Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

От электрических сетей в сельских районах обычно питается большое число разнообразных потребителей электрической энергии, под которыми понимают приемник или группу приемников электрической энергии, объединенных технологическим процессом и размещенных на определенной территории. Приемником электрической энергии (электроприемником), в свою очередь, называют аппарат, агрегат или механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в энергию другого вида.

В сельских районах находятся следующие потребители электрической энергии:

  • жилые дома рабочих и служащих в населенных пунктах, фермерские хозяйства;
  • больницы, школы, клубы, магазины, пекарни, прачечные и другие предприятия, обслуживающие население;
  • производственные потребители хозяйств (животноводческие фермы, зерноочистительные пункты, теплицы, хранилища сельскохозяйственной продукции, мельницы, гаражи, котельные и т. п.);
  • предприятия агропромышленного комплекса, хлебоприемные пункты, предприятия по переработке сельскохозяйственной продукции (молокозаводы, консервные заводы, мясокомбинаты и т. п.);
  • прочие потребители, в числе которых могут быть промышленные предприятия.

В особую группу должны быть выделены крупные предприятия по производству сельскохозяйственной продукции на промышленной основе, в первую очередь животноводческие комплексы, птицефабрики и тепличные комбинаты. Схемы их электроснабжения отличаются от типовых схем в районах рассредоточенной нагрузки сельскохозяйственных потребителей и приближаются к соответствующим схемам для промышленных предприятий.

Для проектирования электрических линий, подстанций и станций необходимо знать нагрузки отдельных электроприемников и их групп.

Электрическая нагрузка в сельском хозяйстве, как и в других отраслях народного хозяйства, — величина непрерывно изменяющаяся: одни потребители включаются, другие отключаются. Мощность, потребляемая включенными электроприемниками, например электродвигателями, также уменьшается или увеличивается с изменением загрузки приводимых в действие рабочих машин. Кроме того, с течением времени общая электрическая нагрузка непрерывно увеличивается, так как растет степень электрификация сельскохозяйственного производства и быта сельского населения.

Эти изменения, как правило, носят случайный характер, однако они подчиняются вероятностным законам, которые могут быть установлены с той большей точностью, чем больше опытных данных было использовано при их определении.

Таким образом, обстоятельное изучение электрических нагрузок в сельском хозяйстве — сложная самостоятельная задача. В данном курсе эту задачу рассматривают частично и сводят в первую очередь к определению расчетных нагрузок, т. е. наибольших значений полной мощности на вводе к потребителю или в электрической сети за промежуток времени 0,5 ч в конце расчетного периода. Различают дневной Sa и вечерний SB максимум нагрузок потребителя или группы потребителей.

За расчетный период принимают время, истекшее с момента ввода установки в эксплуатацию до достижения нагрузкой расчетного значения. В сельских электроустановках продолжительность такого периода принимают равной 5... 10 годам. Необходимо также знать коэффициент мощности расчетных нагрузок.

Для распространенных в сельском хозяйстве электроприемников показатели нагрузки определяют по нормативам, приведенным далее. При составлении типовых проектов и определении нагрузок, данные по которым отсутствуют в типовой методике, используют реальные графики электрической нагрузки.

Графиком нагрузки называют зависимость активной Р, реактивной Q или полной S мощности нагрузки от времени. Графики нагрузки могут быть суточными и годовыми.

В большинстве случаев в разные периоды года суточные графики нагрузки отличаются один относительно другого. Особенно значительно изменяется в средних и северных широтах осветительная нагрузка вследствие изменения продолжительности светового дня. При расчетах часто ограничиваются двумя характерными суточными графиками для зимнего (рис. 3.1, а) и летнего (рис. 3.1,6) дней. Годовой график (рис. 3.2, а) — это изменение по месяцам года максимальной получасовой нагрузки. Он характеризует колебания расчетной мощности объекта в течение года.

Для практических целей удобен годовой график нагрузки по продолжительности (рис. 3.2, б). На этом графике по оси абсцисс откладывают время (в году 8760 ч), а по оси ординат — минимальную нагрузку, которая соответствует этому времени. Годовой график по продолжительности составляют на основе суточных графиков за все дни года.

С достаточной точностью годовой график по продолжительности можно построить, пользуясь суточными графиками только для двух дней в году — зимнего и летнего. Делают это следующим образом. На рисунке 3.3, а показан суточный график нагрузки зимнего, а на рисунке 3.3, б — летнего дней. Проводят на графиках пунктирные прямые, соответствующие нагрузкам Р1 Р2,..., Р12. Для каждого суточного графика можно определить, сколько часов действует данная (или большая) нагрузка Р;.

Если теперь предположить, что сельские потребители в среднем в течение года работают 200 дней по зимнему и 165 дней по летнему графикам, то продолжительность действия нагрузок Р1 Р2, ..., Р12 и больших их в течение года находят так:

Откладывая соответствующие точки в системе координат Р, t и соединяя их, получаем годовой график по продолжительности (рис. 3.3, в). На этом графике Рср — средняя годовая мощность, которая равна количеству энергии W, переданной за год (т. е. площади годового графика по продолжительности), деленной на полное число часов в году — 8760.

По графикам нагрузки объекта можно найти все параметры, необходимые для проектирования системы электроснабжения.

Для определения расчетной нагрузки на графике берут участок, где в течение не менее получаса мощность наибольшая. В тех случаях, когда максимум нагрузки на графике длится менее получаса, эквивалентная мощность

Для того чтобы найти расчетную нагрузку, выраженную полной мощностью Sэкв, необходимо знать коэффициент мощности нагрузки cos Фэкв в период ее максимума:

Расчетную нагрузку определяют в дневное и вечернее время отдельно.

По годовому графику нагрузки объекта по продолжительности (рис. 3.4) можно определить время использования максимальной нагрузки Т как основание прямоугольника, равновеликого по площади фигуре ABCD, высота которого равна расчетной максимальной нагрузке. Очевидно,что время

Зная расчетную нагрузку и время использования максимальной нагрузки, легко найти энергию, потребляемую объектом в течение года:

Этот параметр необходимо знать при выполнении технико-экономических расчетов.

Очевидно, что чем больше значение Т, тем лучше используют электроснабжающую установку. В пределе при нагрузке, неизменной в течение всего года и равной расчетной, Т= 8760 ч. В сельском хозяйстве нагрузка в течение суток и года сильно меняется и обычно значение T находится в пределах от 900 до 3400 ч.

Для всякого потребителя электроэнергии характерна его установленная (или номинальная) мощность Sy„, указанная в паспорте электрической лампы, электродвигателя или другой установки. Учитывают также присоединенную мощность, т. е. мощность, которую потребляет из сети электроприемник при его полной загрузке. Для всех электроприемников, кроме электродвигателей, присоединенная мощность Snp равна установленной Руст.

При большом числе электроприемников они обычно одновременно не работают. Поэтому расчетную мощность на вводе в помещения определяют как арифметическую сумму присоединенных мощностей электроприемников, умноженную на коэффициент одновременности ка < 1. Коэффициентом одновременности называют отношение расчетной нагрузки группы из нескольких электроприемников к сумме их максимальных нагрузок.

При использовании точных способов определения нагрузок требуются значительное количество исходных данных и большой объем вычислительной работы. Поэтому на практике широко применяют приближенные методы, с помощью которых можно сравнительно быстро находить нужные значения с погрешностью, обычно не превышающей ±10 %. Следует отметить, что для многих задач большая точность и не требуется, так как средний интервал между ближайшими стандартными сечениями проводов или ступенями мощности трансформаторов более чем в 2 раза превышает ±10%.

На основании статистической обработки большого опытного материала разработаны методические указания по расчету электрических нагрузок в сетях 0,38... 110 кВ сельскохозяйственного назначения, а также программы для использования при расчетах на электронно-вычислительных машинах. Далее изложены основные теоретические положения и результаты этой методики.

И. А. Будзко, Т. Б. Лещинская, В. И. Сукманов, Электроснабжение сельского хозяйства, М., Колос, 2000

Экспертиза

на главную