Koeficienty pro výpočet elektrického zatížení
Úkolem výpočtu elektrických sítí je správně odhadnout hodnoty elektrické zátěže a výběr nejmenšího z možných průřezů vodičů, kabelů a přípojnic, kde by byly splněny standardizované podmínky s ohledem na:
1. topné dráty,
2. hustota ekonomického proudu,
3. elektrické jištění jednotlivých úseků sítě,
4. ztráty napětí v síti,
5. mechanická pevnost sítě.
Návrhová zatížení pro výběr průřezů vodičů jsou:
1. maximálně půl hodiny I30-pro výběr průřezů vytápění,
2. průměrné spínací zatížení Icm – pro výběr průřezů pro ekonomickou proudovou hustotu,
3. špičkový proud — pro výběr pojistek a nastavení proudu nadproudových jističů a pro výpočet ztráty napětí. Tento výpočet se obvykle scvrkává na určení ztráty napětí v napájecí síti při spouštění jednotlivých vysoce výkonných motorů s kotvou nakrátko a v trolejbusech.
Při volbě průřezů rozvodné sítě je bez ohledu na skutečnou zatížitelnost elektropřijímače vždy třeba zohlednit možnost jeho využití na plný výkon, a proto jmenovitý proud elektropřijímače brát jako jmenovitý proud. Výjimka je povolena pouze pro vodiče k elektromotorům, které nejsou vybrány pro vytápění, ale pro moment přetížení.
U distribuční sítě tak k vypořádání jako takovému nedochází.
Pro stanovení odhadovaného proudu v napájecí síti je nutné najít kombinované maximální nebo průměrné zatížení řady spotřebičů energie a zpravidla různých režimů provozu. V důsledku toho je proces výpočtu energetické sítě poměrně složitý a je rozdělen do tří hlavních po sobě jdoucích operací:
1. sestavení výpočtového schématu,
2. stanovení kombinovaného maximálního zatížení nebo jeho průměrných hodnot v jednotlivých úsecích sítě,
3. výběr sekcí.
Návrhové schéma, které je vývojem koncepce napájení nastíněné při uvažování o rozvodu elektrické energie, musí obsahovat všechny potřebné údaje týkající se připojovaných zátěží, délek jednotlivých úseků sítě a zvoleného typu a způsobu uložení. .
Nejdůležitější operace — stanovení elektrického zatížení na jednotlivých úsecích sítě — je ve většině případů založena na použití empirických vzorců. Koeficienty zahrnuté v těchto vzorcích závisí v největší míře na způsobu provozu spotřebitelů elektrické energie a jejich správné posouzení je velmi důležité, i když není vždy přesné.
Nesprávné stanovení koeficientů a tím i zátěží přitom může vést buď k nedostatečné šířce pásma sítě, nebo k neodůvodněnému zvýšení ceny celé instalace.
Než přejdeme k metodice určování elektrického zatížení pro energetické sítě, je třeba poznamenat, že koeficienty zahrnuté ve výpočtových vzorcích nejsou stabilní. Vzhledem k neustálému technologickému pokroku a rozvoji automatizace musí být tyto faktory pravidelně přezkoumávány.
Vzhledem k tomu, že samotné vzorce a koeficienty v nich obsažené jsou do určité míry přibližné, je třeba mít na paměti, že výsledkem výpočtů může být pouze určení pořadí výše úroků.Z tohoto důvodu přílišná úzkostlivost při aritmetických operacích je třeba se vyhnout.
Hodnoty a koeficienty zahrnuté ve výpočtových vzorcích pro určení elektrického zatížení
Instalovaná kapacita Ru znamená:
1. pro elektromotory s nepřetržitým provozem – jmenovitý výkon v katalogu (pas) v kilowattech, vyvinutý hřídelovým motorem:
2. pro elektromotory s přerušovaným provozem — jmenovitý výkon snížen na nepřetržitý provoz, tzn. na PV = 100 %:
kde PVN0M je jmenovitý pracovní cyklus v procentech podle katalogových údajů, Pnom je jmenovitý výkon při PVN0M,
3. pro transformátory elektrických pecí:
kde СХ0М je jmenovitý výkon transformátoru podle katalogových údajů, kVA, cosφnom je účiník charakteristický pro provoz elektrické pece při jmenovitém výkonu,
4. pro transformátory svařovacích strojů a přístrojů — podmíněný výkon snížený na nepřetržitý provoz, tzn. na PV = 100 %:
kde Snom je jmenovitý pracovní cyklus transformátoru v kilovoltampérech,
Pod připojeným napájením Ppr elektromotorů se rozumí výkon odebíraný motorem ze sítě při jmenovitém zatížení a napětí:
kde ηnom je jmenovitý výkon motoru v relativních jednotkách.
Průměrná aktivní zátěž pro nejvytíženější směnu Rav.cm a stejná průměrná jalová zátěž Qcp, cm jsou koeficienty dělené množstvím elektřiny spotřebované během maximálně zatížené směny (WCM, resp. VCM) dobou trvání směny v hodinách Tcm,
Průměrné roční aktivní zatížení Rav.g a stejné jalové zatížení Qcp.g jsou koeficienty vydělené roční spotřebou elektřiny (Wg, resp. Vg) roční pracovní dobou v hodinách (Tg):
Při maximálním zatížení je Rmax chápáno jako největší průměrné zatížení za určitý časový interval.
V souladu s PUE, pro výpočet tepelných sítí a transformátorů je tento časový interval nastaven na 0,5 h, to znamená, že maximální zatížení se předpokládá po dobu půl hodiny.
Rozlišujte maximální zatížení na půl hodiny: aktivní P30, kW, jalový Q30, kvar, plný S30, kVA a proud I30, a.
Špičkový proud Ipeak je okamžitý maximální možný proud pro daného spotřebitele elektrické energie nebo pro skupinu elektrických spotřebičů.
Pod faktorem využití pro změnu KI rozumíme poměr průměrného aktivního zatížení pro maximální zatížený výtlak k instalovanému výkonu:
Roční faktor využití je tedy poměr průměrné roční aktivní zátěže k instalovanému výkonu:
Maximálním faktorem Km se rozumí poměr aktivního půlhodinového maximálního zatížení k průměrnému zatížení pro maximálně zatíženou směnu,
Inverzní k maximálnímu koeficientu je koeficient plnění Kzap grafu
Faktor poptávky Ks je poměr aktivní půlhodinové maximální zátěže k instalovanému výkonu:
Pod součinitelem zařazení Kv se rozumí poměr pracovní doby přijímače opakovaného krátkodobého a dlouhodobého režimu provozu směny k době trvání směny:
U elektrických přijímačů určených pro nepřetržitý provoz při spínání je spínací faktor prakticky roven jednotce.
Faktor zatížení pro činný výkon K3 je poměr zatížení elektrického přijímače v daném čase Pt k instalovanému výkonu:
U elektromotorů, kde je instalovaný výkon chápán jako výkon hřídele, by bylo správnější přisuzovat Ki, Kv, K3 nikoli instalovanému, ale napájecímu zdroji připojenému k síti.
Pro zjednodušení výpočtů a také kvůli obtížím při zohlednění účinnosti zatížení elektromotorů se však doporučuje, aby se tyto faktory vztahovaly také na instalovaný výkon. Faktor poptávky rovný jednotce (Kc = 1) tedy odpovídá skutečnému zatížení elektromotoru ve výši η% plného zatížení.
Součinitel kombinace maximálního zatížení KΣ je poměr kombinovaného půlhodinového maximálního zatížení několika skupin elektrických spotřebičů k součtu maximálních půlhodinových zatížení jednotlivých skupin:
S aproximací přípustnou pro praktické účely lze předpokládat, že
a následně
