Электр энергиясын есепке алу. Электр қауіпсіздігінің қорғау шаралары

Q_смБК – ең жүктелген кездегі конденсаторлардың орташа реактивті қуаты.

Цех тұтынатын орташа жылдық қуат келесідей анықталады

;    .

Есептік жүктемелерді анықтау

Өндірістік кәсіпорындардың  электр жабдықтау жүйесінде электрлік  жүктемені анықтаудың бірнеше арнаулы  орындары бар (9 сурет).

1. 1000В-тан аспайтын бір  қабылдағыштың есептік жүктемесін  анықтау (1 жүктеме); берілген электр  қабылдағышқа келетін сым немесе  кабельдің  қимасын анықтауға және қабылдағышты күштік тарату шкафына немесе тарату желісіне жалғауға арналған аппаратты таңдау үшін керек.

2. 1000В-тан аспайтын қабылдағыштар  тобының есептік жүктемесін анықтау  (2 жүктеме); берілген қабылдағыштар  тобын қоректендіретін тарату  магистральінің, радиалды желілерінің  қимасын анықтау үшін және  берілген қабылдағыштар тобын  негізгі күштік тарату шкафына  немесе трансформатор-магистраль  блогының сұлбасындағы қоректендіруші  магистральіне жалғау аппаратын  таңдау үшін керек.

3. Жеке қабылдағыштарды  немесе қабылдағыштар тобын қоректендіретін  күштік тарату шкафтары немесе  жеке ірі қабылдағыштар кернеуі  0,69-0,4/0,23кВ цехтік қосалқы станцияның  шиналарындағы есептік жүктемені  анықтау  (3 жүктеме). Бұл жүктемені анықтау цехтік ҚС 0,69 немесе 0,4/0,23 кВ шиналарынан шығатын жоғарыда айтылған қабылдағыштарды қоректендіретін желілердің қимасын және цех ҚС төменгі кернеу шинасына желілерді қосатын аппараттарды таңдау үшін қажет.

4. Трансформатордағы шығындарды  есепке ала отырып, жеке цехтік  трансформаторлардың немесе жеке  қабылдағыштардың тарату орындарының  6-20кВ шиналарында тудыратын есептік  жүктемесін анықтау (4 жүктеме). Цехтік  трансформаторлар мен жоғарғы  кернеулі қабылдағыштарды қоректендіретін  тарату пункттарының шиналарынан  шығатын желі сымының  қимасын және сол желілерде орнатылған ажырату аппараттарын таңдау үшін керек.

5.Тарату пунктінің әрбір  секцияларының шиналарындағы жалпы  есептік жүктемені анықтау. Тарату  пунктінің 6-20кВ шиналарының материалын  және  қимасын, желінің қимасын, басты төмендететін қосалқы станция (БТҚС) (ГПП) шинасы жағындағы ажырату аппараттарын  таңдау үшін керек (5 жүктеме). Егер БТҚС-ның 6-20кВ шинасынан цехтік транформаторлар немесе қабылдағыштар қоректеніп жатса, онда 5-жүктеме 4-жүктеменің мағынасын білдіреді, тек БТҚС-ң 6-20кВ шиналарына қатысты.

6. БТҚС-ң әрбір секцияларында  6-20кВ шиналарындағы жалпы есептік  жүктемесін анықтау (6 жүктеме). БТҚС-да  орнатылған төмендеткіш трансформаторларының  қуаты мен санын, БТҚС шинасының  материалы мен  қимасын, БТҚС трансформаторларының 6-20кВ-тық төменгі кернеу жағында орнатылған ажырату аппараттарын таңдау үшін керек.

7. Трансформатордағы шығынды  есепке ала отырып, БТҚС трансформаторларының 35-220кВ-тық жоғарғы кернеулі жағындағы  есептік жүктемесін анықтау. БТҚС  трансформаторларын қоректендіретін  желілерді жалғайтын аппараттарды  таңдау үшін керек.

Есептік жүктемені  анықтау

Есептік жүктемені анықтаудың бірнеше әдістері бар.

Электрлік жүктемені анықтаудың негізгі тәсілдеріне келесіні жатқызуға  болады:

а) бекітілген (номиналды) қуат және сұраныс коэффициенті арқылы;

б)орташа қуат және максимум коэффициенті арқылы (жүктеме графигінің реттелген диаграммалар әдісі);

в) орташа қуат және жүктеме  графигінің пішін коэффициенті арқылы;

г) орташа қуат және орташа есептік  жүктемеден ауытқуы арқылы (статистикалық  әдіс).

Есептік жүктемені анықтаудың қосымша тәсілдеріне келесіні жатқызуға  болады:

а) қандай да бір уақыт  аралығында берілген көлемдегі өнімнің  шығарылу кезеңін өнімнің бірлігіне  кететін электр энергияның меншікті шығыны арқылы;

б) өндіріс ауданының бірлігіне  кететін меншікті жүктеме арқылы.

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

 

 

Бекітілген (номиналды) қуат және сұраныс коэффициенті арқылы есептік жүктемені анықтау

Жұмыс режімі біркелкі электр қабылдағыштар тобының есептік  жүктемесі келесідей анықталады

,

,

мұндағы К_са – берілген сипаттаманың топ үшін анықтамадан алынған

сұраныс коэффициенті;

tg j– берілген қабылдағыштар тобына сәйкес анықтамадан алынған Соsj

– ға сәйкес келеді.

Электр жабдықтау жүйе (цех, корпус, кәсіпорын) түйінінің есептік  жүктемесі қабылдағыштардың жеке тобының  есептік жүктемелерін қосу арқылы табылады

мұндағы  – жеке қабылдағыштардың топтарының есептік активті

жүктемелерінің қосындысы;

 – жоғарыда айтылған реактивті  қуатқа қатысты;

К_р.м – жүктеме максимумдарының әр мезгілдік коэффициенті. Электрмен жабдықтау жүйесіндегі түйіннің орналасқанына байланысты 0,85-1,0 деп алады. 

 

«Жүктеменің реттелген  диаграммалары» тәсілі арқылы есептік  жүктемені анықтау                            

 Р_р= Р_см×К_м;   Р_см= Р_ном×К_и;

              Q_р=1,1×Q_см – егер  n_э=n_n<10;                Q_см=Р_см×tgj

Q_р=Q_см – егер  n_э=n_n³10. 

 

К_м=f (n_э; К_и) тәуелділігінің графиктері немесе кестелері арқылы К_м – мәнін табады.

К_м и n_э мәнін табудың жеңілдетілген тәсілдері:

1. Егер n_э³ 200, к_и-дің кез келген мәні кезінде Р_р=Р_см.

2. Егер К_и³ 0,9, n-нің кез келген мәні кезінде Р_р=Р_см.

3. Егер n ³ 4, m  £ 3 болғанда n_э=n (n – электр қабылдағыштардың нақты саны).

4. Егер n ³ 4 болса,  m > 3 және К_и³ 0,2  болса , 

егер n_э > n болса, онда n_э = n деп алады.

5. Егер n ³ 4 болса, m > 3 және К_и< 0,2 болғанда қосымша қисық арқылы n_э

анықтайды.    

 Келесі белгілеулерді  енгіземіз:

n – топтағы электр  қабылдағыштардың нақты саны;

n₁ – түйінге қосылған топқа кіретін үлкен электр қабылдағыштар саны, әрқайсысының қуаты ең үлкен электр қабылдағыштың қуатының жартысынан кем болмауы керек;

n_*=  – ең үлкен электр қабылдағыштардың салыстырмалы саны;                                             

 

10 Сурет 

 

Р_н1 - n₁ электр қабылдағыштарының қосынды қуаты;

Р_н  – түйінінің n электр қабылдағыштарының қосынды номиналды қуаты;

Р_*=   – ең үлкен электр қабылдағыштарының салыстырмалы қуаты.

n_* және Р_* мәндерін біле отырып, қисық арқылы n_э*табылады.

n_э*= Þn_э= n_э*×n.

1.     Егер n£ 3, онда Р_р=SР_н.

Қайталанбалы қысқа мерзімді режим (ПКР) болғанда Q_р=0,87Р_р; ұзақ режімді электр қабылдағыштары үшін Q_р=0,75Р_р.

2.     Егер n > 3, бірақ n_э< 4 болса , онда Р_р=S(Р_н×К_з).

8. Ұзақ режімді электр  қабылдағыштары үшін   к_и³ 0,6, к_и³ 0,9 болғанда, к_м=1; Р_р=Р_см.              

 Орташа қуат  және пішін коэффициенті арқылы  есептік жүктемені анықтау 

Р_р=К_ф.а×Р_см,

Q_р=К_ф.р.×Q_см немесе Q_р=Р_р×tgj,

.

Бұл әдісте Р_см мәнін келесідей анықтауға болады

Р_см=Р_н×К_и немесе

мұндағы М_см – ең үлкен жүктелген кезең кезеніндегі өнімділік;

w_а - өнім бірлігіне шаққанда электроэнергияның меншікті шығыны.

Өнім бірлігіне  шаққанда электроэнергияның меншікті шығыны арқылы есептік жүктемені  анықтау

W_г=М_г×w_{уд .}

М_г - өнімнің жылдық шығарылуы, дана, м, т, м²;        

w_уд – электр энергияның меншікті шығыны, кВтсағ/өнім данасы;

 , кВт, мұндағы Р_сг – жүктеменің орташа жылдық қуаты;

Т_г – жұмыс уақытының жылдық жиыны, сағ;

 , кВт, a – энергоқолданыс бойынша ауысымдық коэффициенті, a@0,5¸0,9. 

 

Өндірістік ауданының  бірлігіне кететін меншікті жүктеме  арқылы есептік жүктемені анықтау

Р_р=r_о×F.

мұндағы F – топтың қабылдағыштарын  орналастыру ауданы, м²;

r_о - 1м² өндірістік ауданына кететін меншікті есептік қуат, кВт/м².

Бұл әдісті цехтар тораптары  үшін қолданады, ондағы қабылдағыштарының  қуаты кішкентай және олар өндірістік ауданында біркелкі таратылған.

Күштік электр қабылдағыштарының  меншікті есептік қуаты анықтамалардан алынады және 0,15-1,5 А/м² немесе 0,1-1,0 шектерде жатады.

Шоқтану шамымен жарықтану  кезінде жарықтану жүктемесі  үшін r_осв=0,01¸0,02  кВт/м²; люминесценттік шамымен жарықтану кезінде - 0,009¸0,018  кВт/м²; реактивті қуатты өтемелеусіз газды-разрядтық шамымен жарықтану кезінде – 0,005-0,01 кВт/м² және реактивті қуатты өтемелеуімен газды-разрядтық шамымен жарықтану кезінде - 0,009-0,018кВт/м².

Q_р.о=Р_р.о×tgj_о. 

 

№6 дәріс. Реактивті  қуатты өтемелеу

Дәрістің мазмұны:

-   реакивті қуаттың физикалық сипаттамасы.

Дәрістің мақсаты:

-   реактивті қуатты өндіру, тұтыну және оның баланстық теңдігі жайында түсініктер.

Реактивті қуатты өтемелеу

Электр тораптарындағы реактивті  қуат

Электрэнергия қабылдағышы  синусоидалды кернеулі  қорек көзіне қосылған және фаза бойынша кернеуге қарағанда j бұрышына ығысқан,  синусоидалды тоғын тұтынады деп жорамалдайық.

Қабылдағыштың қысқыштарындағы  қуаттың (мгновенный) мәні мына формула  арқылы анықталады

яғни біреуі уақыт бойынша  тұрақты, ал екіншісі екі еселік жиілікпен  соғатын екі шаманың қосындысы.

Қоректендіретін кернеудің  Т период аралығындағы р қуатының орта мәні мына өрнектің бірінші жігімен  өрнектеледі

.

Активті қуат деп аталатын бұл көрсеткіш пайдалы жұмысты  өндіру үшін уақыт бірлігінде бөлінетін  энергияны сипаттайды, мысалға алатын болсақ, R активті кедергісіне ие қабылдағышта кездесетін – жылу:

Р=U×I×cos j=I²R .

11 Сурет - Тоқтың, кернеудің  және қуаттың мәндерін көрсететін  қисықтар 

 

Жоғарыда көрсетілген  өрнектің екінші жігінде өрнектелген  Т уақытындағы қуаттың орта мәні 0-ге тең, яғни оның пайда болуына  ешқандай материалды қаржы жұмсалмағандықтан, ол пайдалы жұмыс орындауы мүмкін емес. Ал оның өрнекте бар болуы  қорек көзі мен қабылдағыштың  арасында энергия алмасуы жүретінін  көрсетеді. Бірақ бұл процесс  электромагнитті энергияны жинайтын және беретін – сыйымдылық пен  индуктивтілік сияқты ерекше реактивті  элементтердің қатысуымен ғана орындалады.

Сонымен, қабылдағыштың қысқыштарындағы  толық қуатты комплексті түрде былай  көрсетуге болады

S=U×Icosj+jUIsinj=Р+jQ,

мұндағы Q - реактивті қуат, квар.

Реактивті қуаттың физикалық  мәні

, квар

Q – реактивті қуат, квар;

I – фазалық тоқ, А;

Х – фазалық индуктивті кедергі, Ом;

Ф_м – айнымалы магнит ағынының амплитудасы, Вб;

В_т – магнит индукциясының амплитудасы;

m – магнит тізбегінің магниттік өтімділігі, Гн/м;

V – магнит тізбегінің  көлемі, см³;

U – кернеу, В.

Реактивті қуат тұтыну

Реактивті қуаттың жүктемеге  байланысты 2 түрлі:  индуктивті немесе сыйымдылықты болатыны белгілі. Егер тоқ фаза бойынша кернеуден қалып отырса, онда жүктеме индуктивті болады, ал оның таңбасы оң (+) болады және мұнда реактивті қуат тұтынылады. Торап элементтерінде реактивті қуаттың шығыны да болып тұрады, олар электрэнергия қабылдағыштары тұтынған реактивті қуатпен өлшемдес. Өндіріс орындарындағы реактивті қуаттың ең негізгі тұтынушылары мыналар: асинхронды қозғалтқыштар (АҚ) (барлық тұтынылған қуаттың 60-65 % құрайды), трансформаторлар (20-25%), бұрандалы түрлендіргіштер, реакторлар, ауалы және кабелді электр тораптары және басқа қабылдағыштар (10%).