Παράγοντες που επηρεάζουν το μέγεθος και το γράφημα του ληφθέντος φορτίου από μια ομάδα ηλεκτρικών καταναλωτών
Το φορτίο που προκύπτει σε κάθε στοιχείο μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης (γραμμή, μετασχηματιστής, γεννήτρια), κατά κανόνα, δεν είναι ίσο με το άθροισμα των ονομαστικών δυνάμεων των συνδεδεμένων ηλεκτρικών δεκτών και δεν είναι σταθερή τιμή. Ως επί το πλείστον, το φορτίο αλλάζει συνεχώς στο χρόνο από ένα ορισμένο μέγιστο σε ένα ελάχιστο, ανάλογα με τη λειτουργία φορτίου καθενός από τους συνδεδεμένους ηλεκτρικούς δέκτες και τον βαθμό σύμπτωσης των περιόδων μεταγωγής τους.
Ανάλογα με τον τεχνολογικό τρόπο λειτουργίας χρονοδιάγραμμα χρέωσης κάθε καταναλωτής ηλεκτρικής ενέργειας, ακόμη και μέσα σε έναν κύκλο λειτουργίας, αλλάζει συνεχώς. Οι κορυφές φορτίου διαφέρουν ως προς το μέγεθος και τη διάρκεια. Αυτά αντικαθίστανται από χαλάρωση και κατά τις περιόδους πέδησης, οι κινητήρες σε ορισμένες περιπτώσεις μετατρέπονται από καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας σε γεννήτριες, δίνοντας την ενέργεια πέδησης στο δίκτυο.
Επομένως, ακόμη κι αν όλοι οι καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας ήταν ταυτόχρονα ενεργοποιημένοι και λειτουργούσαν με πλήρες φορτίο, τότε ακόμη και τότε το φορτίο που προκύπτει, κατά κανόνα, δεν μπορεί να είναι σταθερή τιμή και ίσο με το άθροισμα ονομαστική αντοχή όλες τις σχετικές ηλεκτρικές συσκευές. Αλλά επιπλέον, υπάρχει μια σειρά από άλλους παράγοντες που καθορίζουν τη μεταβλητή φύση του φορτίου που προκύπτει και την περαιτέρω μείωσή του.
Ονομαστική ή εγκατεστημένη ισχύς του ηλεκτρικού δέκτη αυτή είναι η ισχύς που υποδεικνύει ο κατασκευαστής στο διαβατήριό του, δηλαδή η ισχύς για την οποία έχει σχεδιαστεί ο ηλεκτρικός δέκτης και την οποία μπορεί να αναπτύξει ή να καταναλώσει για μεγάλο χρονικό διάστημα υπό ορισμένες περιβαλλοντικές συνθήκες στην ονομαστική τάση και τον τρόπο λειτουργίας για τον οποίο είναι σχεδιασμένο.
Για τους ηλεκτρικούς κινητήρες, η ονομαστική ισχύς εκφράζεται σε κιλοβάτ που εφαρμόζεται στον άξονα. Στην πραγματικότητα, η ισχύς που καταναλώνει το δίκτυο είναι μεγαλύτερη με το ποσό των απωλειών. Για άλλους καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας, η ονομαστική ισχύς εκφράζεται σε κιλοβάτ ή σε κιλοβολτ-αμπέρ που καταναλώνονται από το δίκτυο (βλ. Γιατί η ισχύς του μετασχηματιστή μετριέται σε kVA και του κινητήρα σε kW).
Προκειμένου να αποφευχθούν σφάλματα, είναι απαραίτητο κατά την εξέταση των υφιστάμενων εγκαταστάσεων να προσδιοριστούν οι συντελεστές σχεδιασμού, καθώς και κατά το σχεδιασμό νέων εγκαταστάσεων, να συνοψιστεί η ονομαστική ισχύς των ηλεκτρικών καταναλωτών που εκφράζεται στις ίδιες μονάδες μέτρησης. Συμφωνήθηκε ότι θα πρέπει να εκφράζονται σε ονομαστικά κιλοβάτ συνεχούς λειτουργίας.
Σε αυτήν την περίπτωση: για τους ηλεκτροκινητήρες, αθροίζονται οι ονομαστικές ισχύς, όχι η ισχύς που καταναλώνουν από το δίκτυο. Με άλλα λόγια, η απόδοση των ηλεκτροκινητήρων παραμελείται, καθώς δεν μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τα αποτελέσματα λόγω της μικρής διαφοράς τιμών, και αφού οι υπολογισμένοι συντελεστές αποκαλύπτονται σε υπάρχουσες εγκαταστάσεις με την ίδια υπόθεση. η ονομαστική ισχύς των ηλεκτρικών δεκτών με συνεχή λειτουργία, εκφρασμένη σε κιλοβολτ-αμπέρ, μετατρέπεται σε κιλοβάτ σύμφωνα με τα στοιχεία του διαβατηρίου με ονομαστικό συντελεστή ισχύος.
Αν και οι τυποποιημένες διαστάσεις των τεχνολογικών μηχανών και συσκευών είναι τυποποιημένες, αλλά ακόμη και για μεγάλης κλίμακας παραγωγή και αυτόματες γραμμές με συνεχή τεχνολογική διαδικασία, δεν είναι δυνατό να επιλέξετε μηχανές που να ταιριάζουν ακριβώς σύμφωνα με την ονομαστική χωρητικότητα για μια δεδομένη τεχνολογική μονάδα.
Επιπλέον, δεν είναι δυνατό να γίνει αυτό σε εγκαταστάσεις με μεταβλητή τεχνολογική διαδικασία, για τις οποίες τα μηχανήματα επιλέγονται σκόπιμα από τους τεχνολόγους, λαμβάνοντας υπόψη την απαραίτητη, αν και σπάνια, μέγιστη και «x παραγωγικότητα σε ορισμένες περιόδους παραγωγής.
Σε τέτοιες εγκαταστάσεις, τα μηχανήματα είναι μόνο μερικώς φορτωμένα και μερικές φορές είναι εντελώς αδρανείς. Ηλεκτροκινητήρες εάν είναι απαραίτητο, υπολογίζονται από τον κατασκευαστή - τον προμηθευτή του μηχανήματος σύμφωνα με την ονομαστική του χωρητικότητα και επιλέγονται από το τυπικό εύρος ονομαστικών δυνάμεων του κινητήρα με ορισμένο απόθεμα. Επομένως, ακόμη και όταν το μηχάνημα λειτουργεί με πλήρη χωρητικότητα, ο ηλεκτροκινητήρας του σπάνια έχει ονομαστικό φορτίο.
Όταν το μηχάνημα χρησιμοποιείται σε μονάδα διεργασίας που δεν έχει την ονομαστική του χωρητικότητα, ο ηλεκτροκινητήρας του λειτουργεί συχνά με σημαντική υποφόρτιση.
Αντικαταστήστε έναν τέτοιο υποφορτισμένο ηλεκτροκινητήρα το επιχειρησιακό προσωπικό ως επί το πλείστον δεν έχει την ευκαιρία, αφού, πρώτον, δεν αποκλείεται μια τέτοια αναδιάρθρωση της τεχνολογικής διαδικασίας, στην οποία το μηχάνημα θα είναι πλήρως φορτωμένο και, δεύτερον, τα σύγχρονα μηχανήματα παραδίδονται πλήρης με κινητήρες και εξοπλισμό ελέγχου, ειδικά τοποθετημένα σε αυτά (ενσωματωμένα, με φλάντζα, κοινό άξονα, ειδικά γρανάζια, ρυθμιστικές συσκευές κ.λπ.), τα οποία θα απαιτούσαν έναν εξαιρετικά μεγάλο στόλο εφεδρικών κινητήρων και εξοπλισμού διαφόρων χωρητικότητας για αντικατάσταση.
Οποιοσδήποτε μηχανισμός έχει αναπόφευκτα περιόδους διακοπής για εκφόρτωση, φόρτωση, ανεφοδιασμό, αλλαγή εργαλείων και εξαρτημάτων και καθαρισμό. Σταματάει επίσης για προγραμματισμένες προληπτικές και βασικές επισκευές.
Σε εγκαταστάσεις με μεγάλο αριθμό μηχανισμών, όπου οι τεχνολογικές σχέσεις μεταξύ των μηχανισμών δεν εκφράζονται ξεκάθαρα, π.χ. όπου δεν υπάρχει συνεχής ροή επεξεργασμένων υλικών ή προϊόντων από μηχανισμό σε μηχανισμό, και επομένως οι μηχανισμοί λειτουργούν πρακτικά ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο, τέτοιες στάσεις πραγματοποιούνται διαδοχικά, κατά τη λειτουργία άλλων μηχανισμών, και αυτό επηρεάζει σημαντικά τη φύση και το μέγεθος του το φορτίο που προκύπτει.
Εκτός από τους ηλεκτροκινητήρες των κύριων ηλεκτροκινητήρων, υπάρχουν μεγάλος αριθμός κινητήρων για βοηθητικές συσκευές που μηχανοποιούν βοηθητικές λειτουργίες: για περιστροφή των εξαρτημάτων του μηχανήματος κατά τη ρύθμισή του, για εκφόρτωση και φόρτωση, για συλλογή απορριμμάτων, περιστροφή βαλβίδων, πόρτες μεταφοράς κ.λπ.
Ο πρωταρχικός σκοπός αυτών των κινητήρων και άλλων παρόμοιων ηλεκτρικών δεκτών (π.χ. μαγνήτες, θερμαντήρες κ.λπ.) είναι τέτοιος ώστε να μην μπορούν να ενεργοποιηθούν και να λειτουργήσουν όταν λειτουργεί ο κύριος κινητήρας. Αυτό επηρεάζει επίσης σημαντικά το μέγεθος και τη φύση του φορτίου που προκύπτει.
Λόγω του συνδυασμού αυτών των λόγων, ακόμη και σε ένα εργοστάσιο που λειτουργεί ρυθμικά σε πλήρη δυναμικότητα και μηχανισμούς που ταιριάζουν καλά για τη δουλειά τους, το προκύπτον φορτίο, ως επί το πλείστον, μεταβάλλεται συνεχώς εντός ορίων που αποτελούν μόνο ένα μικρό μέρος του αθροίσματος των ονομαστικών δυνάμεων όλων των συνδεδεμένων ηλεκτρικών καταναλωτών.
Η αξία αυτού του μεριδίου εξαρτάται όχι μόνο από τη φύση της παραγωγής (από την τεχνολογική διαδικασία), την οργάνωση της εργασίας και τους τρόπους λειτουργίας των επιμέρους μηχανισμών, αλλά, φυσικά, από τον αριθμό των συνδεδεμένων ηλεκτρικών δεκτών. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των ηλεκτρικών δεκτών που λειτουργούν ανεξάρτητα, τόσο μικρότερο είναι το μέρος του αθροίσματος των ονομαστικών τους δυνάμεων ως αποτέλεσμα του φορτίου.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, ακόμη και σε εγκαταστάσεις που λειτουργούν αρκετά ρυθμικά σε πλήρη απόδοση, το προκύπτον φορτίο δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερο από 15-20% του αθροίσματος των ονομαστικών δυνάμεων των συνδεδεμένων ηλεκτρικών δεκτών και αυτό σε καμία περίπτωση δεν μπορεί να χρησιμεύσει ως δείκτης κακής χρήσης μηχανημάτων διεργασίας και ηλεκτρικού εξοπλισμού.
Είναι φανερό από όσα ειπώθηκαν Ο σωστός προσδιορισμός των φορτίων σχεδιασμού είναι υψίστης σημασίας. Αυτό καθορίζει, αφενός, τη δυνατότητα αξιόπιστης, συνεχούς λειτουργίας της σχεδιασμένης τεχνολογικής μονάδας με την πλήρη παραγωγική της ικανότητα και τη μέγιστη παραγωγικότητά της και, αφετέρου, το ύψος του κόστους κεφαλαίου, την κατανάλωση πολύτιμων υλικών και εξοπλισμού για την κατασκευή του ηλεκτρικού τμήματος της εγκατάστασης και την οικονομική απόδοση της εργασίας της.
Αυστηρά μιλώντας, όλη η τέχνη ενός ηλεκτρολόγου μηχανικού, που εφευρίσκει τους πιο αξιόπιστους και, επιπλέον, απλούς στη λειτουργία, οικονομικούς τρόπους παροχής ρεύματος στην προβλεπόμενη εγκατάσταση, όλες τις λύσεις κυκλωμάτων, υπολογισμούς για την επιλογή καλωδίων, συσκευών, εξοπλισμού, μετατροπέων και μετασχηματιστές, όλα αυτά μπορούν να μειωθούν στο μηδέν λόγω του γεγονότος των εσφαλμένα καθορισμένων φορτίων σχεδιασμού, τα οποία χρησιμεύουν ως βάση για όλους τους μετέπειτα υπολογισμούς και αποφάσεις.
Κατά το σχεδιασμό νέων εγκαταστάσεων, σε πολλές περιπτώσεις είναι σκόπιμο, ακόμη και απαραίτητο, να προβλεφθεί εκ των προτέρων ένα απόθεμα στην ικανότητα των γεννητριών, μετασχηματιστών, συσκευών και συρμάτων, λαμβάνοντας υπόψη την αναμενόμενη επέκταση της εγκατάστασης. Σε αυτή τη βάση, μερικές φορές υποστηρίζεται ότι δεν υπάρχει ιδιαίτερη ανάγκη να προσπαθήσουμε για περισσότερο ή λιγότερο ακριβή προσδιορισμό των φορτίων σχεδιασμού, καθώς το περιθώριο σε αυτά δεν θα βλάψει ποτέ.
Τέτοιες δηλώσεις είναι εσφαλμένες. Ελλείψει σωστών υπολογισμών, δεν μπορείτε ποτέ να είστε σίγουροι φορτίο σχεδιασμού δεν θα υποτιμηθεί και η σχεδιασμένη ηλεκτρική εγκατάσταση θα μπορεί να ικανοποιήσει τις ανάγκες της επιχείρησης. Επίσης, δεν μπορούμε να είμαστε σίγουροι ότι τα αποθέματα δεν θα αποδειχθούν υπερβολικά.
Επίσης, τα αποθέματα που κρύβονται σε λανθασμένους υπολογισμούς δεν μπορούν ποτέ να λογιστικοποιηθούν. Όπου είναι απαραίτητο, τα προφανώς απαιτούμενα αποθέματα θα προστεθούν στα κρυφά αποθέματα.
Ως αποτέλεσμα τέτοιων υπολογισμών, το συνολικό απόθεμα θα είναι πάντα υπερβολικό, το κόστος κεφαλαίου θα είναι αδικαιολόγητα υψηλό και το εργοστάσιο θα λειτουργεί αντιοικονομικά. Επομένως, τα φορτία σχεδιασμού θα πρέπει πάντα να υπολογίζονται με τη μεγαλύτερη δυνατή προσοχή και τα απαραίτητα αποθέματα θα πρέπει να προστίθενται μόνο σκόπιμα και συνετά και όχι με την εφαρμογή τυχαίων παραγόντων σχεδιασμού που δημιουργούν κρυφά αποθέματα.