообрабатывающих цехов у = 0,12…0,25 кВт/м2; для кислородноконвертерных цехов у = = 0,16…0,32 кВт/м2). Нагрузка, превышающая 0,4 кВт/м2, возможна для некоторых участков, в частности, для тех, где имеются единичные электроприемники единичной мощности 1,0…30,0 МВт.

Метод технологического графика опирается на график работы агрегата, линии или группы машин. Например, график работы дуговой сталеплавильной печи конкретизируется: указывается время расплавления (27…50 мин), время окисления (20…80 мин), число плавок, технологическая увязка с работой других сталеплавильных агрегатов. График позволяет определить общий расход электроэнергии за плавку, среднюю за цикл (с учетом времени до начала следующей плавки), и максимальную нагрузку для расчета питающей сети.

Метод упорядоченных диаграмм

Метод упорядоченных диаграмм, директивно применявшийся в 1960 — 1970е гг. для всех уровней системы электроснабжения и навсех стадиях проектирования, в 1980— 1990е гг. трансформировался в расчет нагрузок по коэффициенту расчетной активной мощности.

При наличии данных о числе электроприемников, их мощности, режимах работы его рекомендуют применять для расчета элементов системы электроснабжения 2УР, ЗУР (провод, кабель, шинопровод, низковольтная аппаратура), питающих силовую нагрузку напряжением до 1 кВ (упрощенно для эффективного числа приемников всего цеха, т.е. для сети напряжением 6 — 10 кВ 4УР).

Различие метода упорядоченных диаграмм и расчета по коэффициенту расчетной активной мощности заключается в замене коэффициента максимума ,всегда понимаемого однозначно как отношение Рмах/Рср (2.16), коэффициентом расчетной активной мощности Ар. Порядок расчета для элемента узла следующий:

• составляется перечень (число) силовых электроприемников с указанием их номинальной PHOMi (установленной) мощности;

• определяется рабочая смена с наибольшим потреблением электроэнергии и согласовываются (с технологами и энергосистемой) характерные сутки;

• описываются особенности технологического процесса, влияющие на электропотребление, выделяются электроприемники с высокой неравномерностью нагрузки (они считаются подругому — по максимуму эффективной нагрузки);

• исключаются из расчета (перечня) электроприемники: а) малой мощности; б) резервные по условиям расчета электрических нагрузок; в) включаемые эпизодически;

• определяются группы т электроприемников, имеющих одинаковый тип (режим) работы;

• из этих групп выделяютсяуе подгруппы , имеющие одинаковую величину индивидуального коэффициента использования а:и/;

• выделяются электроприемники одинакового режима работы и определяется их средняя мощность;

• вычисляется средняя реактивная нагрузка;

• находится групповой коэффициент использования Кн активноймощности;

• рассчитывается эффективное число электроприемников в груп пе из п электроприемников:

где эффективное (приведенное) число электроприемников — это такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое дает то же значение расчетного максимума Р, что и группа электроприемников, различных по мощности и режиму работы.

При числе электроприемнйков в группе четыре и более допускается принимать пэ равным п (действительному числу электроприемников) при условии, что отношение номинальной мощности наибольшего электроприемника Pmutm к номинальной мощности меньшего электроприемника Дом mm меньше трех. При определении значения п допускается исключать мелкие электроприемники, суммарная мощность которых не превышает 5 % от номинальной мощности всей группы;

• по справочным данным и постоянной времени нагрева Т0 принимается величина расчетного коэффициента Кр;

• определяется расчетный максимум нагрузки:

Электрические нагрузки отдельных узлов системы электроснабжения в сетях напряжением выше 1 кВ (находящиеся на 4УР, 5УР) рекомендовалось определять аналогично с включением потерь в трансформаторах.

Результаты расчетов сводят в таблицу. Этим исчерпывается расчет нагрузок по коэффициенту расчетной активной мощности.

Расчетная максимальная нагрузка группы электроприемников Ртах может быть найдена упрощенно:

где Рном — групповая номинальная мощность (сумма номинальных мощностей, за исключением резервных по расчету электрических нагрузок); Рср.см ~ средняя активная мощность за наиболее загруженную смену.

Расчет по формуле (2.32) громоздок, труден для понимания и применения, а главное, он нередко дает двукратную (и более) ошибку.

Негауссову случайность, неопределенность и неполноту исходной информации метод преодолевает допущениями: электроприемники одного названия имеют одинаковые коэффициенты, исключаются 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. Расчетный коэффициент максимума Ктах активной мощности принимается стремящимся к единице при увеличении числа электроприемников (фактически это не так — статистика этого не подтверждает. Для отделения, где двигателей 300… 1000 шт., и цеха, где их до 6000 шт., коэффициент может составлять 1,2… 1,4). Внедрение рыночных отношений, ведущих к автоматизации, разнообразию выпуска продукции, перемещает электроприемники из группы в группу.

Статистическое определение ЯСр.см 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 административнотерриториальную структуру). Ограничения со стороны энергосистемы ведут к режимам, когда максимум нагрузки Ртгх встречается в одной смене, в то время как расход электроэнергии больше в другой смене.

При определении Рр нужно отказаться от Рср.см исключив промежуточные расчеты.

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.

Читайте также  Как рассчитать мощность насоса для теплого пола

Статистические методы расчета электрических нагрузок устойчиво отстаиваются рядом специалистов. Методом 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 A3 — от 0,05 до 0,85.

Задача нахождения максимума функции Рр на некотором интервале времени 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.

{xtypo_quote}Метод использует две интегральные характеристики: генеральную среднюю нагрузку PQp и генеральное среднее квадратичное отклонение , где дисперсия DP берется для того же интервала осреднения. {/xtypo_quote}

Максимум нагрузки определяется следующим образом:

Значение р принимается различным. В теории вероятности часто используется правило трех сигм: Ртах = Рср ± За, что при нормальном распределении соответствует предельной вероятности 0,9973. Вероятности превышения нагрузки на 0,5 % соответствует р = 2,5; для р = 1,65 обеспечивается 5%я вероятность ошибки.

Статистический метод является надежным методом изучения нагрузок действующего промышленного предприятия, обеспечивающим относительно верное значение заявляемого промышленным предприятием максимума нагрузки Pi(miiX) 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 (формула (2.10)), взаимно корреляционную 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.

Источник: https://pue8.ru/sistemy-elektrosnabzheniya/44-metody-rascheta-elektricheskih-nagruzok.html

Проект электроснабжения: какую расчетную мощность указать в ТУ?

Проектирование электросети офиса, нового производства, любого жилого и нежилого объекта подразумевает подачу заявки в электроснабжающую организацию. Заказчику полезно заранее знать, сколько средств закладывать на электричество и чем грозит ошибка в расчетах. Мы подготовили памятку о том, как работает калькулятор ТУ на электроснабжение.

Зачем нужны технические условия?

Есть некий объект, есть потребность подключить его к электросети. Источники электроэнергии могут быть как централизованными, так и децентрализованными. В любом случае подсоединение к ресурсам должно отвечать стандартизированным параметрам. Их совокупность определяет технические условия (ТУ), необходимые для организации энергоснабжения.

Технические условия (ТУ) на электроснабжение – это специальный документ, который устанавливает технические требования к объекту электроснабжения и выдается соответствующими государственными органами по запросу собственника.

В теории ничего сложного в составлении документа нет. Для начала знакомимся с ГОСТом. Кроме общих характеристик (требования безопасности, методы контроля, указания по эксплуатации), ТУ на электроснабжение содержит ряд специальных требований:

  1. Технические условия необходимы, когда требуется изменить (как правило, увеличить) заявленную мощность объекта, и при подключении этого объекта к электросети.
  2. Для разных типов объектов (гараж, магазин, склад, офис в жилом и нежилом помещении) требования отличаются. Несколько иными они также будут для реконструкции инженерных сетей.
  3. Перед подачей заявки в энергоснабжающую компанию необходимо четко представлять, сколько электричества требуется. Ошибка в меньшую сторону грозит регулярными сбоями. За все лишние киловатты придется платить.

Карта ночной земли

Как рассчитывается мощность электропотребления

В самой заявке необходимо будет указать следующие сведения:

  • целевое назначение объекта
  • фактическое местонахождение и юридический адрес
  • время ввода объекта в эксплуатацию
  • расчет прогнозируемой мощности

На последнем пункте остановимся подробнее, именно здесь появляются сложности. Речь идет о наиболее активной электрической мощности, позволяющей всему производственному и бытовому оборудованию работать в штатном режиме без перегрузок. В этом пункте прописывается одна из трех категорий надежности электроснабжения. Важно рассчитать этот показатель как можно точнее.

На начальном этапе важной задачей является выведение величины расчетной мощности. То есть ожидаемой мощности на соответствующем уровне электроснабжения. Исходя из него, подбирается электрооборудование.

При определении расчетной мощности учитывается несколько факторов. Например, сезонность нагрузки на электросеть и целесообразность поддержания максимального уровня мощности.

Расчетная (максимальная) мощность выводится как установленная мощность, умноженная на коэффициент спроса. Исходный показатель складывается из мощностей всех приборов и оборудования, которые будут эксплуатироваться на объекте. Учитывается все, начиная от количества лампочек, компьютеров, принтеров, кондиционеров до производственных установок, нужна ли в офисе или цехе тепловая завеса и так далее.

Прикинуть общую сумму не составляет труда. В открытых источниках есть данные о потреблении электричества типовым оборудованием.

Что такое коэффициент использования (коэффициент спроса)? Его значение определяет степень потребности объекта в полной мощности. Проще говоря, оборудование не будет круглые сутки работать с полной отдачей. Диапазон коэффициентов представлен в специальных таблицах (или в DDECAD), разработанных на основании статистических данных. Например, коэффициент спроса на рабочее освещение конференц-зала или спортзала составляет 1, тогда как у кинотеатра он может быть 0,5, для стандартного офиса – 0,7-0,75.

Помноженный на установленную мощность, коэффициент спроса дает искомое значение величины расчетной мощности.

Как избежать лишних затрат

По большей части, расчет мощности для технических условий – арифметическая задача. Помимо этого, необходимо обратить внимание на тип источников электроэнергии, точки присоединения, проверить показатели кабелей, трансформаторов, выключателей, предохранителей, счетчиков и так далее, уточнить требования поставщика электроэнергии. Но это уже задачи проектировщиков.

Услуги по определению величины расчетной мощности, составлению ТУ оказывает множество специализированных организаций. Проводятся замеры, готовится документация, оформляется заявка. Собственнику важно уметь расшифровать то, что прописано в бумагах. За все просчеты, ошибки придется платить из своего кармана.

Полезно предварительно определить максимальную мощность самостоятельно. Корректный расчет позволит избежать риска перегрузки сети, вплоть до выхода из строя оборудования. Поставщику электроэнергии собственник будет должен по факту указанной в ТУ потребности. Брать мощность с запасом имеет смысл, если в перспективе вероятно подключение дополнительного оборудования. За все излишки придется платить и закладывать эти деньги в бюджет.

Другой принципиальный момент: точность расчета важна, если, к примеру, офис планируется разместить в жилом здании, где выделяемая поставщиком мощность изначально ограничена.

Для того, чтобы минимизировать риски и избежать излишних денежных трат, нужно тщательно подходить к расчету электрических нагрузок. Для этого есть ряд инструментов, облегчающих жизнь неспециалистам.

Во-первых, помощь владельцу бизнеса могут оказать информационные ресурсы, где на конкретных примерах, с указанием формул и приведением статистических таблиц, демонстрируются варианты и способы расчета электрических нагрузок для разных объектов.

Во-вторых, рассчитать мощности в каждом конкретном случае поможет специализированный софт, программные модули, широко представленные на рынке современных IT-услуг.

Материал оказался полезным? Поделитесь с друзьями:

Источник: http://geoline-tech.com/proektirovaniye-elektroseti/

Установленная мощность

> Теория > Установленная мощность

Для энергоблоков электростанций, как и для всех других электроустановок и аппаратов, применяются различные условия работы. Суммарная максимальная мощность, при которой несколько установок (или одна) могут работать постоянно, – это установленная мощность. Показатель применяется и для потребления, и для выработки электроэнергии.

Тепловая электростанция

Понятие об установленной и расчетной мощности

Установленная мощность соответствует номинальным величинам и является фиксированным техническим показателем установки или системы. Для предприятий ее можно регулировать, например, снятием с эксплуатации части электроустановок. Данная величина применяется для характеристики:

  • отдельного предприятия и здания;
  • отраслевой группы;
  • географической области и всей страны.

Под значением установленной мощности понимается активный мощностной показатель или полный.

Одним из основополагающих факторов во время проектирования электрической установки является расчет мощности, необходимой для долговременной и бесперебойной ее работы. Когда определяют, что такое расчетная мощность, имеют в виду именно эту величину.

Значения установленной и расчетной мощности связаны между собой при выполнении различных проектных работ. Величина расчетной мощности обычно определяется на основе установленной мощности (т.е. суммы номинальных мощностей потребителей электроэнергии, имеющихся в рассматриваемой части электроустановки) после принятия определенных коэффициентов для одновременного включения этих нагрузок.

Пиковая мощность – это самая высокая средняя загрузка, измеренная или рассчитанная за определенный промежуток времени (например, в течение дня, недели, месяца, года). Чаще всего период охватывает один год.

Важно! Пиковый мощностной показатель является основой для выбора энергетического оборудования с точки зрения нагрева рабочим током,  определяет настройки применяемой защиты.

На этапе проектирования обычно предполагается, что расчетная мощность равна пиковой, и берется фиксированный коэффициент мощности.

Расчетная мощность определяется, исходя из следующих зависимостей:

  • максимальный расчетный ток:

I = P /√3 х U cos φ.

  • tg φ = Q/Р;
  • расчетная общая мощность:

S = √(Р² + Q²).

Установленная мощность для электрических станций

В чем измеряется мощность

Для электрических станций установленная мощность вычисляется суммированием номинальных мощностей отдельных генераторов и связанных с ними двигателей. Почти всегда эти значения идентичны. В случаях несовпадения расчет ведут по меньшей мощности.

Установленная мощность российских электростанций

В результате на дорогих станциях с большой экономией топлива стоимость электроэнергии чрезвычайно зависима от режима потребления. Поэтому для крупных станций выгодно использовать установленную мощность максимум часов в год, а для мелких ГТУ с большим расходом горючего включение целесообразнее производить в часы пика нагрузок, когда общее время работы в годовом исчислении невелико.

Расчетная мощность жилых зданий

Установленная мощность в жилом здании определяется на основе суммы потребительских номинальных мощностей всех электроприборов и установок, а расчетная – с учетом ожидаемого коэффициента одновременности их включения.

Электроснабжение квартиры

Каждый абонент имеет акт разграничения, в котором записана установленная мощность и расчетная. Для домов и квартир эти величины отличаются. В дома и некоторые квартиры обычно подводятся три фазы, что позволяет увеличить потребляемый (расчетный) показатель. Однофазный ввод значительно ограничивает потребление. Контролирует нагрузку защитное оборудование, отстроенное от максимально возможных токов.

  1. В случае если в доме или квартире нет силовой установки, расчетная энергия определяется по формуле:

Р1 = Рмакс + М х Рчел, где:

  • Рмакс – мощность самого большого приемника, установленного в квартире,
  • М – число жителей,
  • Рчел – расчетная мощность на одного человека (например, 1 кВт);
Читайте также  Термоэлектрогенераторы на дровах мощностью 1 квт

Важно! Данная формула не учитывает обогрев жилых помещений.

  1. Расчетная мощность кабеля электропитания многоквартирного здания производится с учетом количества квартир:

Р = Р1 х n x k + Ра + Рл, где:

  • n – число квартир,
  • k – коэффициент одновременности (он находится в пределах от 0,6 до 0,8),
  • Ра – установленная мощность административных электроприемников,
  • Рл – лифтов.

Если данных нет, то Ра берется равным 0,5 кВт, Рл = 20 кВт.

  1. При электрообогреве Ро = Р + К1 х ΣРкв, где:
  • Р – расчетная мощность без электрического отопления,
  • К1 – коэффициент одновременности тепловой нагрузки в n квартирах,
  • Ркв – энергия отопления в одной квартире, кВт.

Важно! Точное определение расчетной мощности, необходимой для обогрева помещений требует подробных расчетов, которые выполняются совместно со строителями и проектировщиками зданий. В жилых домах с преобладающими нагревательными элементами cos φ = 1.

  1. Расчетный мощностной показатель для группы зданий находится по эмпирической формуле:

Рз = 0,95 х k x ΣР, где Р – энергия для одного здания.

Расчет мощности для жилого дома

Расчетная мощность общественных зданий

  1. В целом для общественных зданий применяется формула:

Как рассчитать потребляемую мощность

Р = Ргр х k x а, где:

  • Ргр – установленная мощность группы приемников в кВт,
  • k – коэффициент одновременности для этой группы,
  • a – коэффициент использования номинальной мощности для данной группы приемников.

Оба коэффициента находятся в специальных таблицах.

  1. С учетом фактора спроса на электроэнергию используется другое выражение:

Р = Kс х Ргр, где Kc – коэффициент спроса (определяется по таблице).

Величина Кс для нежилых объектов колеблется от 0,2-0,4 до 1.

В методе коэффициента спроса расчетная нагрузка не зависит только от количества установленных приемников. Это связано с различными коэффициентами спроса. Для больших объектов с множеством разнообразного оборудования следует принимать меньшие значения Кс.

Расчет мощности для групп электроприемников

В непромышленных зданиях: офисах, школах, больницах, театрах, гостиницах и т. д., где доминируют осветительные приемники и нагревательные устройства, предполагают, что cos φ = 1.

Расчетная мощность здания коммунального хозяйства (котельные, насосные станции) должна определяться на основе данных каталога изготовителей электрических устройств, планируемых к установке, в соответствии со следующими формулами:

  1. реактивная мощность одного приемника:

Q1 = tg φ х Р1.

Q = Кс х Qгр, где:

  • для Qгр складываются все вычисленные значения отдельных приемников,
  • Кс – коэффициент спроса.
  1. активный мощностной показатель для группы:

Р = Kс х Ргр.

S = √(Р² + Q²).

Важно! Исходя из приведенных значений мощностей, вычисляется tg φ для группы: tg φ = Q/P. Если его значение больше указанного в технических условиях для подключения, принимается решение о компенсации реактивной мощности.

Коэффициент использования разного оборудования

Для трансформаторной подстанции, с которой будут питаться жилые и коммунальные здания, расчетная мощность определяется:

S =√(P² + Рз² + Рос²) + (Q² + Qз² + Qос²), где:

  • P и Q – показатели для зданий коммунального хозяйства;
  • Рз и Qз – для жилых зданий;
  • Рос и Qос – для установок уличного освещения.

Расчетная мощность для промышленных объектов

Расчетная мощность промышленного предприятия зависит от:

  • типа продукции;
  • используемых технологий;
  • ожидаемой максимальной нагрузки в течение года;
  • типа выпускаемой продукции;
  • типа оборудования и степени его адаптации к технологии.

Существует множество методов расчета, все они должны обладать общими свойствами:

  • простотой вычисления;
  • универсальностью в определении нагрузок для разных уровней потребления и распределения энергии;
  • точностью результатов;
  • легкостью определения показателей, на которых основан метод.

Основные показатели рассчитываются по тем же формулам, но с другими поправочными коэффициентами.

Коэффициенты спроса для СН подстанции

Для трехфазных электромоторов установленная мощность равна:

Р = Рн/(η х cos φ), где:

  • Рн – номинальный мощностной показатель из техпаспорта;
  • η – КПД электромотора;
  • cos φ – мощностной коэффициент.

Увеличение выделенной, согласно техусловиям, мощности необходимо согласовывать с энергоснабжающей организацией. С этой целью проводятся перерасчеты для вводных кабелей и приборов защиты на основе новой установленной мощности. Но решение о выделении зависит от наличия свободных мощностей.

Источник: https://elquanta.ru/teoriya/ustanovlennaya-moshhnost.html

Технико-экономический расчет систем электроснабжения

Всем известно, что сооружение систем электроснабжения требует очень больших материально-технических ресурсов. Для того чтобы максимально снизить затраты и оптимизировать комплекс применяемого оборудования применяют технико-экономические расчеты, для выбора наиболее подходящего варианта системы электроснабжения. При выполнении технико-экономических расчетов руководствуются Методикой технико-экономических расчетов в энергетике.

Выявления наиболее рационального варианта происходит путем сравнения различных схем электроснабжения, но равноценных по своим техническим показателям (требуемая надежность электроснабжения, баланс реактивной мощности, самозапуск ответственных электроприводов, защиту изоляции от загрязнения и т.д.). Технико-экономические расчеты производятся после подсчета электрических нагрузок, которые соответствуют указаниям по их расчету (тип устройства, место установки, мощность и т.д.)

Экономическая эффективность

задача экономической эффективности — это найти такой вариант электроснабжения, при котором потери в сети будут минимальны, эксплуатационные показатели лучшие и будут обеспечивать высокую степень надежности.

Минимум приведенных затрат – это основной критерий экономичности системы электроснабжения. Он определяется формулой, тыс. денежных единиц в год (тыс.ден.ед./год):

(1)

где рнорм = 0,12 — нормативный коэффициент эффективности ка­питальных вложений ; К — единовременные капитальные вло­жения, тыс.ден.ед./год.;— годовые текущие затраты при нормальной эксплуатации, тыс.ден.ед./год; ра, рт.Р — коэффициенты отчисления на теку­щий ремонт и амортизацию; Иэ —потери электроэнергии, тыс.ден.ед./год; р—коэффициент суммарных отчислений от капитальных вложений.

Суммарные приведенные затраты могут использовать в качестве критерия экономичности, тыс.ден.ед./год:

(2)

На результаты технико-экономических расчетов не влияет какая формула используется (1) или (2), так как для сравнения вариантов важны соотношение затрат, а не их значение.

Пример 1

Экономические показатели трех сравниваемых вариантов, тыс. ден.ед.: К1 = 100, И1 = 30; К2 = 150, И2 = 18; К3 = 200, И3 = 24. Нужно оп­ределить из трех наиболее экономичный вариант.

При расчете годовых приведенных затрат, тыс.ден.ед./год , по формуле (1) полу­чаем: Зг = 0,12 * 100 + 30 = 42; 32 = 0,12 * 150 + 18 = 36; З3 = 0,12 * 200 + 24 = 48.

При расчете суммарных затрат, тыс.ден.ед., по формуле (2) находим: 312 = = 30/0,12+ 100 = 340, 322 = 18/0,12 + 150 = 300, = 24/0,12 + 200 = 400. Таким образом, в обоих случаях самым экономичным оказался вариант 2.

Капитальные вложения

По всем элементам снабжения электрической энергией, которые входят в изменяющуюся часть сравниваемых вариантов, определяют капитальные вложения К. В них также входят стоимость монтажа и строительства сооружений. Значения капитальных вложений принимаются по сметам на типовые проекты, по имеющимся рабочим чертежам или техническим проектам, которые содержат подобные элементы, по цен­е на оборудование и его монтаж, а также по ведомственным справочным материалам.

Если сравнивать варианты электроснабжения с различным количеством подстанций глубокого ввода или способы, которыми электроэнергия передается по территории предприятий отличаются друг от друга, то необходимо учесть занимаемую электротехническими  коммуникациями (сооружениями) площадь, если их размещение на гене­ральном плане проектируемого предприятия требует расширения коммуникационных коридоров между цехами, и, следовательно, вызывает удлинение коммуникационных связей, а также соответ­ствующее удорожание вариантов.

Так, например, воздушная линия 110 кВ и кабельная линия того же напряжения существенно отличаются между собой шириной занимаемой полосы. Существенное отли­чие существует и в случае сооружения магистрального токопровода 6—10 кВ или кабельных линий в туннелях (если воздушные линии и токопроводы не размещаются в пределах принятых разрывов между цехами).

Прибавлением к стоимости каждого варианта удорожаний (удорожаний связей, например линии, токопроводы) – это условно называют «стоимостью территории»:

Где kуд.тер — условная стоимость 1 м2 территории, ден.ед./м2 (определяется в зависимости от характера произ­водства отрасли промышленности); l — длина сооружения или коммуни­кации, м; b—ширина полосы на террито­рии предприятия, на которую увеличивается разрыв между произ­водственными сооружениями для размещения электротехнических установок и коммуникаций, м.

Стоимость потерь электроэнергии

Стоимость потерь электроэнергии определяют по формуле:

где ∆Р0 — потери х.х., МВт; m — стоимость 1 кВт максимальных активных нагрузочных потерь, ден.ед./(кВт • год); m0 — стоимость 1 кВт потерь холостого хода (х. х.), ден.ед./(кВт*год); ∆рн.шах—максималь­ные нагрузочные потери активной мощности, МВт

Для каждой энергосистемы на основании действующих тарифов определяют стоимость 1 кВт электроэнергии. Она зависит от использования максимума потерь в год τmax, ч/год, и от времени включения Тв в год, а также от коэффициента мощности нагрузки, который определяется формулой:

где а — основная плата двухставочного тарифа, ден.ед./кВт; Р — дополнитель­ная плата за 10 кВт • ч; Ттах — время исполь­зования максимума нагруз­ки предприятия в год, ч/год.

В зависимости от Тmax и cosφ определяют время использования максимума τmax с графика приведенного ниже:

Также приближенное значение можно вычислить:

(3)

В зависимости от сменности промышленных предприятий можно определить время использования максимума активной нагрузки в год. При работе в одну смену Тmax = 1500…2000, в две смены – 2500…4000, в три смены  — 4500…6000, при непрерывной работе – 6500…8000 ч/год, и соответственно Тв = 2000,4000,8000 и 8700 ч/год.

Пример 2

Определить время Ттах годовых потерь для ВЛ35 кВ, по которой в течение года передано активной энергии  Wa= 40 • 106 кВт • ч и реактивной Wp = 36 • 106 квар • ч, максимальная кажущаяся мощность Sтах = 10 МВ* А. Отсюда:

По формуле (3)

Такой же результат получим по графику (см. выше) при Ттах = 5380 ч и соs φ = 0,8.

Воздушные, кабельные линии токопроводы

Формула определения потерь для воздушных и кабельных линий, токопроводов:

где R0 —сопротивление (активное) на 1 км линии, Ом/км; l — длина ли­нии, км; Iр — расчетный ток линии при работе в нормальном режиме, А.

Трансформаторы

Определение потерь в трансформаторах:

где ∆Рн.ном — номинальные активные нагрузочные потери, кВт; к3 — максималь­ный коэффициент загрузки.

Потери суммарные в трансформаторе:

где ∆Р0 — активные потери х. х.

Электропривода

Для определения потерь электродвигателей приводов с постоянной нагрузкой (Мс = const):

где к3 — коэффициент загрузки;  Рн — нагрузка на валу, кВт; Рн.ном — номиналь­ная нагрузка, кВт; ∆Рн.ном — номинальные активные потери, которые в интервале нагрузок от 0,5 Рн до Рн можно с достаточной степенью точности представить в виде зависимости от КПД двигателя ηном при номинальной нагруз­ке:

Читайте также  Установленная и единовременная мощность разница

Реакторы

Для реакторов:

где ∆Р1ном —потери активной мощности, кВт, для одной фазы (если сдво­енные реакторы — то в обоих ветвях одной фазы) при номинальном токе реактора.

Затраты на компенсацию реактивной мощности

Если при сравнении вариантов электроснабжения существуют отличия естественного коэффициента мощности, то в формулу (1) вводят приведенные затраты на компенсацию реактивной мощности Зк:

Где , — сумма мощностей компенсаторов реактивной мощности на стороне до 1000 В и выше 1000 В, требуемые по расчету.

Затраты на компенсацию реактивной мощности на стороне выше 1000В на 1 кВАр, ден.ед./год:

Затраты на компенсацию реактивной мощности на стороне ниже 1000В на 1 кВАр, ден.ед./год:

Где и  — стоимость 1 кВАр компенсирующего устройства до и выше 1000 В, ден.ед./год. и  — потери активной мощности в компенсирующих установках до и выше 1000 В на 1 кВАр реактивной мощности, кВт/кВАр.

Если на предприятии не требуется компенсировать реактивную мощность, то и учет разной реактивной нагрузки при сравнении вариантов электроснабжения не ведется.

Ниже приведена таблица норм отчислений для различных систем электроснабжения:

Пример 3

Определить, какой из двух вариантов, I или II, с разной реактив­ной нагрузкой, более экономичен. Варианты отличаются величиной капиталовло­жений К1 и К2, потерь электроэнергии ∆Р1 и ∆Р2, различной величиной ком­пенсирующей мощности Qk1 и Qk2. Вариант 1: К1 = 100 тыс.ден.ед., ∆Р1= 700 кВт, Qk1= 10 000 квар; Вариант 1: К2 = 150 тыс.ден.ед., ∆Р2= 600 кВт,  Qk2= 2500 квар.

Для обоих вариантов коэффициент отчислений на амортизацию Ра = 0,1, коэффициент отчислений на ремонт и эксплуатацию рт р = 0,05; стоимость по­терь электроэнергии m= 67 ден.ед./(кВт • год).

При отсутствии компенсации реактивной мощности затраты, тыс. ден.ед.:

В данном случае более экономичен вариант I. Однако при необходимости ком­пенсации реактивной мощности показатели вариантов изменяются. В этом слу­чае удельные капиталовложения конденсаторной мощности Кук = 7 ден.ед./квар, удельные потери ∆Ру к = 0,003 кВт/квар, тогда затраты на 1 квар компенсирую­щей мощности:

Дополнительные затраты на компенсацию, денежных единиц:

Приведенные затраты, тысяч денежных единиц:

Следовательно, если имеются затраты на компенсацию реактивной мощности, вариант II окажется более экономичным.

Пример 4

Для более конкретного примера рассмотрим три системы электроснабжения и проанализируем их:

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Напряжение электроснабжения проектируемого завода с потреб­ляемой мощностью 70 650 кВ • А принято 110 кВ. При выборе количества и располо­жения главных понижающих подстанций (ГПП) 110/6 кВ возможны три варианта (см. выше).

Вариант 1 — сооружение на границе застройки предприятия одной ГПП с трансформаторами 2 X 63 МВ • Аис двумя закрытыми распределительными уст­ройствами ЗРУ 6 кВ, одно из которых совмещено с ЗРУ 6 кВ ГПП, второе (ЗРУ 2) размещено отдельно. Связь ЗРУ 2 с ГПП выполняется с помощью двухцепного то ко провода 6 кВ. Кабели от ЗРУ к распределительным пунктам (РП) проложены на эстакадах. Подвод ВЛ 110 кВ к ГПП предусмотрен двумя юдноцепными линия­ми, проходящими в одном коридоре вне территории завода.

Вариант 2 — сооружение одной ГПП глубокого ввода с трансформаторами 2 X 63 МВ • А с одним ЗРУ 6 кВ, расположенным в месте размещения ЗРУ2 I варианта. Мощность на этот участок передается кабелями в туннеле, в остальных местах — на эстакадах. Подвод ВЛ 110 кВ предусмотрен двумя одноцепными линиями, идущими в зоне заводской и прилегающей территорий по двум различным коридорам.

Вариант 3 —сооружение двух ГПП с трансформаторами 2 X 32 МВ-А, расположенных в районах ЗРУ1 и ЗРУ2 по варианту I. Кабельная передача вы­полнена с помощью эстакад. В Л 110 кВ от ГПП 1 к ГПП 2 двухцепная.

Капитальные затраты для всех трех вариантов сведены в таблицах (см.ниже). При Тв = = 8000 ч/год, Тмах = 6700 ч/год и соs φ = 0,95 стоимость электроэнергии состав­ляет 77 руб./(кВт • год) максимальных годовых потерь и 115 руб./(кВт • год) потерь х. х. Поправочный коэффициент для системы равен 1,29, откуда стоимость потерь, руб./ (кВт • год), m = 1,29 • 77 = 99,33, m0 = 1,29 • 115 = 148,35.

Потери активной мощности и их стоимость для трансформаторов, реакторов, кабелей, токопроводов и воздушных линий приведены в табл. 4. Результаты тех­нико-экономического сравнения вариантов электроснабжения — в табл. 5.

Таким образом, вариант 3 является наиболее экономичным.

Объясняется это снижением стоимости за счет: сокращения кабельной сети 6 кВ (что связано с ра­зукрупнением трансформаторной мощности и приближением ее к центрам нагруз­ки завода), отказа от реакторов в сетях 6 кВ и отказа от тяжелых выключателей 6 кВ типа МГГ-10 в связи со снижением мощности короткого замыкания.

Полу­ченная при этом экономия с избытком перекрывает удорожание стоимости распре­делительных устройств 110 и 6 кВ, вызванное сооружением двух ГПП вместо од­ной. Вариант 3 более предпочтителен также и по техническим показателям, так как обеспечивает возможность поэтапного ввода в эксплуатацию трансформаторов.

Источник: http://elenergi.ru/texniko-ekonomicheskij-raschet-sistem-elektrosnabzheniya.html

Расчетная и установленная мощность

В современных условиях наблюдается постоянный рост потребляемой электроэнергии. Полученные данные показывают, что мощность только кухонного оборудования увеличилась в два раза. Кроме этого, появилось большое количество кондиционеров, компьютеров и другой техники.

Большинство электрических сетей уже не справляются с возрастающими нагрузками. Поэтому каждый хозяин квартиры или частного дома должен иметь представление о том, что такое расчетная и установленная мощность.

Эта проблема в полной мере касается и промышленных предприятий с современным энергоемким оборудованием.

Что такое расчетная мощность

Не только в новых, но и в старых домах владельцы жилья подключают новые виды бытовой техники и оборудования. Увеличение нагрузки может вызвать сбои в работе электрической сети, поэтому вопрос мощности подведенного кабеля нужно выяснить заранее. Эту информацию можно найти в акте разграничения балансовой ответственности или в справке о разрешенных мощностях, где указывается конкретная расчетная и установленная мощность.

Определение расчетной мощности известно также как мощность одновременного включения. Данный параметр указывает на возможное подключение установленного количества потребителей, имеющихся в квартире. В случае включения излишнего оборудования, автоматические защитные устройства просто выйдут из строя.

Сумма мощностей всех приборов будет соответствовать установленной мощности. Однако в случае одновременного включения, в сети возникнут значительные перегрузки, что приведет к срабатыванию защитных устройств.

Именно средства защиты позволяют установить определенный предел нагрузки, разрешенный для конкретного жилья.

Во многом значение расчетной мощности зависит от ввода. Каждая лестничная площадка оборудуется электрощитком с вводным автоматом, через который осуществляется ввод в квартиру кабеля с необходимым сечением. После этого внутри помещения размещаются все остальные элементы системы электроснабжения, в том числе и щит с устройствами распределения нагрузки по отдельным линиям.

В большинстве домов старой постройки подключено однофазное питание с напряжением 220 В. Именно такое подключение препятствует чрезмерной нагрузке на линию и не дает возможности подключения всех современных приборов. Эта проблема решается с помощью трехфазного ввода на 380 вольт. Он состоит из трех линий, перераспределяющих на себя общую нагрузку. В случае интенсивного энергопотребления происходит равномерное распределение нагрузки на каждую фазу.

Поэтому прежде чем планировать приобретение бытовой техники и оборудования, необходимо заранее выяснить, какой ток подведен в квартиру. Если подведены три фазы, то никаких проблем не будет, поскольку на один ввод приходится от 14 до 20 кВт, что позволяет свободно подключать все необходимые приборы.

Однако в старых постройках с однофазным вводом и алюминиевым кабелем, максимальная мощность нагрузки составляет всего 4 кВт. В этом случае об использовании каких-либо устройств, кроме освещения не может быть и речи.

Потребуется выделение дополнительной мощности, и по данному вопросу необходимо обращаться в соответствующие службы.

Что такое установленная мощность

Для того чтобы заранее спланировать установку в доме или квартире бытовой техники и оборудования, необходимо произвести оценку максимальной мощности, потребление которой будет осуществляться из электрической сети. Простое арифметическое сложение мощностей всех имеющихся потребителей не дает точных результатов, из-за своей неэффективности и неэкономичности.

Как правило, при такой оценке используются определенные факторы, учитывающие коэффициент использования и разновременность работы подключенных устройств. Кроме того, учитываются не только действующие, но и предполагаемые нагрузки. В результате, получается установленная мощность, измеряемая в кВт или кВА.

Значение установленной мощности будет равно сумме номинальных мощностей каждого прибора и устройства. Однако это значение не будет фактически потребляемой мощностью, которая практически всегда выше номинала. Данный параметр необходимо знать для того, чтобы правильно выбрать номинальную мощность того или иного устройства.

В промышленном производстве существует понятие полной установленной мощности. Этот показатель представляет собой арифметическую сумму полных мощностей каждого отдельно взятого потребителя. Он не совпадает с максимальной расчетной полной мощностью, поскольку при его расчетах используются различные коэффициенты и поправки.

Как повысить расчетную мощность

Если технические условия позволяют выделить дополнительную мощность, в этом случае на руки выдается соответствующее разрешение на выполнение электромонтажных работ. В итоге будет произведен ввод дополнительного кабеля необходимого сечения, определяемого специалистами. Это позволит выдерживать все предполагаемые нагрузки.

Однако на практике решение этой проблемы сопряжено с большими трудностями, прежде всего это связанными с согласованиями в различных структурах и инстанциях. Кроме того, дополнительные мощности отсутствуют и взять их просто негде.

Существующие сети и так уже работают с полной нагрузкой. Иногда дополнительные мощности находятся в другом районе, что потребует прокладки к дому новой кабельной линии. Внутри дома также выполняется прокладка нового магистрального силового кабеля.

Все изменения оформляются документально и фиксируются в техническом паспорте жилища.

Особые сложности возникают в домах старой постройки с однофазными линиями и отсутствующим заземлением. Здесь не поможет замена старой электропроводки на более новую, пропускная способность все равно останется старой и не позволит включать дополнительные приборы. В этом случае потребуется полная замена проводки на трехфазную линию с установкой всех необходимых защитных и распределительных устройств.

Источник: https://electric-220.ru/news/raschetnaja_i_ustanovlennaja_moshhnost/2016-10-02-1077

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
Добавить комментарий