Счетчик активной энергии реактивная нагрузка

1)Методика поверки и сервисное ПО высылается по требованию организаций, производящих поверку счетчиков. Комплект оптоголовки приобретается отдельно.

2) Допускается групповая отгрузка с использованием многоместной упаковочной коробки.

3) Счетчик комплектуется пользовательским (удаленным) дисплеем, однако дисплей может быть исключен из поставки по согласованию с заказчиком.

Где проводят контроль оставшейся энергии?

Счетчик реактивной энергии устанавливают:

1. Там же, где и счетчики по учету полезной энергии. Устанавливают их для потребителей, которые платят за полную используемую ими мощность.
2. На источниках присоединения реактивной мощности для потребителей. Это делается, если приходится контролировать процесс работы.

Если потребителю разрешено пускать оставшуюся энергию в сеть, то ставят 2 счетчика в элементах системы, где идет учет полезной энергии. В других случаях ставят отдельный счетчик для учета реактивной энергии.

Рациональное использование электроэнергии

Для рационального использования электроэнергии применяется компенсация реактивной энергии. Для этого применяют конденсаторные установки, электродвигатели и компенсаторы.

Они помогают уменьшить потери активной энергии, которые обусловлены перетоками реактивной мощности. Это существенно влияет на уровень транспортных технологических потерь распределительных электрических сетей.

Влияние индуктивного сопротивления на создание магнитного поля

Все приборы, которые питаются от электросети, имеют индуктивное сопротивление. Именно благодаря ему знаки тока и напряжения противоположны. Например, напряжение имеет отрицательный знак, а ток — положительный, или наоборот.

В это время электроэнергия, создаваемая в индуктивном элементе про запас, колебательными движениями исходит по сети за счёт нагрузки от генератора и обратно. Этот процесс и называется реактивной мощностью, которая создает магнитное поле электрического поля.

АНАЛИЗ ГРАФИКОВ НАГРУЗОК ПО СЧЕТЧИКАМ АКТИВНОЙ И РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Режимы работы потребителей электрической энергии не остаются постоянными, а непрерывно изменяются в течение суток, недель и месяцев года. Соответственно изменяется и нагрузка всех звеньев передачи и распределения электроэнергии и генераторов электрических станций. Изменение нагрузок электроустановок в течение времени принято изображать графически в виде графиков нагрузки.

Различают графики активных и реактивных нагрузок. По продолжительности графики нагрузки делятся на сменные, суточные и годовые.

В условиях эксплуатации изменения нагрузки по активной и реактивной мощности во времени представляют в виде ступенчатой кривой по показаниям счетчиков активной и реактивной мощности, снятым через одинаковые определенные интервалы времени (30 или 60 мин.).

Знание графиков нагрузки позволяет определять величину сечений проводов и жил кабелей, оценивать потери напряжения, выбирать мощности генераторов электростанций, рассчитывать системы электроснабжения проектируемых предприятий, решать вопросы технико-экономического характера и многое другое.

По суточным графикам нагрузки строятся годовые графики. Различают два типа годовых графиков. Первый – график изменения суточных максимумов нагрузки. Он дает возможность правильно запланировать вывод электрооборудования в ремонт. Второй тип – график по продолжительности, который строится по двум характерным суточным графикам предприятия (за зимние и летние сутки). Годовые графики по продолжительности используются в технико-экономических расчетах (при определении оптимального типа и мощности трансформаторов, генераторов станций, выборе вариантов электроснабжения и т. д.).

Графики нагрузок промышленных предприятий характеризуются следующими параметрами и коэффициентами:

1. Р_м, Q_м, S_м – максимумы соответственно активной, реактивной и полной мощностей нагрузок.

2. Р_см, Q_см – соответственно средняя активная и реактивная нагрузки за наиболее загруженную смену.

где Р_i и Q_i – текущие значения активной и реактивной мощности за наиболее загруженную смену (максимально загруженной считается смена с максимальным расходом активной энергии); n – количество измерений.

3. Р_ср, Q_ср, S_ср – среднесуточные активная, реактивная и полная мощность нагрузки соответственно. Определяются аналогично среднесменным, только для суток.

4. К_з.а, К_з.р – коэффициенты заполнения графиков нагрузки активного и реактивного:

5. К_и – коэффициент использования установленной мощности потребителей. Обычно вычисляется для определенного промежутка времени:

– для наиболее загруженной смены:

где Р_уст – установленная мощность всех электроприемников, кВт.

6. К_м – коэффициент максимума нагрузки (определяется для наиболее загруженной смены):

7. Средний за сутки коэффициент мощности:

.

8. Р_э, Q_э, S_э – среднеквадратичные или эффективные активная, реактивная и полная нагрузки суточного графика:

, кВт,

где Р₁, Р₂, …, Р_n – средняя нагрузка на интервалах времени между замерами показаний приборов; t₁, t₂, …, t_n – временные интервалы между замерами.

Если интервалы между замерами одинаковы, то:

, кВт,

, кВар,

, кВ×А,

где n – число измерений; , и т.д.

9. k_ф – коэффициент формы графика, который определяется как отношение среднеквадратичной мощности к средней за рассматриваемый период времени:

, , .

10. Т_м – число часов использования максимума активной нагрузки в год:

,

где W_а.г – потребленная за год активная энергия, кВт×ч

,

где Р₁, Р₂, …, Р_n – средняя нагрузка на интервалах времени между замерами показаний приборов суточного графика нагрузки; t₁, t₂, …, t_n – временные интервалы между замерами.

11. α – коэффициент сменности:

,

где Р_ср.г – среднегодовая активная нагрузка:

.

В настоящее время согласно действующему прейскуранту цен на электроэнергию № 09-01 применяются в основном две системы тарифов: одноставочный и двухставочный.

Под тарифами понимается система отпускных цен за электроэнергию, дифференцированных для различных групп потребителей.

Размеры тарифов устанавливаются региональными энергетическими комиссиями (РЭК).

Для одноставочных тарифов стоимость израсходованной электроэнергии, руб.,

где W_а– количество израсходованной предприятием электроэнергии, кВт×ч;

b –тарифная ставка за 1 кВт×ч, руб/кВт×ч.

По одноставочному тарифу оплата производится промышленными предприятиями с присоединенной мощностью до 750 кВ×А.

Одноставочные тарифы являются наиболее простыми при расчетах за потребленную электроэнергию. Но они имеют некоторые недостатки: при отключении потребителя в какой-то промежуток времени потребитель не несет расходов за электроэнергию в этот период. Энергосистема же постоянно держит в рабочем состоянии генерирующие мощности с сопровождающимися при этом издержками энергетического производства.

Энергосистема осуществляет электроснабжение ряда промышленных и других потребителей. Соответственно, график нагрузки энергосистемы имеет явно выраженный дневной и вечерний максимумы.

Особое значение для энергосистемы имеют вопросы снижения электрической нагрузки предприятий в часы максимума энергосистемы (с 8 до

11 ч и с 17 до 22 ч).

При использовании одноставочных тарифов потребитель не стимулируется к выравниванию суточного графика нагрузки и к снижению токов нагрузки в часы максимума энергосистемы, так как оплачивает только потребленную электроэнергию независимо от кривой графика ее потребления. Но предприятие, оплачивающее электроэнергию по одноставочному тарифу, обязано оплатить в 4-кратном размере израсходованную сверх лимита электроэнергию.

Двухставочный тариф применяется для промышленных предприятий с присоединенной мощностью более 750 кВ×А. Двухставочный тариф состоит из основной и дополнительной ставок.

За основную ставку принимается годовая плата за 1 кВт присоединенной (договорной) максимальной 30-минутной мощности предприятия, участвующей в максимуме нагрузки ЭС. Дополнительная ставка двухставочного тарифа предусматривает плату за израсходованную в киловатт-часах электроэнергию, учтенную счетчиками.

Стоимость электроэнергии по двухставочному тарифу, руб.:

где а – плата за 1 кВт заявленной (расчетной) мощности предприятия, участвующей в максимуме нагрузки энергосистемы, руб./г; b – стоимость

1 кВт×ч активной энергии по счетчику.

За нарушение договорных обязательств применяется система штрафов. За потребление сверхлимитной электроэнергии предприятие обязано оплатить надбавку в 6-кратном размере дополнительной ставки двухставочного тарифа. Превышение присоединенной мощности, заявленной в часы максимума энергосистемы, влечет за собой плату в 10-кратном размере основной ставки двухставочного тарифа за квартал, в котором произошло нарушение условий договора.

Кроме этого, энергосистема задает график работы компенсирующих устройств реактивной мощности, несоблюдение которого ведет к увеличению тарифа в размере 50 % за квартал, в котором отмечено нарушение этого графика.

В балансе реактивных нагрузок потери реактивной мощности в элементах системы электроснабжения промышленного предприятия достигают

20 %. Естественный коэффициент мощности электрических нагрузок различных промышленных предприятий изменяется в пределах cosj_ест= 0,7–0,9. Это означает, что предприятия потребляют реактивную мощность

Полные затраты на производство и передачу всей необходимой предприятию реактивной мощности от шин электростанций в большинстве случаев значительно больше, чем затраты на производство реактивной мощности непосредственно в системе электроснабжения предприятия. Поэтому экономически целесообразно от генераторов электростанций передавать часть реактивной мощности, а – компенсировать на шинах присоединения предприятия к энергосистеме.

Согласно «Правилам пользования электрической и тепловой энергией», предусматривается нормирование потребления реактивной мощности непосредственно в именованных единицах, т. е. наряду с нормированием потребления активной мощности нормируется и реактивная.

Учитывая необходимость постоянного поддержания оптимальных режимов в энергосистеме, реактивная мощность предприятий нормируется для периода максимальной активной нагрузки энергосистемы Q_Э1 и для периода минимальной нагрузки Q_Э2 . Значения Q_Э1 и Q_Э2 рассчитываются энергоснабжающей организацией по специальной методике и на каждый квартал указываются в договоре с предприятием на пользование электрической энергией.

Оптимальное значение потребляемой из сетей энергосистемы реактивной мощности Q_Э1, задаваемое потребителю, определяет для него суммарную установленную мощность компенсирующих устройств.

Дата добавления: 2020-10-14 ; просмотров: 265 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Снятие графиков нагрузки по показаниям счетчиков активной и реактивной энергии

Страницы работы

Содержание работы

СНЯТИЕ ГРАФИКОВ НАГРУЗКИ ПО ПОКАЗАНИЯМ СЧЕТЧИКОВ АКТИВНОЙ И РЕАКТИВНОЙ ЭНЕРГИИ

Цель работы: овладение методикой построения графиков нагрузки и определение параметров и коэффициентов, характеризующих эти графики.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Главной особенностью производства электроэнергии является то, что процесс ее производства и потребления совпадает по времени. Поэтому для рационального проектирования электроустановок и их эксплуатации необходимо знать изменение нагрузок в течение смены, суток, месяца, года. Это изменение характеризуется графиками нагрузок. Режимы работы потребителей электрической энергии не остаются постоянными, а непрерывно изменяются. Соответственно изменяется и нагрузка всех звеньев передачи и распределения электроэнергии и генераторов станций. Различают графики активных и реактивных нагрузок. По продолжительности графики нагрузки строятся суточными и годовыми.

Площадь суточного графика представляет энергию, потребленную за сутки. Если эту энергию разделить на 24 часа, можно определить среднюю мощность, а разделив ее на максимальную мощность, потребленную в какой-либо час суток, получим число часов использования максимума.

Суточные графики нагрузок потребителей можно построить по показаниям счетчиков. Для этого записывают показания счетчиков активной и реактивной энергии через определенный интервал времени (60 или 30 мин.) и определяют среднюю мощность нагрузки за этот интервал.

Анализ графиков нагрузки позволяет определить величину сечений проводов и жил кабелей, оценить потери напряжения, выбрать мощности генераторов электростанций, спроектировать оптимальный вариант системы электроснабжения объекта, решить вопросы технико-экономического характера и многое другое.

Суточные графики дают возможность правильно запланировать вывод электрооборудования в ремонт.

Годовые графики строится по двум характерным суточным (за зимние и летние сутки). Они используются в технико-экономических расчетах (при определении наивыгоднейшего типа и мощности трансформаторов, генераторов станции, выборе вариантов электроснабжения и т.д.).

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Данная лабораторная установка позволяет моделировать суточный график нагрузки любой конфигурации.

В правой части лицевой панели расположены наборные поля тумблеров для задания графиков по активной и реактивной мощностям. Мнемоизображение графика содержит 24 ступени (шага), по числу часов в сутки. Под каждой ступенью графика расположен вертикальный ряд из пяти тумблеров, задающих требуемую величину активной нагрузки на этой ступени (шаге), и пяти тумблеров для задания величины реактивной нагрузки. Установка рассчитана так, что всего пятью тумблерами, изменяя число и комбинации включенных тумблеров, можно задать любую нагрузку в диапазоне от 0% до 100% через 5%.

После включения установки программное устройство начинает автоматически отрабатывать заданный с помощью тумблерных полей график нагрузки, при этом каждая ступень графика нагрузки выдерживаемся в течение I минуты, а затем следует переход на следующую ступень графика. Следовательно, весь суточный график моделируется за 24 минуты. Ряд красных сигнальных ламп, расположенных вверху панели, позволяет видеть какой шаг (ступень) графика нагрузки отрабатывается в данный момент моделью. Кнопки «пуск» и «стоп» позволяют запускать и останавливать программное устройство по требованию, а кнопка «возврат» дает возможность возвращать установку на любой шаг графика.

В левой части панели установлены счетчики активной и реактивной энергии, по показаниям которых определяют нагрузку на каждом шаге графика» Вольтметр и амперметр показывают напряжение в нагрузке в полный ее ток.

Автомат общего включения установки расположен в левом нижнем углу панели.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Включить автомат на лицевой панели.

а) вольтметр V покажет наличие питающего напряжения U сети;

б) загорится одна из сигнальных ламп, указывающая, какой шаг (час) графика нагрузки отрабатывает программное устройство модели.

2. Нажатием кнопки «в» — возврат — переводим шаговый искатель программного устройства в нулевое положение. Это приводит к тому, что отработка графика нагрузки будет осуществляться последовательно, начиная с первого шага (часа) до последнего двадцать четвертого. Нулевое положение шагового искателя, сигнализируется зажиганием зеленой лампы с индексом «0».

3. Отключить сетевой автомат модели.

4. На наборных полях активной и реактивной нагрузок включением или выключением тумблеров задать величины дол каждого шага (часа) графика нагрузки.

Таблица с информацией о положении тумблеров каждого шага задается преподавателем.

5. Включить сетевой автомат модели.

6. Нажать кнопку «п» — пуск. При этом погаснет лампа «0» — нулевого шага. Это значит, что через 1 минуту программное устройство модуля начнет отработку первой ступени заданного наборными полями графика нагрузки.

7.Наблюдателям за активным и реактивным счетчиками зафиксировать начальные показания счетчиков энергии.

8. Сразу же после загорания сигнальной лампы первого шага графика начать отсчет оборотов диска каждого счетчика.

После отработки каждого шага графика фиксировать число оборотов диска счетчика nакт. и nреакт.

Отдельный наблюдатель фиксирует показания амперметра А на каждом шаге отработки программы.

Что такое активная, реактивная и полная мощность — простое объяснение

• Определение
• Смысл реактивной нагрузки
• Треугольник мощностей и косинус Фи
• Расчёты
• Ответы на популярные вопросы

Определение

Нагрузка электрической цепи определяет, какой ток через неё проходит. Если ток постоянный, то эквивалентом нагрузки в большинстве случаев можно определить резистор определённого сопротивления. Тогда мощность рассчитывают по одной из формул:

P=U*I

P=I 2 *R

P=U 2 /R

По этой же формуле определяется полная мощность в цепи переменного тока.

Нагрузку разделяют на два основных типа:

• Активную – это резистивная нагрузка, типа – ТЭНов, ламп накаливания и подобного.
• Реактивную – она бывает индуктивной (двигатели, катушки пускателей, соленоиды) и емкостной (конденсаторные установки и прочее).

Последняя бывает только при переменном токе, например, в цепи синусоидального тока, именно такой есть у вас в розетках. В чем разница между активной и реактивной энергией мы расскажем далее простым языком, чтобы информация стала понятной для начинающих электриков.

Смысл реактивной нагрузки

В электрической цепи с реактивной нагрузки фаза тока и фаза напряжения не совпадают во времени. В зависимости от характера подключенного оборудования напряжение либо опережает ток (в индуктивности), либо отстаёт от него (в ёмкости). Для описания вопросов используют векторные диаграммы. Здесь одинаковое направление вектора напряжения и тока указывает на совпадение фаз. А если вектора изображены под некоторым углом, то это и есть опережение или отставание фазы соответствующего вектора (напряжения или тока). Давайте рассмотрим каждый из них.

В индуктивности напряжение всегда опережает ток. «Расстояние» между фазами измеряется в градусах, что наглядно иллюстрируется на векторных диаграммах. Угол между векторами обозначается греческой буквой «Фи».

В идеализированной индуктивности угол сдвига фаз равен 90 градусов. Но в реальности это определяется полной нагрузкой в цепи, а в реальности не обходится без резистивной (активной) составляющей и паразитной (в этом случае) емкостной.

В ёмкости ситуация противоположна – ток опережает напряжение, потому что индуктивность заряжаясь потребляет большой ток, который уменьшается по мере заряда. Хотя чаще говорят, что напряжение отстаёт от тока.

Если сказать кратко и понятно, то эти сдвиги можно объяснить законами коммутации, согласно которым в ёмкости напряжение не может изменится мгновенно, а в индуктивности – ток.

Треугольник мощностей и косинус Фи

Если взять всю цепь, проанализировать её состав, фазы токов и напряжений, затем построить векторную диаграмму. После этого изобразить активную по горизонтальной оси, а реактивную – по вертикальной и соединить результирующим вектором концы этих векторов – получится треугольник мощностей.

Он выражает отношение активной и реактивной мощности, а вектор, соединяющий концы двух предыдущих векторов – будет выражать полную мощность. Всё это звучит слишком сухо и запутано, поэтому посмотрите на рисунок ниже:

Буквой P – обозначена активная мощность, Q – реактивная, S – полная.

Формула полной мощности имеет вид:

Самые внимательные читатели наверняка заметили подобие формулы теореме Пифагора.

• P – Вт, кВт (Ватты);
• Q – ВАр, кВАр (Вольт-амперы реактивные);
• S – ВА (Вольт-амперы);

Расчёты

Для вычисления полной мощности используют формулу в комплексной форме. Например, для генератора расчет имеет вид:

А для потребителя:

Но применим знания на практике и разберемся как рассчитать потребляемую мощность. Как известно мы, обычные потребители, оплачиваем только за потребление активной составляющей электроэнергии:

P=S*cosФ

Здесь мы видим, новую величину cosФ. Это коэффициент мощности, где Ф – это угол между активной и полной составляющей из треугольника. Тогда:

cosФ=P/S

В свою очередь реактивная мощность рассчитывается по формуле:

Q = U*I*sinФ

Для закрепления информации, ознакомьтесь с видео лекцией:

Всё вышесказанное справедливо и для трёхфазной цепи, отличаться будут только формулы.

Ответы на популярные вопросы

Полная, активная и реактивная мощности являются важной темой в электричестве для любого электрика. В качестве заключения мы сделали подборку из 4 часто задаваемых вопросов на этот счёт.

• Какую работу выполняет реактивная мощность?

Ответ: полезной работы не выполняет, но нагрузкой на линии является полная мощность, в том числе с учетом реактивной составляющей. Поэтому чтобы снизить общую нагрузку с ней борются или говоря грамотным языком компенсируют.

• Как её компенсируют?

— В этих целях используют установки для компенсации реактива. Это могут быть конденсаторные установки или синхронные компенсаторы (синхронные электродвигатели). Подробнее мы рассматривали этот вопрос в статье: https://samelectrik.ru/kompensaciya-reaktivnoj-moshhnosti.html

• Из-за каких потребителей возникает реактив?

— Это в первую очередь электродвигатели – самый многочисленный вид электрооборудования на предприятиях.

• Чем вредит большое потребление реактивной энергии?

— Кроме нагрузки на линии электропередач следует учитывать, что предприятия оплачивает полную мощность, а физические лица – только активную. Это приводит к повышенной сумме оплаты за электроэнергию.

На видео предоставлено простое объяснение понятий реактивной, активной и полной мощностей:

На этом мы и заканчиваем рассмотрение данного вопроса. Надеемся, теперь вам стало понятно, что такое активная, реактивная и полная мощность, какие между ними отличия и как определяется каждая величина.

Материалы по теме:

Оценка статьи:

Загрузка...