Obciążenia elektryczne
Obciążenie elektryczne każdy element sieci nazywany jest mocą, z jaką ten element sieci jest ładowany. Na przykład, jeśli moc 120 kW jest przesyłana kablem, wówczas obciążenie kabla również wynosi 120 kW. W ten sam sposób możemy mówić o obciążeniu szyny podstacji lub transformatora itp. Wielkość i charakter obciążenia elektrycznego zależy od odbiorcy energii elektrycznej, który można nazwać odbiorcą energii elektrycznej.
Najpopularniejszym i najważniejszym odbiornikiem w produkcji jest silnik elektryczny. Głównymi odbiorcami energii elektrycznej w przedsiębiorstwach przemysłowych są trójfazowe silniki prądu przemiennego. Obciążenie elektryczne silnika elektrycznego zależy od wielkości i charakteru obciążenia mechanicznego.
Obciążenia muszą być pokrywane ze źródła energii elektrycznej, jakim jest elektrownia. Zwykle między generatorem a odbiorcą energii elektrycznej istnieje wiele elementów sieci elektrycznej.Przykładowo, jeżeli silniki napędzające mechanizmy w warsztacie zasilane są z sieci 380 V, to w warsztacie lub w jego pobliżu powinna znajdować się warsztatowa podstacja transformatorowa, na której zainstalowane są transformatory zasilające instalacje warsztatowe (na pokrycie warsztat się ładuje).
Transformatory za pomocą kabli lub przewodów napowietrznych są zasilane albo z mocniejszej podstacji, albo z pośredniego punktu dystrybucji wysokiego napięcia lub, co często występuje w przedsiębiorstwach, z korporacyjnej elektrowni cieplnej. We wszystkich przypadkach pokrycie obciążenia jest realizowane przez generatory elektrowni. W takim przypadku ładunek ma minimalną wartość w punkcie końcowym, na przykład w sklepie.
W miarę zbliżania się do źródła zasilania obciążenie wzrasta z powodu strat energii w łączach transmisyjnych (w przewodach, transformatorach itp.). Najwyższą wartość osiąga się u źródła energii — przy generatorze elektrowni.
Ponieważ obciążenie jest mierzone w jednostkach mocy, może to być czynne Pkw, bierne QkBap i całkowite C = √(P2 + Q2) kVA.
Obciążenie można również wyrazić w jednostkach prądu. Jeżeli np. przez linię przepływa prąd Az = 80 A, to 80 A jest obciążeniem linii. Gdy prąd przepływa przez dowolny element instalacji, wytwarzane jest ciepło, w wyniku czego ten element (transformator, przetwornica, szyny, kable, przewody itp.) ulega nagrzaniu.
Dopuszczalna moc (obciążenie) tych elementów instalacji elektrycznej (maszyn, transformatorów, urządzeń, przewodów itp.) jest określona wartością dopuszczalnej temperatury.Prąd płynący przez przewody oprócz strat mocy powoduje straty napięcia, które nie powinny przekraczać wartości określonych w wytycznych.
W rzeczywistych instalacjach obciążenie w postaci prądu lub mocy nie pozostaje niezmienione w ciągu doby, dlatego w praktyce obliczeniowej wprowadza się pewne terminy i pojęcia dla różnych rodzajów obciążeń.
Znamionowa moc czynna silnika elektrycznego — moc wytwarzana przez silnik wałowy przy znamionowym napięciu i prądzie twornika (wirnika).
Moc znamionowa każdego odbiornika, z wyjątkiem silnika elektrycznego, jest to moc czynna P pobierana przez nongon (kW) lub moc pozorna Сn (kVA) przy napięciu znamionowym.
Moc paszportowa Rpasp odbiornika elektrycznego w trybie przerywanym zredukowana do znamionowej mocy ciągłej w cyklu pracy = 100% wg wzoru Pn = Ppaszport√PV
W tym przypadku PV wyraża się w jednostkach względnych, np. silnik o mocy nominalnej Ppaszport = 10 kW przy współczynniku wypełnienia = 25%, zredukowany do nominalnej mocy ciągłej = 100%, będzie miał moc Pn = 10√ 25 = 5 kW.
Moc znamionowa grupy (moc zainstalowana) — suma znamionowych (paszportowych) mocy czynnych poszczególnych pracujących silników elektrycznych, zredukowana do PV = 100%. Na przykład, jeśli Pn1 = 2,8, Pn2 = 7, Ph3 = 20 kW, R4 przechodzi = 10 kW w cyklu pracy = 25%, to Pn = 2,8 + 7 + 20 + 5 = 34,8 kW.
Obliczona lub maksymalna moc czynna, Pm, bierna Qm i całkowita Cm, a także maksymalny prąd Azm reprezentują największą ze średnich wartości mocy i prądów dla określonego okresu czasu, mierzonego 30 minut. W rezultacie oszacowana moc szczytowa jest inaczej nazywana mocą szczytową półgodzinną lub 30-minutową Pm = P30.W związku z tym Azm = Azzo.
Przybliżony prąd maksymalny Azm = I30 = √ (stm2 + Vm2)/(√3Unot Azm = I30 =Pm/(√3UnСosφ) gdzie V.osφ — średnia ważona wartość współczynnika mocy dla oczekiwanego czasu (30 minut)
Zobacz też: Współczynniki do obliczania obciążeń elektrycznych
Wyznaczanie obciążeń projektowych dla przedsiębiorstw przemysłowych i obszarów wiejskich
Grafika obciążenia elektrycznego jest zwykle nazywana graficzną reprezentacją zużytej energii w pewnym okresie czasu. Rozróżnij dzienne i roczne harmonogramy obciążenia. Wykres dobowy pokazuje zależność pobieranej mocy od pogody w ciągu dnia. Obciążenie (moc) jest ułożone pionowo, a godziny dnia są wyświetlane poziomo. Harmonogram roczny określa zależność pobieranej mocy od pory roku.
W swojej formie wykresy obciążeń elektrycznych dla różnych branż i konsumentów bardzo się od siebie różnią.
Konieczne jest rozróżnienie harmonogramów: obciążenia warsztatu i obciążenia magistrali w rozdzielni głównej własnej elektrowni lub podstacji. Te dwa wykresy różnią się od siebie przede wszystkim bezwzględnymi wartościami obciążeń godzinowych, a także ich wyglądem.
Harmonogram opon elektrowni (GRU) uzyskuje się poprzez zsumowanie obciążeń dla wszystkich sklepów przedsiębiorstwa i innych odbiorców, w tym odbiorców zewnętrznych. Jednocześnie straty mocy w transformatorach sklepowych i przewodach prowadzących do transformatorów należy dodać do obciążeń warsztatowych.To całkiem naturalne, że moc autobusów GRU znacznie przekracza moc każdej pojedynczej podstacji.
Przeczytaj więcej na ten temat tutaj: Krzywe obciążenia elektrycznego
Dla obciążeń elektrycznych budynków mieszkalnych: Dobowe krzywe obciążenia budynków mieszkalnych