Электрическая нагрузка — это нагрузка создаваемая в электрической сети

Электрическая нагрузка — это нагрузка создаваемая в электрической сети включенными для работы в сети электроприемниками, она выражается в единицах тока или мощности. Электроприемники присоединяются к электрическим сетям в одиночку или группами. В состав группы могут входить электроприемники как одинакового, так и различного назначения и режима работы. Режим работы системы электроснабжения одинаковых приемников или их групп зависит от режима работы или сочетаний режимов работы одиночных приемников или их групп.

В процессе работы электроприемников характер нагрузки в сети может оставаться неизменным, изменяться в отдельных или всех фазах, сопровождаться появлением высших гармоник тока или напряжения. В связи с этим нагрузку в сети можно разделить на спокойную симметричную (преобладающее большинство трехфазных электроприемников), резкопеременную, несимметричную и нелинейную.

К специфическим нагрузкам относятся резкопеременная, нелинейная и несимметричная нагрузка.

Резкопеременная нагрузка характеризуется резкими набросами и провалами мощности или тока. Несимметричная нагрузка характеризуется неравномерной загрузкой фаз. Она вызывается однофазными и реже трехфазными приемниками с неравномерной загрузкой фаз. При несимметричной нагрузке в сети возникают токи прямой, обратной и нулевой последовательности. Нелинейная нагрузка создается электроприемниками с нелинейной вольт-амперной характеристикой. При нелинейной нагрузке в сети появляются высшие гармоники тока или напряжения, искажается синусоидальная форма тока или напряжения.

Специфические нагрузки обычно создаются электродуговыми печами, сварочными установками, полупроводниковыми преобразовательными установками. Эти установки, в основном, принадлежат промышленным предприятиям. Учитывая связь электрических сетей промышленных предприятий и сетей сельскохозяйственного назначения через трансформаторные подстанции, можно считать, что специфические нагрузки промышленных предприятий оказывают влияние и на электрические сети сельскохозяйственного назначения.

Электроприемники сельскохозяйственного назначения по мощности подразделяются на три группы:

1. Большой мощности (больше 50 кВт)

2. Средней мощности (от 1 до 50 кВт)

3. Малой мощности (до 1 кВт).

Некоторые приемники используют для работы постоянный ток и токи повышенной (до 400 Гц) или высокой частоты (до 10 кГц).

Во время работы одни группы приемников могут допускать перерывы в электроснабжении, в то же время перерыв в электроснабжении других недопустим. По надежности и бесперебойности электроснабжения электроприемники делятся на три категории.

К первой категории относятся электроприемники и комплексы электроприемников, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб (повреждение основного оборудования), расстройство технологического процесса. Эти приемники должны иметь возможность обеспечения электроэнергией не менее чем от двух независимых источников питания. Нарушение их электроснабжения допускается только на время автоматического восстановления электроснабжения от второго источника.

Ко второй категории относятся электроприемники и комплексы электроприемников, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недовыпуску продукции, простоям рабочих и механизмов.

Электроснабжение приемников второй категории должно обеспечиваться от двух независимых источников питания. Перерыв в электроснабжении допускается на время, необходимое для автоматического и оперативного переключения на второй источник.

К третьей категории относятся электроприемники и комплексы электроприемников, не попадающие под определения первой и второй категорий. Электроснабжение их может осуществляться от одного источника питания. Перерыв электроснабжения допускается на время проведения восстановительных работ, но не более одних суток.

Потреблением из сети не только активной, но также и реактивной мощности сопровождается работы подавляющего большинства электроприемников. Преобразуется активная мощность в механическую мощность на валу рабочей машины или теплоту, а на создание магнитных полей в электроприемниках расходуется реактивная мощность. Основными ее потребителями являются трансформаторы, асинхронные двигатели, индукционные печи, в которых отстает ток по фазе напряжения. Характеризуется потребление реактивной мощности коэффициентом мощности сosφ, представляющим отношение активной мощности Р к полной мощности S. Является удобным показателем коэффициент реактивной мощности tgφ, который выражает отношение реактивной мощности Q к активной Р (показывает, происходящее потребление реактивной мощности на единицу активной мощности).

Установки с опережающим током являются источниками реактивной мощности. Их применяют для компенсации реактивной нагрузки с индуктивным характером цепи.

Таким образом, нагрузка в электрической сети представляется активными и реактивными нагрузками.

При возникновении электрической нагрузки в распределительной сети, может возникать нагрев токоведущих частей – проводов, кабелей, коммутационных аппаратов, обмоток электродвигателей и трансформаторов. Чрезмерный их нагрев может привести к преждевременному старению изоляции и ее износу. В связи с этим температура токоведущих частей не должна превышать допустимых значений. Сечение проводов и кабелей, коммутационных аппаратов должно выбираться по допустимому току нагрузки. Для определения допустимого (расчетного) тока нагрузки должна быть определена расчетная мощность нагрузки.

За расчетную нагрузку при проектировании и эксплуатации солнечной электростанции принимается такая неизменная во времени нагрузка Iрсч, которая вызывает максимальный нагрев токоведущих и соседних с ними частей, характеризующийся установившейся температурой. Нагрев не должен превышать допустимого значения. Обычно установившееся тепловое состояние для большинства проводов и кабелей наступает за 30 минут (около трех постоянных времени нагрева – 3Т, т. е. постоянная времени нагрева Т = 10 мин). В установках с номинальным током нагрузки более 1000 А установившаяся температура достигается за время не менее 60 мин.

Активная мощность – это среднее значение мощности за полный период. Активная мощностью называют полезную мощность, которая расходуется на совершение работы – преобразование электрической энергии в другие виды энергии (механическую, световую, тепловую). Измеряется в Ваттах (Вт).

Максимальная мощность – это величина мощности, обусловленная составом энергопринимающего оборудования и технологическим процессом потребителя, исчисляемая в

Мгновенная мощность – мощность в данный момент времени. В общем случае это скорость потребления энергии. Различают среднюю мощность за определенный промежуток времени и мгновенную мощность в данный момент времени. В электроэнергетике под понятием мощность понимается средняя мощность.

Полная мощность – это геометрическая сумма активной и реактивной мощности (см. Треугольник мощностей). Измеряется в Вольт-Амперах (ВА).

Присоединенная мощность – это совокупная величина номинальной мощности присоединенных к электрической сети (в том числе и опосредованно) трансформаторов и энергопринимающих устройств потребителя электрической энергии, исчисляемая в МВт.

Расчетная мощность – величина ожидаемой мощности на данном уровне электроснабжения. Данная мощность является важнейшим показателем, поскольку исходя из неё выбирается электрооборудование. Расчетная мощность показывает фактическую величину потребления энергопринимающими устройствами и зависит от конкретного потребителя (многоквартирные дома, различные отрасли производства). Получение величины расчетной мощности представляет собой сложную задачу, в которой должны учитываться различные факторы, такие как сезонность нагрузки, особенности технологии. На основании статистических данных разработаны таблицы коэффициентов использования, по которым величина расчетной мощности находится как произведение установленной мощности на коэффициент использования.

Реактивная мощность – это мощность, которая обусловлена наличием в электрической сети устройств, которые создают магнитное поле (емкости и индуктивности). Интерес представляет не само магнитное поле, а характер прохождения по таким элементам переменного тока, а именно появление фазового сдвига между приложенным напряжением и током в элементах сети, таких как (электродвигатели, трансформаторы, конденсаторы).

Реактивная мощность в сети может быть, как избыточная, так и дефицитная это обусловлено характером установленного оборудования. Избыточная реактивная мощность (преобладает емкостной характер сети) приводит к повышению напряжения сети, в то время как дефицитная (преобладание индуктивного характера сети) к снижению напряжения. Поскольку в распределительных сетях в большинстве случаев индуктивность преобладает над емкостью, т.е. имеется дефицит реактивной мощности, то в сеть искусственно вносятся емкостные элементы, призванные скомпенсировать индуктивный характер сети, как следствие уменьшить фазовый сдвиг между напряжением сети и током, а это значит передать потребителю в большей степени только активную мощность, а реактивную «сгенерировать» на месте. Этот принцип широко используют сетевые компании, обязывающие потребителей устанавливать компенсационные устройства, однако же установка данных устройств нужна в большей степени сетевой компании, а не каждому потребителю в отдельности. Измеряется в Вольт-Амперах реактивных (ВАр).

Трансформаторная мощность – это суммарная мощность трансформаторов энергопринимающих устройств потребителя электрической энергии исчисляемая в МВт.

Установленная мощность – алгебраическая сумма номинальных мощностей электроустановок потребителя. Наибольшая активная электрическая мощность, с которой электроустановка может длительно работать без перегрузки в соответствии с техническими условиями или паспортом на оборудование.

 Заявленная мощность – это предельная величина потребляемой в текущий период регулирования мощности, определенная соглашением между сетевой организацией и потребителем услуг по передаче электрической энергии, исчисляемая в мегаваттах.

1. Электрические нагрузки

1. Электрические нагрузки.

2. Установленная мощность разнохарактерных преемников.

3. Коэффициенты загрузки, включения и использования.

4. Показатели электроприемников.

5. Категории потребителей электроэнергии.

6. Нагрев проводников токовой нагрузкой.

7. Расчет электрических нагрузок.

8. Расчет электрических нагрузок группы приемников, работающих согласованно.

9. Расчет электрических нагрузок группы приемников, работающих в перем. режиме.

10. Эффективное число приемников.

11. Пусковая и толчковая мощность.

12. Классификация электрических сетей.

13. Элементы воздушных линий.

14. Линейная арматура.

15. Опоры. Виды опор.

16. Кабели. Устройство кабеля до 1 кВ.

17. Прокладка кабельных линий.

18. Маркировка кабелей.

19. Падение и потеря напряжения в линии.

20. Потери мощности в линии.

21. Регулирующий эффект нагрузки.

22. Компенсация реактивной мощности.

23. Батареи конденсаторов.

24. Синхронные компенсаторы. Реакторы.

25. Продольная и поперечная компенсация.

26. Регулирование напряжения.

27. Трансформаторы цеховых ТП.

28. Трансформаторы с РПН.

29. Линейные регулировочные трансформаторы.

30. Центральные РП.

31. ТП с блоком высоковольтного транзита.

32. Регулирование напряжения сети изменением сопротивления.

33. Режимы нейтрали сети. Сеть с изолированной нейтралью.

34. Сеть с глухозаземленной нейтралью.

35. Сеть с заземленной через реактор нейтралью.

36. Схемы сетей IT

37. Схемы сетей TT.

38. Схемы сетей TN-C

39. Схемы сетей TN- S

40. Схемы сетей TN-C-S.

41. Физическая сущность КЗ.

42. Расчетные условия КЗ.

43. Допущения при расчете токов КЗ.

44. Расчет тока трехфазного КЗ.

45. Расчет тока КЗ в сети до 1 кВ.

46. Выбор аппаратов и проводников по режиму КЗ.

47. Электродинамическая стойкость аппаратов.

48. Регулирование токов КЗ.

49. Защита сетей НН.

50. Защита сетей ВН.

51. Защита от грозовых перенапряжений.

53. Вентильные разрядники и ограничители ОПН.

54. Защита от грозовых перенапряжений (см 51).

55. Защита металл. частей подземных кабелей от коррозии блуждающими токами.

Электрической нагрузкой согласно ГОСТ называют мощность, потребляемую электрической установкой в данный момент времени. Измеряется в кВт и МВт.

Для переменного тока говорят о полной, активной и реактивной нагрузках. На практике понятие электрической нагрузки распространяется на электрический ток и сопротивление. Большое сопротивление – малая нагрузка, и наоборот.

Электрические нагрузки в системах энергоснабжения могут быть неизменными или переменными. Изменение нагрузки во времени изображается с помощью графиков нагрузки.

Пропускную способность элементов системы электроснабжения и мощность источников электрической энергии выбирают по мах или среднему за определенный промежуток времени значению нагрузки, которую называют расчетной нагрузкой. Для расчета электрических нагрузок необходимо знать показатели электроустановок.

2. Установленная мощность разнохарактерных приемников

Установленная мощность разнохарактерных групп электроприемников суммируется после приведения их к одинаковым условиям. Для двигателей, работающих в повторно-кратковременном режиме установленная мощность

где ПВ – относительная продолжительность включения.

3. Коэффициенты загрузки, включения и использования

Режим работы электроприемников может быть длительным, кратковременным и повторно-кратковременным.

Коэффициент включения

где t _В – время включения состояния;

t — рассматриваемый промежуток времени.

Коэффициент загрузки

где – фактическая мощность.

Коэффициент использования

4. Показатели приемников

Различают по:

• род тока: электроприемники постоянного, переменного и импульсного тока.

Электроприемники постоянного тока вместе с преобразователями рассматриваются как комплексные электроприемники переменного тока.

Для питания электроприемников импульсного тока применяют индивидуальные преобразователи с конденсаторами.

• число фаз: одно-, 3х-, 5и-, 6ифазные электроприемники. Однофазные – освещение; 3хфазные – двигатели; 5и-, 6ифазные – шаговые двигатели.

• частота: в России, Европе – 50 Гц; в США, Африке, Азии – 60 Гц. Магнитный поток АД, трансформаторов, дросселей одинаковой мощности при частоте 60 Гц на 17% ниже, чем при 50 Гц, соответственно ниже сечение магнитопровода, масса, длина витков обмотки. В то же время на 20% увеличивается индуктивное сопротивление, это приводит к увеличению потерь мощности.

Применяется повышенная частота:

240 Гц – в электроинструментах для снижения массы;

20 кГц – для расплавления металла;

40 кГц – для питания люминесцентных ламп;

• установленная мощность. Установленная мощность разнохарактерных групп электроприемников суммируется после приведения их к одинаковым условиям. Для двигателей, работающих в повторно-кратковременном режиме установленная мощность

где ПВ – относительная продолжительность включения.

• напряжение. Низким считается напряжение до 1 кВ (НН), высоким – свыше 1 кВ (ВН). Малое рабочее напряжение – до 42 В переменного, 110 В постоянного тока.

• потребление реактивной мощности.

Коэффициент мощности считается высоким, если он превышает 0,85; средним – 0,65-0,85, низким – ниже 0,65. Чем выше коэффициент мощности, тем лучше, т.к. активная мощность совершает работу, а реактивная – нет.

• пусковые токи электроприемников. Их надо знать для правильного выбора пропускной способности элементов энергоснабжения. Пусковые токи считаются существенными, если их учет приводит к корректировке параметров системы электроснабжения (сечение проводников, ток срабатывания аппарата защиты, …). Пусковые токи существенны у АД (достигают семикратных значений от номинального) и у конденсаторных батарей (достигают 20-кратных значений от номинального).

• режимы работы электроприемников. Режим работы электроприемников может быть длительным, кратковременным и повторно кратковременным.

Коэффициент включения

– время включения состояния, t – рассматриваемый промежуток времени.

Коэффициент загрузки – фактическая мощность.

Коэффициент использования

Инструкция по производству замеров нагрузок силовых трансформаторов | СРС

• трансформатор
• служебная
• РЭС

электрические сети
СЛУЖБА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

ИНСТРУКЦИЯ
по производству замеров нагрузок
силовых трансформаторов

Инструкцию должны знать:

Начальник РЭС, гл. инженер РЭС,
мастер участка, начальник и ИТР СРС,
оперативные работники, оперативно — производственные работники
электромонтеры по эксплуатации P/C

1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

1.1. Контроль за напряжением и нагрузкой производится путем измерения и их анализа, а также путем учета заявлений на ненормальный режим работы сетей, поступающих от потребителей. Измерения позволяют определить нагрузки линий и трансформаторов, выявить перегруженные и не догруженные элементы оборудования, определить правильность и экономичность эксплуатации распредсетей.
1.2. Основная работа по контролю за напряжением и нагрузками в сети и устранение ненормальных режимов выполняется персоналом районов электрических сетей. Техническое руководство осуществляется персоналом службы распределительных сетей электрических сетей. Анализ замеров осуществляет руководство районов электрических сетей.

2.ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОИЗВОДСТВО ЗАМЕРОВ.

2.1. Замер нагрузки и напряжения на стороне 0,4кВ производится с помощью стационарных приборов или переносных вольтметров, специальных токоизмерительных клещей. Измерения может производить один работник с группой III.
2.2. На оборудовании напряжением выше 1000В токи нагрузки и напряжение измеряется только с помощью стационарных приборов, присоединенных через измерительные трансформаторы. Допускается измерение нагрузок в электроустановках
6-10 кВ переносными токоизмерительными клещами с обязательным применением
диэлектрических перчаток. Измерения должны производить по распоряжению два работника: один с группой IV, второй — с группой III.
2.3. Измерения следует производить, как правило, с пола стоя на изолирующем основании.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ:
– производить измерения находясь на опоре ВЛ;
– производить измерения в неустойчивом и неудобном положении;
– склоняться к прибору для отсчета показаний.
2.4.Работники, производящие измерения должны быть обучены безопасным приемам производства измерений, путем проведения обучения и перед производством измерений проинструктированы.
2.5. Все операции связанные с измерениями, следует производить соблюдая осторожность. Во время производства измерений на касаться токоведущих частей соседних фаз.
При малых изоляционных расстояниях между фазами, близко расположенные токоведущие части должны быть ограждены.
2.6.Токоизмерительные клещи перед началом измерений необходимо полностью собрать и проверить их исправность. Губки клещей — должны плотно соединяться, так как неплотное соединение дает погрешность в измерении тока в сторону уменьшения его значения.
2.7.Согласно правил технической эксплуатации электрических станций и сетей измерение нагрузок и напряжений производится не реже 2-х раз в год в период максимальных и минимальных нагрузок.
2.8. Замеры в максимумы нагрузок служат для определения режима работы трансформаторов в период максимума нагрузки, а также контроля напряжения, они служат основой для составления мероприятий по своевременной подготовке в течении летнего периода к максимуму нагрузки следующего года.
2.9. Замеры в летний период позволяют определить возможности отключений части силовых трансформаторов для уменьшения потерь в сети. На основе замеров в зимний период выявляют ненормальности в работе силовых трансформаторов, а именно: перегруз, перекос нагрузок по фазам.
2.10. Для измерения нагрузки и напряжения бригада должна иметь:
2.10.1. Токоизмерительные клещи;
2.10.2. Переносной вольтметр;
2.10.3. Диэлектрические перчатки;
2.10.4. Переносной аккумуляторный фонарь;
2.10.5. Защитные очки;
2.10.6. Журнал для записи измерений.
2.11. При производстве замеров до 1000В определяются следующие величины:
2.11.1. Измеряется нагрузка на каждой фазе и нулевом проводе силовых трансформаторов и на каждой фазе отходящей линии. Разрешается последовательно измерять нагрузку во всех проводниках одной фазы, если она состоит из нескольких параллельных проводников, а затем просуммировать ее.
2. 11.2.Измеряется напряжение при линейном напряжении 220в и ниже между фазами и каждой фазы по отношению к земле. При линейном напряжении 380В между фазой и нулевым проводом и между фазами.
2.12. Результаты измерений должны сразу же фиксироваться на месте измерений. Необходимо добиваться наибольшей точности и правильности производства отсчета на измерительных приборах. Для этого желательно, чтобы все отсчеты на приборах во время измерений выполнял наиболее опытный работник.
Крайние пределы шкалы прибора должны превышать максимальную ожидаемую величину в 1,5-2 раза.

3. Оформление документации.

3.1. Основным документом для этого служит журнал замера нагрузки (приложение 1). Журнал замера нагрузок хранится на ОДГ РЭСа.

4.Использование результатов измерений.

4.1. Результаты измерений нагрузки и напряжения дают возможность учета и текущего анализа состояния установленного в сети оборудования .
Особое внимание должно быть уделено учету перегруженных трансформаторов и линий. Персоналу следует принимать все меры, чтобы в кратчайшие сроки устранить перегрузки оборудования и отклонение напряжения от нормальных величин.
4 2. Мероприятия по перегруженным трансформаторам должны разрабатываться по каждому трансформатору в отдельности.
4.3. Мероприятия по устранению перекоса фаз следует производить только для трансформаторов, загруженных выше 30% номинальных мощностей, в трансформаторах с нагрузкой линии 30% номинальной мощности величина нагрузочных потерь незначительно превышает потери холостого хода и поэтому увеличением потерь в трансформаторах при несимметрии нагрузок можно пренебречь.
4.4. В качестве основного средства регулирования напряжения следует применять:
4.4.1. Переключение ответвлений обмоток на трансформаторах.
4.4.2. Замена трансформаторов работающих с перегрузом.
4.4.3. Реконструкция сети высокого и низкого напряжения
4. 4.4. Строительство трансформаторной подстанции 6-10/0,4кВ в районах с заниженным уровнем напряжения.
4.5. С целью своевременной подготовки к максимуму нагрузки следующего года район электрических сетей на основании результатов замеров в осенне-зимний период составляет план мероприятий на летний период. В план должны войти только те мероприятия, которые по объему работ или другим причинам не могли быть выполнены в зимний период.
Указанные в плане мероприятия выполняются эксплуатационным персоналом и отражаются в ежемесячный и годовых эксплуатационных планах.

Приложение №1
Форма журнала замеров нагрузки

• Назад
• Вперед

org/BreadcrumbList»>
• Вы здесь:  
• Главная
• Инструкции
• Распределительные сети
• Служебные
• Инструкция по производству замеров нагрузок силовых трансформаторов

Читать также:

• Положение о ЦРТ
• Положение о ЦРО
• Положение об оперативно-выездной бригаде района электрических сетей
• Инструкция по учету дефектных опор
• Комплексы работ по техническому обслуживанию и капитальному ремонту оборудования

Что такое электрическая нагрузка? Типы, расчеты и примеры

« Электрическая нагрузка » относится к электрическому компоненту или оборудованию, которое потребляет реальную энергию и преобразует электричество в другую форму энергии, такую ​​как тепло, свет или движение.

Содержание

Электрическая нагрузка Пример

• лампочки
• бытовая техника
• двигатели
• компоненты цепи управления, такие как контакторы и реле
• электрические трансформаторы

Три фундаментальных нагрузки присутствуют в схемах:

1. емкостные
2. Индуктивный
3. Резистивные нагрузки

Резистительные нагрузки

 @inproceedings{Hyvrinen2008ElectricalNA,
  title={Электрические сети и экономия на плотности нагрузки},
  автор={Маркку Хив{\"а}ринен},
  год = {2008}
}