Электр энергиясын есепке алу. Электр қауіпсіздігінің қорғау шаралары

Активті қуаттың Р_м, реактивті қуаттың q_м, Q_м , толық қуаттың s_м, S_м және токтың i_м, I_м максималды мәндері бір уақыт мезгіліне сәйкес келетін орташа шамалының ең үлкен шамалары. Максималды жүктемелер сол немесе басқа уақыт периоды ішінде пайда болу жиілігімен сипатталады.

Ұзақтық бойынша максималды жүктемелер екі түрге бөлінеді:

а) электрмен жабдықтау  жүйе элементтерін таңдау үшін қызу және олардағы максималды қуат шығынын есептеу  бойынша анықталатын ұзақтықтары  әртүрлі максималды ұзақтық жүктемелер (10, 15, 30, 60, 120 мин.);

б) желідегі кернеудің  өзгеріс көлемін тексеру үшін, түйіспелі желідегі кернеу шығынын анықтау үшін, электр қозғалтқыштың өзіндік қосу шарты бойынша желіні тексеру үшін, сақтандырғыштың балқымалы ендірмесін таңдау үшін, максималды тоқ релелік қорғаныстың іске қосылу тоғын есептеу үшін қажетті болатын ұзақтығы 1-2 с бар максималды қысқа мерзімді жүктеме.

Есептік жүктемелер

Рұқсат етілген қызу бойынша  есептік жүктеме дегеніміз - ең көп  жылулық әсер ету бойынша өзгеретін  жүктемеге эквивалентті электрмен  жабдықтау элементінің ұзақтығының  өзгермейтін жүктемесі (өткізгіштің  максималды қызу температурасы немесе оқшауламаның жылулық тозуы бойынша). Өткізгіштің қызуы ток жүктемесіне  байланысты, бірақ тәжірибе бойынша  және есептеулер жүргізгенде P=f(t) графигін I=f(t) графигіне қарағанда алу оңай болғандықтан, жобалау тәжірибесінде  активті қуат бойынша есептік  жүктеме Р_р ұғымы кеңінен қолданады.

Орташа жүктеменің максимумы туралы түсінік

Өткізгіштегі орташа қуаттың  шығыны, оның орташа аса қызуы орташа квадратты ток I_ск арқылы анықталады. Тек жүктеме уақыт бойынша өзгермейтін жағдайдан басқа жағдайларда, аса қызу бірдей болған кезде орташа аса қызу өткізгіштің максималды аса қызуынан аз болады. Жалпы жағдайда келесі түрде жазуға болады

I_м³ I_р³ I_ск³ I_с

мұндағы I_м-берілген графиктегі токтың ең үлкен мәні.

Активті қуат бойынша жүктемелер графигі үшін келесі теңсіздік сәйкес

Р_м³ Р_р³ Р_ск³ Р_с.

Бұл теңсіздік жеткілікті, бірақ көп жағдайда есептік жүктеменің Р_р өте қате бағалауын береді. Р_р ең дәл шаманың бағалауын Т уақыт интервалы ішінде Р_м,т орташа жүктеменің максимум түсінігін қолдану  көмегімен алуға болады.

Орталандыру интервалының оптималды (тиімді) ұзақтығы Т_оср өткізгіштің  Т_о үш уақыт тұрақтысына Т_оср=3Т_о тең деп қабылданады, өйткені осы уақыт ішінде жүктеме өзгермеген кезде өткізгіштің аса қызуы тұрақталған мәннің 95% жетеді. Сол себептен, Т_оср=3Т_о уақыт интервалында максималды орташа жүктеме есептік жүктеме ретінде қабылданады, Р_{р ≈} Р_м.

Сонымен, рұқсат етілетін қызу бойынша айнымалы жүктеме графигі  кезінде есептік жүктеме Р_р ретінде ұзақтығы әртүрлі (0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5сағ.) максималды жүктемелерді қолданады, ал жүктеме графигі аз ауысатын (тұрақты) жағдайда  орташа жүктеме қолданылады.  

 

№4 дәріс. Электр қабылдағыштарды және олардың жүктеме  графиктерін сипаттайтын көрсеткіштер  

Дәрістің мазмұны:

-электр қабылдағыштардың  сипатты көрсеткіштері мен коэффициенттерін  оқып білу.

Дәрістің мақсаты:

-жүктемелерді есептеу  кезінде көрсеткіштерді дұрыс  қолдана білу.

Жүктемені есептеу және зерттеу  кезінде жүктеме графиктерінің  кейбір өлшемсіз көрсеткіштері (коэффициенттері) қолданылады, олар электр қабылдағыштардың уақыт немесе қуат бойынша жұмыс  режимін сипаттайды.

Қажетке жарату қолданыс коэффициенті

Қажетке жарату коэффициенті жүктемені есептеу кезінде негізгі  көрсеткіш болып табылады.

Электр қабылдағыштың  К_и.а немесе электр қабылдағыштар тобының  К_и.а   

активті қуаты бойынша  қажетке жарату қолданыс коэффициенті деп әрбір электр қабылдағыштың (немесе қабылдағыштар тобының) орташа активті қуатының оның номиналды  мәніне қатынасын айтады

; .

Бұл коэффициент, орташа жүктеме  Р_с,  Р_с сияқты ең жүктелген ауысымға (смена) қатысты.

Активті қуат бойынша жүктеме  графигі үшін электр қабылдағыштың  активті қуатының орташа қажетке  жарату коэффициенті сол кезеңде  (ауысымда) келесі формуламен анықталады

 (3 суретті қ.)

мұндағы W_а -электр қабылдағышының ауысым ішінде кезеңде қолданған энергия, W_а,возм-электр қабылдағышының ауысым бойы номиналды болып жүктелген жағдайда тұтынуға болатын (мүмкін) энергиясы.

Қосылу коэффициенті

Электр қабылдағышты қосылу коэффициенті к_в деп циклдағы қосылу ұзақтығының t_в сол циклдың бүкіл ұзақтығына t_ц. қатынасын айтады.

Электр қабылдағышты циклдағы қосылу уақыты оның жұмыс уақыты t_р мен бос жүріс уақытының t_х қосындысына тең

. 

 

 

                                          

7 Сурет - Активті қуат  бойынша жүктеменің  жеке графигі  

 

Электр қабылдағыштар  тобының қосылу коэффициенті немесе топтық қосылу коэффициенті К_в деп сол топқа кіретін барлық электр қабылдағыштарының қосылу коэффициенттерінің орташа мәнін айтады (номиналды активті қуат бойынша). Ол келесі формуламен анықталады

.

Активті қуат бойынша жүктеме  графигінің қосылу коэффициенті келесі өрнектен анықталады (7 сурет).

.

Жүктелу коэффициенті

Электр қабылдағыштың  активті қуаты бойынша жүктелу  коэффициенті t_з.а деп циклдың t_ц уақыт аралығында іске қосылу уақыты t_в ішіндегі қуаты Р_с,в тұтынатын орташа активті қуатының  номиналды қуатына қатынасын айтады

.

Активті қуат бойынша топтық жүктелу коэффициенті деп к_з,а топтық қажетке жарату қолданыс коэффициентінің к_и,а топтық қосылу коэффициентіне Кв қатынасын айтады

. 

 

Жүктелу коэффициенті қосылу коэффициенті сияқты технологиялық  процестерге байланысты және электр қабылдағыштың жұмыс режимі өзгерген кезде өзгереді.

Жүктеме графигі үшін жүктелу  коэффициенті келесі формуламен анықталады

.

Ол жұмыс уақыты ішінде, яғни қосылу уақытында, электр қабылдағыштың  қажетке жарату дәрежесін көрсетеді. Мынандай өрнек алуға болады

.

Жүктеме графигінің пішін коэффициенті

Жүктеме графигінің пішін  коэффициенті к_ф1, К_ф1 деп белгілі уақыт ішінде электр қабылдағыштың немесе қабылдағыштар тобының орташа квадраттық тоғының (немесе орташа квадраттық толық қуаттың) сол уақыттағы орташа мәніне қатынасын айтады.

,       

немесе активті және реактивті  қуаты бойынша

,    ,

,      .

Пішін коэффициент графиктің  уақыт бойынша бірқалыпты еместігін  сипаттайды, ол өзінің ең төмен 1-ге тең  мәніне жүктеме уақыты бойынша тұрақты  болған кезде ие болады. Көбінесе процесі  ритмдік өндірістік орындарда К_ф,а 1,05-тен 1,15-ке дейін өзгереді.

Максимум коэффициенті

Активті қуат бойынша максимум коэффициенті к_м.а К_м,а зерттеліп отырған уақыт ішіндегі р_р, Р_р есептік активті қуаттың р_с, Р_с орташа жүктемеге қатынасын айтады.

,    .

Зерттеліп отырған уақыт  ең жүктелген кезеңге тең  алынады.

Активті қуаттың К_м,а максимум коэффициентін  n_э және Ки,а функциясы арқылы сипаттауға болады (8 сурет).

Қисықтар Т_о=10 минут уақыты үшін тұрғызылған, яғни орташаландырылған интервалдың ұзақтығы Т_оср=3Т_о=30 минут үшін (жарты сағаттық максимум). Қимасы үлкен өткізгіштерге бұл аралық сәйкес келмейді.

Сондықтан Т>>10 минуты үшін тұрғызылған қисық бойынша табылған К_м басқа ұзақтыққа есептелуі қажет.

мұндағы К_м Т_оср=30 минут үшін алынған.

8 Сурет - К_м= f(К_ижәне n_э) анықтауға арналған қисық 

 

Сұраныс коэффициенті

Активті қуат бойынша сұраныс  коэффициенті к_с есептік қуаты Р_р электр қабылдағыштар тобының номиналды қуатына қатынасын айтады.

.

Әртүрлі қабылдағыштар топтарының К_с мәндерін әртүрлі өндірістер үшін анықтамалардан алады

.

Анықтамаларда К_с,а мәні тұрақты және электр қабылдағыштардың санына тәуелді емес, яғни олар тек үлкен К_и,а мен n үшін тұрақты болатын К_с,а  үшін сәйкес.

Жүктеме графигінің толу коэффициенті

Активті қуат бойынша жүктеме  графигінің толу коэффициенті К_з.г,а деп зерттелген уақыт периоды ішінде орташа активті қуаттың максималды қуатқа қатынасын айтады

.

Зерттелетін уақыт периоды  ең жүктелген кезеңнің ұзақтығына тең  деп алынады. К_з.г,а мәнін жобалау кезінде анықтамалардан алады.

Жүктеме максимумының әр мезгілдік коэффициенті

Активті қуат бойынша жүктеме  максимумының әр мезгілдік коэффициенті деп  электрмен жабдықтау жүйе түйінінің соммалы есептік активті максимумның осы түйінге кіретін жеке электр қабылдағыштар топтарының есептік активті қуатының максимумының қосындысының қатынасын айтады

.

Бұл коэффициент жеке электр қабылдағыштар тобының уақыты бойынша  жүктеме максимумның ығысуын  сипаттайды, соның арқасында жеке топтардың максимумдарының қосындысымен салыстырғанда түйіннің жүктемесінің қосынды максимумының төмендеуі  пайда болады. К_р.м,а ≤1 коэффициенті болжамдық есептеулер кезінде қолданылады. Оның мәні жергілікті шарттарға байланысты нұсқаулармен анықталады. Ішкі электрмен жабдықтау жүйесінің 1 кВ-тан жоғары желілері үшін болжамды етіп К_м.а=0,85-1,0 деп алуға болады және кәсіпорын электрстанцияларының шиналарында, ГПП (БТП) шиналарында, қоректендіруші ЛЭП (сыртқы электрмен жабдықтау желілері) К_р.м,а=0,95¸1,0  деп алуға болады.

Жылдық энерго қолданыс бойынша ауысымдық коэффициенттері

,        a< 1

W_г – жылдық электр энергия шығыны.

W_г=Р_сг×Т_г, 

 

Т_г – жұмыс уақытының жылдық қоры

.

Электр қабылдағыштардың келтірілген (эффективті) санын анықтау

Номиналды қуат және әртүрлі  жұмыс режимі бойынша электр қабылдағыштар  тобының келтірілген (эффективті) саны деп жұмыс режимі бойынша бірқалыпты қуаттары бірдей электр қабылдағыштарын  айтады. Олар қарастырылатын номинал  қуаттары және жұмыс режимі бойынша  түрлі қабылдағыштар тобы сияқты есептік жүктемені қамтамасыз етеді.

Электр қабылдағыштар  тобының эффективті санын келесі формуламен анықтайды

.

Мұнда, алымында берілген топтың барлық электр қабылдағыштарының номиналды  активті қуаттарының қосындысының квадраты (яғни топтық қуатының квадраты), ал бөлімінде топтағы жеке электр қабылдағышының номиналды активті  қуатының квадратының қосындысы. n_э мәнін есептеу әдістері төменде қарастырылған.  

 

№5 дәріс. Электр жүктемелерін әр түрлі әдістер арқылы анықтау

Дәрістің мазмұны:

-         орташа және есептік жүктемелерді анықтау.

Дәрістің мақсаты:

-         жүктеме есептеуінің әдістері (негізгі және қосымша).

Орташа жүктемені  анықтау

Жұмыс режімдері бірдей күштік электр қабылдағыштар тобының ең үлкен жүктелген кезеңдегі орташа активті қуатын жұмысшы электр қабылдағыштар  тобының қосынды (соммалы) номиналды  қуатын, олардың топтық қажетке жарату (қолданыс) коэффициентіне көбейту  арқылы табуға болады

Р_см=К_и,а×Р_ном .

Жұмыс режімдері бірдей күштік қабылдағыштар тобының (тоғы қалатын) ең үлкен жүктелген кезеңдегі  орташа реактивті қуаты келесі формуламен анықталады:

а) Q_см=К_и.р.×Q_ном;                                                

 б) Q_см=Р_см×tgj.

Ал тоғы озатын қабылдағыштардың (СҚ, КБ) реактивті жүктемелері «-»  таңбасымен алынады.

Әртүрлі жұмыс режімде  істейтін электр қабылдағыштар тобына кіретін электрмен жабдықтау  жүйе түйінінің ең үлкен жүктелген  кезеңдегі орташа активті қуаты  Р_см

.

Жүктеме түйінінің орташа реактивті қуаты

мұндағы Q_см,i – тоғы қалатын электр қабылдағыштардың i -ші тобының ең жүктелген кезеңдегі орташа реактивті қуаты;

n – берілген түйінге  кіретін әртүрлі режімде жұмыс  істейтін тоғы қалатын электр  қабылдағыштар тобының саны;

Q_см.сд,I – ең жүктелген кезеңдегі синхронды қозғалтқыштардың орташа реактивті қуаты;