1 VÝPOČTOVÉ ZATÍŽENÍ. 1.1 Součinitel náročnosti ( 1 ) β = ( 2 ) ( 3 )

Transkript

1 1 VÝOČOVÉ ZAÍŽENÍ Výočtové zatížeí a z ěho určeý výočtový roud sou základím velčam otřebým ro dmezováí rvků rozvodého zařízeí v ormálích rovozích stavech. ro eho staoveí e ezbyté zát stalovaý výko sotřebčů a zůsob ech rovozu (t. odběrový dagram (t)) ebo alesoň tzv. součtel áročost β. 1.1 Součtel áročost součtel áročost β e defová vztahem ma β 1 ( 1 ) kde e stalovaý výko všech sotřebčů obektu [W] ma e hodové mamum odběru elektrcké eerge v období celého roku [W] ro staoveí součtele áročost estue řada metod, echž oužtí závsí a odkladech, které sou k dsozc. Metody lze shrout takto: a) Staoveí β u stávaících obektů Součtel áročost se staoví z výsledků měřeí ročího odběrového dagramu (ROD) a odle defce (1). b) Staoveí β u ových obektů, u chž e zám sezam hlavích sotřebčů a zůsob ech rovozu. Součtel áročost lze staovt - sestroeím odběrového dagramu alesoň ro edu směu a ak odle defce (1) ebo - ze vztahu:. β ( 2 ) η k k s z m. ηs kde k s e součtel současost, t. oměr stalovaých výkoů sotřebčů, které sou současě v chodu k stalovaému výkou všech sotřebčů [-] k z e součtel využtí, t. oměr skutečého výkou sotřebčů, které sou současě v chodu k ech stalovaému výkou [-] η m e účost sotřebčů ř daém využtí [-] η s e účost aáecí soustavy od uvažovaého místa až ke sotřebčům [-] edy: v k s 1 ; kz 1 ( 3 ) kde stalovaý výko sotřebčů, které sou současě v chodu [W] v skutečý výko sotřebčů, které sou současě v chodu [W] c) Staoveí β v říadě, že esou zámy sotřebče ebo ech rovoz. Součtel áročost lze v tomto říadě staovt - odhadem a základě orováí s estuícím odobým obekty daého odvětví - využtím formatvích hodot z ČSN

2 říklady formatvích hodot součtelů áročost ß ro edotlvá růmyslová odvětví a ro edotlvé rovozovy 1.2 Výočtové zatížeí ro výrobí rovoz, obekt ebo závod ako celek ohoto výočtového zatížeí se uže ro dmezováí aáecího zdroe, řívodu, rozvody, očtu a velkost aáecích trasformátorů, říadě rozváděčů a ech aáecích vedeí. Je dá výrazem:.β [W] ( 4 ) kde β e součtel áročost obektu ako celku [-] e celkový sta1ovaý výko sotřebčů obektu [W] 1.3 Výočtové zatížeí ro edu skuu sotřebčů ouže se ro dmezováí rozváděče,z ěhož e daá skua aáea a řívodu k rozvaděč. Vyočte se buď odle vztahu (4), v ěmž a β se zde týkaí daé skuy ebo ze vztahu (dvočleý vzorec): a. + b. [W] ( 5 ) kde e součet evětších sotřebčů charakterzuících daou skuu [W] e stalovaý výko všech sotřebčů [W] a,b sou součtelé áročost ro skuu [-] Hodoty a, b, sou uvedey ro ěkteré skuy sotřebčů v ČSN

3 říklad Iformatvích hodoty součtelů áročost edotlvých sku sotřebčů ro dvočleé vzorce ke staoveí výočtového zatížeí 1.4 Výočtové zatížeí ěkolka sku sotřebčů Jestlže z edoho rozváděče e aáeo ěkolk samostatých sku sotřebčů (Obrázek 1.2), ak ro dmezováí tohoto rozváděče a řívodu k ěmu lze oužít výočtového výkou staoveého takto: Jestlže ro edotlvé skuy latí ( a. ) + ( b. ) 1,2 k,... [W] ( 5 ) kde e výočtové zatížeí -té skuy sotřebčů [W] k e očet sku [-] otom celkový výočtový výko e dá vztahem 1,... k ( a. ) + ( b. ) k ma [W] ( 6 ) Výočtové zatížeí ro ede sotřebč ohoto výočtového zatížeí se ouže ro dmezováí řívodu ke sotřebč. Jeho staoveí e růzé odle toho, e-l sotřebč urče ro trvalý rovoz ebo rovoz s cykly. Je-l sotřebč urče ro trvalý rovoz, e [W] ( 7 ) η kde e meovtý stalovaý výko sotřebče [W] η e účost sotřebče [-] Výočtovým výkoem e zde tedy meovtý říko. Je-l sotřebč urče ro řerušovaý ebo krátkodobý chod ebo zatížeí ostuue se ř určováí výočtového výkou dvduálě, říad od říadu. Jsou možé tyto zůsoby: ( t) ebo I I( t) t. udá se časový růběh říkou (t) (ebo lée roudu I(t)), ečastě omocí zatěžovatelů a oměrů říkoů (roudů) v edotlvých časových tervalech k mamálímu říkou (roudu). Nebo: ebo I I ( 8 )

4 kde (I ) e stálý říko (roud) staoveý očetě ebo grafcky, který zůsobí steé mamálí oteleí vodče řívodu ako skutečý růběh říkou (roudu) [W] ([A]). Kromě časového růběhu vyžadue teto zůsob uvažovat časové otelovací kostaty vodčů. Někdy e možé uvažovat: kde I ebo I I ( 9 ) (I ) e stálý říko (roud), kterým se vyve v zařízeí (vodč řívodu) steé možství tela ako skutečým růběhem [W] ([A])..: I 0 2 ( t) dt ebo ř cosϕ kost. ( t) Je třeba zdůrazt, že výočtové zatížeí staoveé odle (8) a (9) lze užít e ro dmezováí z hledska dovoleé rovozí teloty, kolv aříklad ro úbytek aětí. 0 dt 1.6 Výočtový roud Staoví se z výočtového zatížeí určeého odle ředchozích katol. ro trofázový sotřebč e: I [A] ( 10 ). U.cosϕ 3 s kde cos ϕ e účík v okamžku mama odběru, a to v místě, kde teče očítaý roud (vodče a kabely rozvodu, říoce a.) [-]. U s e meovté sdružeé aětí sotřebče [V] Je urče edou ze dvou skutečostí - ožadavkem a komezac účíku ebo vlastostm samotých sotřebčů - to odle místa komezace. V rvím říadě e to hodota voleá, v druhém říadě e třeba obecě staovt z výočtového čého říkou a alového říkou Q. ředokládá-1 se, že růběh Q(t) se ří1š elší od růběhu (t) t. že mamum Q astae ř mamu, lze ro staoveí Q obektu ako celku ebo sku sotřebčů oužít obdobých vztahů ako v ředchozích katolách se steým součtel áročost. ro odhad účíku lze též oužít středích hodot cos ϕ uvedeých ro edotlvá odvětví a skuy sotřebčů v ČSN Istalovaý výko trasformátorů závodí trasformovy Istalovaý výko závodí trafostace, t. stalovaý výko trasformátorů se staoví ze vztahu: S [VA] ( 11 ) γ. cosϕ kde e výočtový výko odebíraý ze stace [W] cosϕ e středí účík výkou rocházeícího trasformátory [-]. O eho určeí latí ka.1.6. γ e koefcet využtí trasformátoru - volí se s ohledem a budoucí rozšřováí a možé výadky 0,5 0,8 [-]. Na základě staoveého výkou stace S se staoví edotková velkost S a očet trasformátorů tak, aby bylo vyhověo erovost: 1 S S ebo v říadě volby steých edotek, což e ečastěší zůsob, erovost: ( 12 ). S S ( 13 ) kde S e meovtý výko edoho trasformátoru [VA] e očet trasformátorů Volí se radě meší očet větších trasformátorů, mmálí očet e však dá mamálím oužtelým (vyráběým) edotkovým výkoem, ožadovaým stuěm zabezečeost dodávky a též vlastostm techologckého zařízeí. Sotřebče s růzým vlastostm e vždy saha od sebe co evíce elektrcky vzdált v zámu zamezeí vzáemého ov1vňováí - aáí se roto řes samostaté trasformátory. Dodávky 1. a 2. stuě vyžaduí vytvořeí zálohy - ř výadku edoho trasformátoru musí ostatí řevzít eho zatížeí.

5 Zaoeí trasformátorů e možé v zásadě rovést dvěma zůsoby Obrázek 1.3. V rvím říadě, kdy eí ředem urče rezerví stro, racue v ormá1ích rovozích stavech stroů, ř oruše (-1) stroů. Vzká zde ožadavek aralelí ráce. V druhém říadě e ředem vyčleě rezerví stro, ve všech stavech racue (-1) stroů, aralelí ráce eí utá. Skutečé využtí avržeých trasformátorů lze zstt ze vztahu: γ S ( 14 ). S.cos ϕ kde e očet racuících trasformátorů. oto využtí by v ormálích oruchových rovozích stavech emělo být větší, ež e dovoleá řetížtelost edotek. Návrh očtu a velkost edotek zůsobu ech zaoeí by měl být rovede ve více varatách. ŘÍKLADY: říklad 1.1: V obektu závodu e stalováo 5 sotřebčů o 1 2 kw, 2 2 kw, 3 4 kw, 4 5 kw, 5 8 kw. yto sotřebče maí v edotlvých hodách směy říko odle Obrázek 1.1. ředokládá se, že růběh všech smě e během celého roku steý. Staovte součtel áročost β tohoto obektu. [kw] t [hod] Řešeí rovedeme omocí abulka 1.1 Obrázek 1.1: růběh zatížeí ( ) během edé racoví směy abulka 1.1: růběh říkou edotlvých sotřebčů Σ [kw] kw kw kw 1 [kw] [kw] [kw] [kw] 1, , ,3 5 [kw] [kw] 0 1, ,5 7 [kw] 0,5 1,5 0 4, ,5 8 [kw] 0,5 0 3, říklad výočtu v rvím řádku tabulky: Istalovaý výko současě běžících sotřebčů: ( ) kw

6 Výočtové zatížeí v 1.hodě (vz obrázek 1.1): kW Celkový stalovaý výko všech 5 sotřebčů: kW Staoveí součtele áročost: ma 13,5 β 0, říklad 1.2: Závod automoblového růmyslu má celkový stalovaý výko 7,5 MW. Je aáe ze sítě 22 kv. Staovte výočtové zatížeí a v straě vstuí trafostace. Hodotu β určíme z tabulky 14 v ČSN , β 0,15 0,72, středí hodota 0,24 cosϕ 0,64. ředokládá se komezace v odružých stacích a cosϕ k 0,95. I β. 0,24.7,5 1,8 MW 3. U.cosϕ s k 1,8 49,72A ,95 - odle (10) říklad 1.3: ro uzly rozvodé soustavy 1, 2, 3 (odle obrázku) z chž sou aáey skuy sotřebčů A, B, C staovte výočtové zatížeí. Obrázek 1.2: Usořádáí rozvodé soustavy Výočtové zatížeí skuy sotřebčů: a. + b. odle ka.1.4 Hodoty a, b, sou odečtey z ŠCN a sou ro zadaé skuy uvedey v tabulce: skua a b /stro [kw] [kw] [kw] a. [kw] b [kw] [kw] A 0,5 0, ,5 15,6 28,1 B 0,3 0, ,2 4,32 11,52 C 0,3 0, , ,0 Výočtové zatížeí ro skuu sotřebčů A a B: ( ) ( a. ) + ( b. ) 0, , ,1kW A A A ( ) ( a. ) + ( b. ) 0, , ,52kW B B B - odle (5) Z uzlu 3 sou aáey tř skuy sotřebčů - celkové výočtové zatížeí 3 charakterstckých sku sotřebčů odle ( 3.7 ) Celkové výočtové zatížeí charakterstckých sku sotřebčů odle (6) ( a. ) + ( b. ) ma( 12,5;7,2;12 ) + 15,6 + 4, , kw 3 ma 42 C 2 B 1 A Charakterstka sku: A ohoy 12 stroů ro oracováí kovu za tela (12) B 2 eřáby ve válcově, každý s 12 kw (2) C 3 automatcké ohřívací ece, každá s 20 kw (3) ro staoveí účíku v bodě 3 e uté staovt Q 3. Steým ostuem ako ro výočet 3, avšak místo výkoů čých se dosazuí výkoy alové, který se určí a základě středí hodoty účíku daé skuy.

7 říklad 1.4: Staovte stalovaý výko a očet trasformátorů růmyslové trasformovy 22/0,4 kv ro závod automoblového růmyslu odle říkladu 1.2. ředokládáme komezac účíku a cosϕ 0,95 v odružých stacích, t. a straě. Závod e zařaze do 2. stuě zabezečeost dodávky. Celkový stalovaý výko: 1,8 S 2, 53MW γ.cosϕ 0,75.0,95 odle (11) abulka 1.2: Štítkové hodoty trasformátorů v avrhovaých varatách S [MVA] 1,6 1 0,63 k [kw] 22,3 15,6 11,1 o [kw] 2,55 1,85 1,36 o [%] 0,75 0,95 1,2 u k [%] ty ao412/22 ao392/22 ao372/22 γ s 0,592 0,631 0,752 γ 1,184 0,947 1,00 Využtí trasformátorů: 1,8 γ s. S.cosϕ 2.1,6.0,95 1,8 1, S.cosϕ 1.1,6.0,95 - sou-l všechy v rovozu - 0, e-l ede v oruše - γ ( ) Varata s 2 má γ > 1, tz. ř oruše edoho trafa e druhý stro řetíže. Neí zaštěa vzáemá záloha a elze tedy oužít ako zdro se stuěm zabezečeost 2. ro další osouzeí lze tedy uvažovat ouze zbývaící dvě varaty. Krtérem ro výběr vhodé varaty sou rovozí a vestčí áklady a zkratové oměry a straě. Určeí těchto hodot e však ad rámec tohoto ředmětu a roto eí uvedeo. Rezerví trasformátor eí určeý. Normá1í rovozí stav: traf, ř oruše (-1) traf Rezerví trasformátor e vyčleěý. Normá1í rovozí stav: m ( -1) traf, ř oruše také (- 1) traf Obrázek 1.3: Varaty očtu trasformátorů a ech zaoeí v závodí trafostac Lteratura: ČSN Elektrcký sloroudý rozvod v růmyslových rovozovách, 1963 Orságová J.: Rozvodá zařízeí, VU Bro, 2007

8 1.8 Staoveí výočtového zatížeí bytových odběratelů Měré zatížeí edotlvých rozvodých zařízeí

9 říklady součtele áročost ß ro soustředěou bytovou zástavbu (ČSN ) očet bytů ve očet bytů ve očet bytů ve ß ß skuě skuě skuě ß 2 0,77 4 0, ,43 3 0,66 8 0, ,36 říklady součtele áročost ß ro vybraé odběratele Stueň elektrfkace A (osvětleí, drobé sotřebče) Stueň elektrfkace B1 (osvětleí, drobé sotřebče, vařeí) Školy 0,5 0,2 Zdravotcká zařízeí 0,6 0,1 Restaurace 0,1 1,0 Obchody 0,8 1,0