METODA COEFICIENTILOR DE CERERE

METODA COEFICIENTILOR DE CERERE

Puterea activa ceruta se determina prin inmultirea puterii instalate cu un coeficient subunitar k_c, denumit coeficient de cerere

, (1.10)

iar puterea reactiva ceruta Q_C - cu ajutorul factorului de putere cerut cos j_c

. (1.11)

Coeficientul de cerere k_c tine cont de randamentul h al receptoarelor, de gradul de incarcare al acestora - prin coeficientul de incarcare k_i, de simultaneitatea functionarii lor - prin coeficientul de simultaneitate k_s si de randamentul h_r al portiunii de retea dintre receptoare si nivelul la care se calculeaza puterea ceruta. Ca urmare, coeficientul de cerere este exprimat prin relatia

. (1.12)

Randamentul h al receptoarelor se ia in considerare numai la acele receptoare pentru care puterea instalata P_i sau cea nominala P_n, semnifica puteri utile, cum este cazul motoarelor electrice, la care puterea nominala reprezinta puterea mecanica la arbore.

Factorul de putere cerut cos j_c exprima consumul de putere reactiva al receptoarelor care absorb puterea activa P_c, in conditiile reflectate global prin coeficientul de cerere.

Coeficientii de cerere si factorii de putere ceruti sunt determinati experimental pe baze statistice, pentru diferite receptoare. Toate receptoarele carora le corespund aceleasi valori pentru perechea de marimi (k_c, cos j_c), se incadreaza intr-o singura grupare, numita categorie de receptoare. Datorita diversitatii mari a receptoarelor si a conditiilor de lucru, exista un mare numar de categorii de receptoare.

Pentru explicitarea modului de aplicare a metodei coeficientilor de cerere, se considera un consumator de calcul, adica un ansamblu de n receptoare, incadrate in m categorii; consumatorul de calcul poate fi reprezentat de totalitatea receptoarelor, care apartin unui tablou de distributie, unei sectii sau unei intreprinderi. O categorie k cuprinde n_k receptoare, astfel incat puterea instalata a acestora P_ik este conform relatiei (1.9)

, (1.13)

iar puterea instalata totala este:

. (1.14)

Puterea ceruta de receptoarele care fac parte dintr-o aceeasi categorie k, este data de relatia

, (1.15)

in care k^/_ck este coeficientul de cerere corectat al categoriei respective de receptoare.

Corectia tine seama de numarul total de receptoare

(1.16)

si se realizeaza prin intermediul coeficientului k_a de influenta a numarului de receptoare, conform relatiei

, (1.17)

in care k_ck este coeficientul de cerere pentru categoria de receptoare considerata.

De remarcat ca, determinarea coeficientului k_a de influenta a numarului de receptoare este corect sa se faca in raport cu numarul total n de receptoare al consumatorului de calcul considerat, fiind acelasi pentru toate categoriile de receptoare din compunerea acestuia. Acest lucru este firesc avand in vedere ca ansamblul receptoarelor, indiferent de categoriile carora le apartin, determina in mod statistic consumul de energie electrica, datorita nesimultaneitatilor in functionare si in gradele de incarcare.

Pe aceasta baza, dintre doi consumatori de calcul cu aceleasi puteri instalate totale si cu repartitii identice ale puterilor instalate pe categorii de receptoare, cel care cuprinde un numar mai mare de receptoare (cu puteri instalate mai mici) va absorbi o putere mai mica.

Orice modificare ale numarului de receptoare a consumatorului de calcul atrage dupa sine necesitatea actualizarii valorii coeficientului de influenta k_a si a determinarii coeficientilor de cerere corectati k^/_ck cu relatia (1.17).

In cazul in care receptoarele au puteri mult diferite, se recomanda ca determinarea coeficientului de influenta sa se faca in raport cu numarul de receptoare.

, (1.18)

in care s-a notat cu n_0,5 - numarul receptoarelor celor mai mari, a caror putere instalata insumata este egala cu jumatate din puterea tuturor receptoarelor.

Cazurile limita ale corectiei sunt urmatoarele:

a. n < 4, cand k_a=1 si prin urmare k^/_c = 1, adica pentru un numar de receptoare mai mic decat patru, puterea ceruta este egala cu suma puterilor instalate ale receptoarelor. Un astfel de consumator de calcul se poate intalni la nivelul tablourilor de utilaj sau al celor de distributie care alimenteaza cel mult trei receptoare.

b. n >> k_a >> 10 si conform relatiei (1.11) se obtine , ceea ce inseamna ca pentru un consumator de calcul cu un numar foarte mare de receptoare, corectia coeficientului de cerere este nula, astfel incat relatia (1.9) devine:

. (1.19)

Astfel de situatii se intalnesc la nivelul tablourilor generale din posturile de transformare sau al tablourilor de distributie care alimenteaza un numar relativ mare de receptoare.

Avand determinate puterile cerute de receptoarele din fiecare categorie, puterea ceruta totala la nivelul consumatorului de calcul este

. (1.20)

Daca intr-o sectie alimentarea receptoarelor si utilajelor s-a organizat pe cateva (q) tablouri de distributie si s-au calculat conform celor de mai sus puterile cerute la nivelurile sectiei P_cs si a tablourilor P_ct este evident ca

P_cs<

avand in vedere ca puterile cerute ale acestor consumatori de calcul au fost calculate pentru coeficienti de influenta k_a diferiti. Asemenea inegalitati au loc intre orice trepte consecutive pe care se organizeaza un consumator dat.

Calculul puterilor reactive cerute se face, de asemenea, pentru fiecare categorie in parte

, (1.21)

puterea reactiva totala rezultand

. (1.22)

Puterea aparenta totala absorbita de consumatorul de calcul este

. (1.23)

Daca rezultatul obtinut se incadreaza intre valorile

400 kVA S_c < 1 600 kVA, (1.24)

la componentele activa si reactiva se aplica reduceri prin intermediul coeficientilor de reducere k_ra, pentru puterea activa si k_rr - pentru puterea reactiva, conform relatiilor si , (1.25)

in care k_ra = 0,9, iar k_rr = 0,95. Reducerea nu se aplica daca S_c < 400 kVA.

In cazul in care consumatorul de calcul este o sectie sau intrega intreprindere, puterea aparenta de calcul serveste ca baza pentru alegerea transformatorului de alimentare

, (1.26)

in care S_nT reprezinta puterea aparenta nominala a transformatorului.

Daca sarcina nu poate fi preluata de un singur transformator (S^/_c > 1 600 kVA), se grupeaza receptoarele pe doua sau mai multe transformatoare de puteri corespunzatoare, urmand ca la puterile cerute ale fiecarui grup de receptoare sa se aplice coeficientii de reducere mentionati. Este indicat ca gruparea receptoarelor sa se faca dupa criterii de amplasament si tehnologice.

Pentru determinarea puterilor cerute P_ct si Q_ct din reteaua de medie tensiune, la totalul obtinut dupa aplicarea reducerilor se adauga pierderile active DP_r, respectiv reactive DQ_r din transformatoare, conform relatiilor:

, (1.27)

, (1.28)

in care Q_bc reprezinta puterea surselor instalate pentru compensarea puterii reactive.

In lipsa unor date de catalog, pierderile de putere din transformatoare se pot calcula cu relatiile

,

, (1.29)

in care cu S_r s-a notat suma puterilor nominale ale transformatoarelor.

In cazul consumatorilor de calcul alimentati prin n_r transformatoare, se recomanda ca valorilor determinate cu relatiile (1.27) si (1.28), sa li se aplice coeficientii de simultaneitate k_sa - pentru puterea activa si k_sr - pentru puterea reactiva, rezultand puterile cerute pe partea de medie tensiune:

,

. (1.30)

Coeficientul mediu de cerere al consumatorului este:

. (1.31)

Puterea aparenta ceruta totala:

, (1.32)

permite determinarea factorului de putere mediu:

, (1.33)

care in situatia ca puterea reactiva totala Q^/_ct a fost calculata fara a se tine cont de reducerea datorata puterii reactive a surselor de compensare, se numeste factor de putere natural.