Čimbenici koji utječu na veličinu i grafikon primljenog opterećenja od skupine električnih potrošača

Rezultirajuće opterećenje svakog elementa električne instalacije (vod, transformator, generator) u pravilu nije jednako zbroju nazivnih snaga priključenih električnih prijamnika i nije stalna veličina. Opterećenje se najvećim dijelom kontinuirano mijenja u vremenu od određenog maksimuma do minimuma, ovisno o načinu opterećenja svakog od priključenih električnih prijamnika i stupnju podudarnosti njihovih uklopnih perioda.

Ovisno o tehnološkom načinu raspored punjenja svaki potrošač električne energije, čak i unutar jednog ciklusa rada, stalno se mijenja. Vrhovi opterećenja su različiti po veličini i trajanju. Njih zamjenjuju progibi, a tijekom razdoblja kočenja motori se u nekim slučajevima pretvaraju iz potrošača električne energije u generatore, dajući energiju kočenja mreži.

Dakle, čak i kad bi svi potrošači električne energije bili istovremeno uključeni i radili pod punim opterećenjem, tada ni tada rezultirajuće opterećenje u pravilu ne može biti konstantna vrijednost i jednako zbroju nazivna čvrstoća sve pripadajuće električne uređaje. Ali osim toga, postoji niz drugih čimbenika koji određuju promjenjivu prirodu rezultirajućeg opterećenja i njegovo daljnje smanjenje.

Nazivna ili instalirana snaga električnog prijamnika to je snaga koju navodi proizvođač u svojoj putovnici, odnosno snaga za koju je električni prijamnik dizajniran i koju može razvijati ili trošiti dulje vrijeme pod određenim uvjetima okoline pri nazivnom naponu i načinu rada za koji je je dizajniran.

Za elektromotore, nazivna snaga se izražava u kilovatima primijenjenim na osovinu. Zapravo, snaga koju troši mreža veća je s količinom gubitaka. Za ostale potrošače električne energije, nazivna snaga se izražava u kilovatima ili kilovolt-amperima koje troši mreža (vidi - Zašto se snaga transformatora mjeri u kVA, a motora u kW).

Kako bi se izbjegle pogreške, potrebno je kod ispitivanja postojećih instalacija identificirati projektne koeficijente, kao i kod projektiranja novih instalacija, nazivne snage električnih potrošača izražene u istim mjernim jedinicama. Dogovoreno je da se izražavaju u nazivnim kilovatima neprekidnog rada.

U ovom slučaju: za elektromotore se zbrajaju nazivne snage, a ne snaga koju oni troše iz mreže; drugim riječima, zanemaruje se učinkovitost elektromotora, jer ne može značajno utjecati na rezultate zbog male razlike u vrijednostima, a budući da se izračunati koeficijenti otkrivaju postojećim instalacijama uz istu pretpostavku; nazivna snaga električnih prijemnika s kontinuiranim radom, izražena u kilovolt-amperima, pretvara se u kilovate prema podacima putovnice pri nominalnom faktoru snage.

Iako su standardne dimenzije tehnoloških strojeva i uređaja standardizirane, ali ni za velike proizvodne i automatske linije s konstantnim tehnološkim procesom nije moguće odabrati strojeve koji točno odgovaraju prema nazivnom kapacitetu za datu tehnološku jedinicu.

Štoviše, to nije moguće učiniti u postrojenjima s promjenjivim tehnološkim procesom, za koje strojeve namjerno odabiru tehnolozi, vodeći računa o potrebnoj, iako rijetkoj, maksimalnoj i "x produktivnosti u pojedinim razdobljima proizvodnje.

U takvim instalacijama strojevi su samo djelomično opterećeni, a ponekad potpuno miruju. Elektromotori ako je potrebno, izračunava ih proizvođač - dobavljač stroja prema njegovom nazivnom kapacitetu i odabire iz standardnog raspona nazivnih snaga motora s određenom rezervom. Stoga, čak i kada stroj radi punim kapacitetom, njegov elektromotor rijetko ima nazivno opterećenje.

Kada se stroj koristi u procesnoj jedinici koja nema svoj nazivni kapacitet, njegov električni motor često radi sa značajnim podopterećenjem.

Zamijenite takav podopterećen elektromotor operativno osoblje većinom nema priliku, jer, prvo, nije isključeno takvo restrukturiranje tehnološkog procesa, u kojem će stroj biti potpuno opterećen, i drugo, moderni strojevi isporučuju se u kompletu s motorima i upravljačkom opremom, posebno ugrađeni u njih (ugrađeni, prirubnički, zajedničko vratilo, specijalni zupčanici, regulacijski uređaji i sl.), što bi zahtijevalo iznimno veliki vozni park rezervnih motora i opreme različitih kapaciteta za zamjenu.

Svaki mehanizam neizbježno ima razdoblja zastoja radi istovara, utovara, punjenja gorivom, mijenjanja alata i dijelova te čišćenja. Također se zaustavlja za planirane preventivne i osnovne popravke.

U postrojenjima s velikim brojem mehanizama, gdje tehnološki odnosi između mehanizama nisu jasno izraženi, tj. gdje nema kontinuiranog protoka obrađenih materijala ili proizvoda od mehanizma do mehanizma, pa mehanizmi rade praktički neovisno jedan o drugom, takva se zaustavljanja provode sekvencijalno, tijekom rada drugih mehanizama, a to značajno utječe na prirodu i veličinu nastalo opterećenje.

Osim elektromotora glavnih pogona postoje veliki broj motora za pomoćne uređaje koji mehaniziraju pomoćne operacije: za okretanje dijelova stroja tijekom njegovog podešavanja, za istovar i utovar, za skupljanje otpada, okretanje ventila, prijenosna vrata itd.

Primarna namjena ovih motora i drugih sličnih električnih prijemnika (npr. magneti, grijači itd.) je takva da se ne mogu uključiti i pokrenuti dok glavni motor radi. To također značajno utječe na veličinu i prirodu rezultirajućeg opterećenja.

Zbog kombinacije ovih razloga, čak iu postrojenju koje ritmički radi punim kapacitetom i mehanizmima dobro usklađenim za njihov rad, rezultirajuće opterećenje uglavnom kontinuirano varira unutar granica koje su samo mali dio zbroja nazivnih snaga svih priključenih električnih potrošača.

Vrijednost ovog udjela ne ovisi samo o prirodi proizvodnje (o tehnološkom procesu), organizaciji rada i načinu rada pojedinih mehanizama, već, naravno, o broju priključenih električnih prijamnika. Što je veći broj neovisno radećih električnih prijamnika, to je manji dio zbroja njihovih nazivnih snaga kao rezultat opterećenja.

U nekim slučajevima, čak i u instalacijama koje rade dosta ritmički s punom snagom, rezultirajuće opterećenje ne smije biti veće od 15-20% zbroja nazivnih snaga priključenih električnih prijemnika a to nikako ne može poslužiti kao pokazatelj lošeg korištenja procesnih strojeva i električne opreme.

Iz rečenog je vidljivo da ispravno određivanje proračunskih opterećenja je od najveće važnosti. To određuje, s jedne strane, mogućnost pouzdanog, kontinuiranog rada projektirane tehnološke cjeline s punim proizvodnim kapacitetom i maksimalnom produktivnošću, as druge strane, iznos kapitalnih troškova, utrošak vrlo vrijednih materijala i opreme za konstrukcija elektrotehničkog dijela instalacije i ekonomičnost njenog rada.

Strogo govoreći, sva umjetnost inženjera elektrotehnike, izmišljanje najpouzdanijih i, štoviše, jednostavnih u radu, ekonomičnih načina napajanja projektirane instalacije, svih rješenja krugova, proračuna za odabir žica, aparata, opreme, pretvarača i transformatori, sve se to može svesti na nulu zbog krivo definiranih proračunskih opterećenja, na kojima se temelje svi kasniji proračuni i odluke.

Pri projektiranju novih instalacija u mnogim je slučajevima preporučljivo, pa čak i potrebno unaprijed predvidjeti rezervu u kapacitetu generatora, transformatora, aparata i žica, uzimajući u obzir očekivano proširenje instalacije. Na temelju toga ponekad se tvrdi da nema posebne potrebe težiti manje ili više točnom određivanju proračunskih opterećenja, jer margina u njima nikada neće naštetiti.

Takve izjave su netočne. U nedostatku odgovarajućih izračuna, nikada ne možete biti sigurni proračunsko opterećenje neće biti podcijenjena i projektirana električna instalacija će moći zadovoljiti potrebe poduzeća. Također ne možemo biti sigurni da se zalihe neće pokazati prekomjernima.

Također, zalihe skrivene u pogrešnim procjenama nikada se ne mogu objasniti. Gdje je potrebno, očito tražene zalihe bit će dodane skrivenim zalihama.

Kao rezultat takvih izračuna, ukupna zaliha će uvijek biti prekomjerna, kapitalni troškovi će biti neopravdano visoki, a postrojenje će raditi neekonomično. Stoga proračunska opterećenja uvijek treba izračunavati s najvećom mogućom pažnjom, a potrebne rezerve im dodavati samo namjerno i promišljeno, a ne primjenom slučajnih proračunskih faktora koji stvaraju skrivene rezerve.