Fattori che influenzano l'entità e il grafico del carico ricevuto da un gruppo di consumatori elettrici

Il carico risultante su ciascun elemento di un impianto elettrico (linea, trasformatore, generatore), di regola, non è uguale alla somma delle potenze nominali dei ricevitori elettrici collegati e non è un valore costante. Per la maggior parte, il carico cambia continuamente nel tempo da un certo massimo a un minimo, a seconda della modalità di carico di ciascuno dei ricevitori elettrici collegati e del grado di coincidenza dei loro periodi di commutazione.

A seconda della modalità tecnologica programma di ricarica ogni consumatore di elettricità, anche all'interno di un ciclo di funzionamento, è in continua evoluzione. I picchi di carico sono diversi per entità e durata. Questi sono sostituiti da abbassamenti e, durante i periodi di frenata, i motori in alcuni casi si trasformano da consumatori di elettricità in generatori, cedendo l'energia di frenata alla rete.

Pertanto, anche se tutti i consumatori di elettricità fossero contemporaneamente accesi e funzionassero a pieno carico, anche in questo caso il carico risultante, di norma, non può essere un valore costante e pari alla somma forza nominale tutti gli elettrodomestici associati. Ma in aggiunta, ci sono una serie di altri fattori che determinano la natura variabile del carico risultante e la sua ulteriore riduzione.

Potenza nominale o installata del ricevitore elettrico questa è la potenza indicata dal produttore sul suo passaporto, cioè la potenza per cui è progettato il ricevitore elettrico e che può sviluppare o consumare a lungo in determinate condizioni ambientali alla tensione nominale e alla modalità operativa per cui è è progettato.

Per i motori elettrici la potenza nominale è espressa in kilowatt applicati all'albero. Infatti, la potenza consumata dalla rete è maggiore con l'ammontare delle perdite. Per gli altri consumatori di energia elettrica, la potenza nominale è espressa in kilowatt o in kilovolt-ampere consumati dalla rete (cfr. Perché la potenza del trasformatore si misura in kVA e quella del motore in kW).

Al fine di evitare errori, è necessario in fase di esame degli impianti esistenti individuare i coefficienti di progetto, nonché in fase di progettazione di nuovi impianti, sintetizzare la potenza nominale delle utenze elettriche espressa nelle stesse unità di misura. Si è convenuto che dovrebbero essere espressi in kilowatt nominali di funzionamento continuo.

In questo caso: per i motori elettrici si sommano le potenze nominali, non la potenza da essi assorbita dalla rete; in altre parole, si trascura l'efficienza dei motori elettrici, in quanto non può incidere significativamente sui risultati a causa della piccola differenza di valori, e poiché i coefficienti calcolati vengono rivelati agli impianti esistenti con la stessa ipotesi; la potenza nominale dei ricevitori elettrici con funzionamento continuo, espressa in kilovolt-ampere, viene convertita in kilowatt secondo i dati del passaporto a un fattore di potenza nominale.

Sebbene le dimensioni standard delle macchine e dei dispositivi tecnologici siano standardizzate, ma anche per produzioni su larga scala e linee automatiche con un processo tecnologico costante, non è possibile scegliere macchine che corrispondano esattamente in base alla capacità nominale di una data unità tecnologica.

Inoltre, non è possibile farlo in impianti con un processo tecnologico variabile, per i quali le macchine sono deliberatamente selezionate dai tecnologi, tenendo conto della necessaria, seppur rara, massima e "x produttività in determinati periodi di produzione.

In tali installazioni, le macchine sono solo parzialmente caricate e talvolta sono completamente inattive. Motori elettrici se necessario, vengono calcolati dal produttore - il fornitore della macchina in base alla sua capacità nominale e selezionati dalla gamma standard di potenze nominali del motore con una certa riserva. Pertanto, anche quando la macchina funziona a pieno regime, il suo motore elettrico raramente ha un carico nominale.

Quando la macchina viene utilizzata in un'unità di processo che non è alla sua capacità nominale, il suo motore elettrico spesso funziona con un notevole sottocarico.

Sostituire un motore elettrico così sottocarico il personale operativo per la maggior parte non ne ha l'opportunità, poiché, in primo luogo, non è esclusa una tale ristrutturazione del processo tecnologico, in cui la macchina sarà a pieno carico, e in secondo luogo, le macchine moderne vengono consegnate complete di motori e apparecchiature di controllo, ad essi appositamente installati (integrati, flangiati, ad albero comune, ingranaggi speciali, dispositivi di regolazione, ecc.), che richiederebbero un parco macchine estremamente ampio di motori di riserva e attrezzature di varia capacità per la sostituzione.

Qualsiasi meccanismo ha inevitabilmente periodi di inattività per lo scarico, il caricamento, il rifornimento, la sostituzione di strumenti e parti e la pulizia. Si ferma anche per le riparazioni preventive e di base pianificate.

Negli impianti con un numero elevato di meccanismi, dove le relazioni tecnologiche tra i meccanismi non sono chiaramente espresse, ad es. dove non vi è un flusso continuo di materiali lavorati o prodotti da un meccanismo all'altro, e quindi i meccanismi funzionano praticamente indipendentemente l'uno dall'altro, tali arresti vengono eseguiti in sequenza, durante il funzionamento di altri meccanismi, e ciò influisce in modo significativo sulla natura e sull'entità di il carico risultante.

Oltre ai motori elettrici degli azionamenti principali, ci sono un gran numero di motori per dispositivi ausiliari che meccanizzano operazioni ausiliarie: per girare le parti della macchina durante la sua regolazione, per scaricare e caricare, per raccogliere rifiuti, girare valvole, trasferire saracinesche, ecc.

Lo scopo principale di questi motori e di altri ricevitori elettrici simili (ad es. magneti, riscaldatori, ecc.) è tale da non poter essere accesi e messi in funzione quando il motore primo è in funzione. Ciò influisce anche in modo significativo sull'entità e sulla natura del carico risultante.

Per la combinazione di questi motivi, anche in un impianto che lavora ritmicamente a pieno regime e meccanismi ben calibrati per il loro lavoro, il carico risultante, per la maggior parte, varia continuamente entro limiti che sono solo una piccola parte della somma delle potenze nominali di tutte le utenze elettriche collegate.

Il valore di questa quota dipende non solo dalla natura della produzione (dal processo tecnologico), dall'organizzazione del lavoro e dalle modalità di funzionamento dei singoli meccanismi, ma, ovviamente, dal numero di ricevitori elettrici collegati. Maggiore è il numero di ricevitori elettrici funzionanti in modo indipendente, minore è la parte della somma delle loro potenze nominali a seguito del carico.

In alcuni casi, anche in installazioni che funzionano abbastanza ritmicamente a pieno regime, il carico risultante non può essere superiore al 15-20% della somma delle potenze nominali dei ricevitori elettrici collegati e ciò non può in alcun modo costituire un indicatore di cattivo utilizzo delle macchine di processo e delle apparecchiature elettriche.

Lo si evince da quanto detto la corretta determinazione dei carichi di progetto è della massima importanza. Ciò determina, da un lato, la possibilità di un funzionamento affidabile e continuo dell'unità tecnologica progettata con la sua piena capacità produttiva e la massima produttività e, dall'altro, l'ammontare dei costi di capitale, il consumo di materiali e attrezzature di grande valore per la costruzione della parte elettrica dell'impianto e l'efficienza economica del suo lavoro.

A rigor di termini, tutta l'arte di un ingegnere elettrico, inventando i modi più affidabili e, inoltre, semplici nel funzionamento, economici per fornire energia all'impianto progettato, tutte le soluzioni circuitali, i calcoli per la selezione di cavi, apparecchi, apparecchiature, convertitori e trasformatori, tutto ciò può essere ridotto a zero a causa del fatto di carichi di progetto definiti in modo errato, che servono come base per tutti i successivi calcoli e decisioni.

Quando si progettano nuovi impianti, in molti casi è consigliabile e persino necessario prevedere in anticipo una riserva nella capacità di generatori, trasformatori, apparecchi e cavi, tenendo conto dell'espansione prevista dell'impianto. Su questa base, a volte si sostiene che non vi è alcuna necessità particolare di lottare per una determinazione più o meno accurata dei carichi di progetto, poiché il margine in essi non farà mai male.

Tali affermazioni sono errate. In assenza di calcoli adeguati, non puoi mai essere sicuro carico di progetto non sarà sottovalutato e l'impianto elettrico progettato sarà in grado di soddisfare le esigenze dell'impresa. Inoltre, non possiamo essere certi che le scorte non si dimostreranno eccessive.

Inoltre, le scorte nascoste in errori di calcolo non possono mai essere contabilizzate. Ove necessario, le scorte ovviamente necessarie verranno aggiunte alle scorte nascoste.

Come risultato di tali calcoli, l'inventario totale sarà sempre eccessivo, i costi di capitale saranno irragionevolmente elevati e l'impianto funzionerà in modo antieconomico. Pertanto, i carichi di progetto dovrebbero sempre essere calcolati con la massima cura possibile e le riserve necessarie dovrebbero essere aggiunte ad essi solo deliberatamente e con giudizio, e non applicando fattori di progettazione casuali che creano riserve nascoste.