ЕЛЕКТРИЧНІ НАВАНТАЖЕННЯ

Визначення розрахункових електричних навантажень виконується, починаючи з нижчих і закінчуючи вищими ступенями системи електропостачання для вузлів СЕП напругою до 1 кВ і вище. Для прикладу рівні узагальнення навантажень у СЕП вугільних шахт наведені на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Ієрархічні рівні опису СЕП гірничого підприємства: 1а, Па, Ша, ІУа - ступені розподілу ЕЕ в підземній частині СЕП; 16,116, V-те ж у СЕП на поверхні підприємства; 1-6 - рівні (вузли) узагальнення навантажень у СЕП: 1а, 16 - відповідно підземні й поверхневі РП напругою до 1 кВ; 2а, 26 - КТПВ, ТП і стаціонарні установки; За - РПП-6; 4а - ЦПП; 5 - ГЗП (ЦРП); 6 - підстанції енергосистем

Аналіз формул для визначення основних показників ГЕН дає підстави стверджувати, що між відомими величинами активних навантажень існує співвідношення

де - відповідно номінальна, максимальна з усереднених за 30 хв (30-хвилинний максимум), середньоквадратична та середня потужність групи електроприймачів.

Номінальна потужність приймачів електроенергії, яка є присутньою у виразі (3.1), - досить достовірна вихідна величина для розрахунку електричних навантажень. Тому сумарна номінальна потужність всіх електроприймачів у групі (групова номінальна потужність ЕП, зведена до тривалості включення 100 %) дає першу грубу оцінку можливої верхньої межі значень розрахункового групового навантаження. З іншого боку, середнє навантаження групи приймачів електроенергії дозволяє приблизно оцінити нижню межу можливих її значень.

Цілком очевидно, що організація роботи, кількість, склад, потужність і енергетичні характеристики застосовуваних машин і механізмів у різних галузях мають свої особливості. Тому різними для них є як графіки електричних навантажень, так і їхні показники.

Специфіка електропостачання й ступінь вивченості електрогосподарства по галузях наклала свій відбиток також на методичну й інформаційну основу розрахунку електричних навантажень. Приміром, у металургії й машинобудуванні основним (нормативним) для визначення розрахункових навантажень під час проектування СЕП став метод упорядкованих діаграм (метод коефіцієнта максимуму); у гірничодобувній промисловості, у тому числі вугільній, найбільш широко використовується метод коефіцієнта попиту. Метод простий і наочний, однак має низку істотних недоліків. Нормативно-довідкова література містить значення коефіцієнта попиту поза залежністю від кількості технологічно пов’язаних електроприймачів у групі; групові коефіцієнти попиту й потужності приймаються однаковими для всього різноманіття умов, хоча ясно, що це допущення; межі зміни коефіцієнта участі в максимумі дуже широкі. Наприклад, для електроприймачів дільниць, що живляться від РПП-6 кВ (див. рис. 3.1, рівень За) К = 0,65-0,85; метод у вихідному вигляді не враховує заходи щодо ущільнення (вирівиювання) графіків електричних навантажень. Все це на стадії проектування призводить до завищення (на десятки відсотків) 30-хвилинного максимуму для більшості об’єктів на всіх ступенях розподілу електроенергії - від окремої дільниці до шахти в цілому.

Відповідно до методу коефіцієнта попиту розрахункові навантаження (активна - , реактивна - і повна - ) для групи однорідних по режиму роботи електроприймачів, об’єднаних технологічним процесом, визначаються з виразів:

де - коефіцієнт попиту; відповідає характерному для даної групи приймачів , що приймається з бази даних інформаційного забезпечення для цього методу.

Значення коефіцієнта попиту у формулі (3.2) для електроприймачів напругою 0,38-6,0 кВ основних об’єктів, крім ЕП добувних і підготовчих дільниць, зведені в табл. 3.1, для допоміжних виробництв, крім освітлення, - у табл. 3.2.

Наведені в табл. 3.1 узагальнені коефіцієнти попиту для очисних і підготовчих робіт застосовуються під час розрахунку навантажень РПП-6, ЦПП, ГЗП (рівні узагальнення відповідно За, 4а, 5 на рис. 3.1). Під час розрахунку навантажень дільниць очисних і підготовчих робіт коефіцієнти попиту необхідно визначати за відповідними формулами (наведені нижче).

Оскільки в дійсності коефіцієнт попиту залежить не тільки від співвідношення номінальних потужностей, але й умов роботи найбільш потужних ЕП, то одержуваний за допомогою моделі (3.6) результат завжди буде мати похибку. Однак такий підхід через відносну простоту був використаний інститутом Центродіпрошахт для урахування особливостей формування графіка навантаження та уточнення коефіцієнта попиту для визначення розрахункового максимуму ЕП очисних і підготовчих дільниць.

Уточнені коефіцієнти одночасності наведені в табл. 3.3. Досягнуто це за рахунок прямого урахування залежності коефіцієнта одночасності від кількості груп ЕП (приєднань), що входять у розглянутий вузол навантаження.

Для установок з електродвигунами напругою 6 (10) кВ і транспорту (шахтні піднімальні установки, вентилятори, компресори, насоси, кондиціонери, електровозна відкатка й конвеєрний транспорт) розрахунок електричних навантажень рекомендується робити за технологічними характеристиками (швидкістю руху, необхідною продуктивністю та ін.) і графіками роботи.

Як показує практика, урахування технологічного графіка роботи установок істотно підвищує вірогідність визначення максимальних навантажень для вибору параметрів елементів СЕП. При цьому більш коректно визначається також ККД електродвигунів і мережі.

Вентиляторні установки. Потужність вентиляторної установки визначається сукупністю трьох взаємозалежних величин:

1) кількістю повітря Q, що подається в шахту для вентиляції, м³/с;

2) статичним напором h„ (депресією), необхідним для подолання опорів мережі гірничих виробок, Па;

3) статичним ККД вентилятора т]_ст, що залежить від подачі вентилятора.

Аналогічний підхід використовується під час визначення розрахункових навантажень компресорних станцій, кондиціонерів, шахтних водовідливних і холодильних установок, насосних гідрозакладного комплексу. Специфіка виявляється в особливостях схем розподілу стисненого повітря, гідравлічних схем насосних установок, схем кондиціювання, кількості робочих агрегатів, а також у використанні цих установок для регулювання графіків електроспоживання.

Під час підрахунку електричних навантажень на шинах 6 кВ РПП, ЦПП, ГЗП (рівні узагальнення навантажень За, 4а, 5 відповідно) підсумовування навантажень, створюваних стаціонарними установками з різкоперемінним графіком навантаження, необхідно робити з урахуванням імовірності збігу періодів їхньої роботи за допомогою коефіцієнта одночасності максимумів навантажень (див. табл. 3.3).

Розрахунок електричних навантажень електроприймачів В Г Р провадиться методом питомої витрати електроенергії, що визначається за технологічними характеристиками гірничих машин, комплексів і установок і коефіцієнтом форми графіків навантажень. Застосовується метод для екскаваторів, відвалоутворювачів, відвальних мостів, конвеєрів, залізничного транспорту, бурових верстатів, компресорів, установок гідромеханізації та водовідливу.

Для інших електроприймачів середньозмінне навантаження як основна складова розрахункового максимуму визначається за допомогою відповідних коефіцієнтів використання.

Методика розрахунку електричних навантажень і значення розрахункових коефіцієнтів наведені в галузевих керівних матеріалах.

Розрахункове навантаження шахти, розрізу (рівень 5, рис. 3.1). Для визначення електричного навантаження на попередніх стадіях проектування («Проектні пророблення», ТЕО, ТЕР) можуть використовуватися бази даних по питомих витратах електричної енергії конкретних родовищ, басейнів і АТ.

Таблиця 3.4