一、電力負荷
電力負荷是電力系統(tǒng)中所有用電設備消耗功率的總和。對于某一用電單位,它所設置的用電設備包括電源線路都是電力負荷。用電設備可分為電動機、電熱電爐、整流設備、照明及家用電器等若干類。在不同的行業(yè)中,各類用電設備所占總負荷的比例也不同。例如異步電動機在紡織工業(yè)中約占總負荷的95%以上,在大型機械廠和綜合性中小企業(yè)中則占80%左右,對于礦山企業(yè),異步電動機亦占90%左右;電熱電爐在鋼鐵工業(yè)中約占70%;整流設備則在電解鋁、電解銅等電化行業(yè)中約占85%;同步電動機在化肥廠、焦化廠等企業(yè)約占44%。
將各工業(yè)部門消耗的電功率與農(nóng)業(yè)、交通運輸業(yè)、通訊業(yè)和市政生活等所消耗的電功率相加即為電力系統(tǒng)的綜合用電負荷,該負荷再加上電力網(wǎng)中損耗的功率就是系統(tǒng)中各發(fā)電廠應提供的功率,稱為電力系統(tǒng)的供電負荷。供電負荷再加上各發(fā)電廠本身消耗的功率(廠用電),就是系統(tǒng)中各發(fā)電機應發(fā)出的功率,稱為電力系統(tǒng)的發(fā)電負荷。
二、電力負荷分級及其對供電的要求
在用電單位中,各類負荷的運行特點和重要性不一樣,它們對供電的可靠性和電能質量的要求程度也不相同。為了合理地選擇供電電源及擬定供電系統(tǒng),我國將電力負荷按其對供電可靠性的要求不同劃分為三個等級。
1.一級負荷
這類負荷若供電突然中斷將造成對人員的生命危害,或造成重大設備損壞且難以修復,或打亂復雜的生產(chǎn)過程并使大量產(chǎn)品報廢,給國民經(jīng)濟帶來極大損失。例如冶金企業(yè)的爐體冷卻水泵、澆鑄車間、連續(xù)軋鋼生產(chǎn)線,礦山企業(yè)的主排水泵、主扇風機,化工企業(yè)的反應爐、建材行業(yè)的水泥回轉窯、醫(yī)院以及國家重要的鐵路樞紐、通信樞紐、國防設施等,均屬于一級負荷。
特殊重要的一級負荷通常稱為保安負荷。對保安負荷必須備有應急使用的可靠電源。以便當工作電源突然中斷時,保證企業(yè)安全停產(chǎn)。
一級負荷要求由兩個獨立電源供電。對特殊重要的一級負荷,必須由兩個獨立電源供電。獨立電源是指不受其它電源的影響與干擾的電源。具備下列兩個條件的發(fā)電廠或變電所的不同母線段均屬獨立電源:
① 每段母線的電源來自不同的發(fā)電機,且以后的輸、變、配電各環(huán)節(jié)叉均為分列運行;
② 母線段之間無聯(lián)系,或雖有聯(lián)系但當其中一段母線發(fā)生故障時,能自動斷開聯(lián)系,不影響其余母線段繼續(xù)供電。
如果企業(yè)只具有一個總降壓變電所,則對企業(yè)內的一級負荷只能算是具有一個獨立電源,只有具備兩個及以上總降壓變電所,或一個總降壓變電所加一個自備發(fā)電廠時,對企業(yè)內的一級負荷才能保證有兩個獨立電源供電。
2.二級負荷
這類負荷若突然斷電,將造成生產(chǎn)設備局部損壞,或生產(chǎn)流程紊亂且恢復較困難,企業(yè)內部運輸停頓,或出現(xiàn)大量廢品或大量減產(chǎn),因而在經(jīng)濟上造成較大的損失。這類負荷一般允許短時停電幾分鐘,它在工業(yè)企業(yè)中占的比例最大。
二級負荷應由兩回線路供電,兩回線路應盡可能引自不同的變壓器或母線段。當取得兩回線路確有困難時,允許由一回專用架空線路供電。
3.三級負荷
凡不屬于一、二級負荷的用電設備,均列為三級負荷。三級負荷對供電無特殊要求,允許較長時間停電,可用單回線路供電。
在大型工業(yè)企業(yè)中,一、二級負荷約占總負荷的60%以上,因此即使是短時停電所造成的損失也是很大的。此外,各級負荷不能孤立地看待,一個企業(yè)中只要有一個一級負荷,則該企業(yè)的總降壓變電所對于上級供電部門來說就是一級負荷。在掌握了負荷分級及其對供電的要求后,在設計新建企業(yè)的供電系統(tǒng)時可以根據(jù)實際情況來進行方案的擬定和分析比較,使確定的供電方案在技術經(jīng)濟上最合理。
三、用戶對供電的基本要求
1.保證供電安全可靠
安全是指不發(fā)生人身觸電事故和因電氣故障而引起的爆炸、火災等重大災害事故。尤其是在一些高粉塵、高濕、有易爆、有害氣體的特殊環(huán)境中,為確保供電安全,必須采取防觸電、防爆、防潮、抗腐蝕等一系列技術措施,正確選用電氣設備、擬定供電方案,并設置可靠的繼電保護,使之不易發(fā)生電氣事故,一旦發(fā)生,也能迅速切斷電源,防止事故的擴大并避免人員傷亡。
供電的可靠性是指供電系統(tǒng)不間斷供電的可能程度。
為了保證供電系統(tǒng)的可靠性,必須保證系統(tǒng)中各電氣設備、線路的可靠運行,為此應經(jīng)常對設備、線路進行監(jiān)視、維護,定期進行試驗和檢修,使之處于完好的運行狀態(tài)。此外,對一、二級負荷采用兩獨立電源或雙回路供電,則是最重要的設計措施之一。
2.保證供電電能質量
對于用戶,良好的電能質量是指電壓偏移不超過額定值的±5%,頻率偏移不超過±0.2~0.5hz,正弦交流的波形畸變極限值在3%~5%的允許范圍之內。在電能的質量指標中,除頻率一項用戶本身不能控制外,其余兩項指標都可以在供電部門和用戶的共同努力下,采用各種技術措施加以改善并達到允許范圍之內。
3.保證供電系統(tǒng)的經(jīng)濟性
該項要求供電系統(tǒng)的一次投資要少,運行費用要低。在滿足前兩項要求的前提下,盡可能節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。
總之,要在保證安全可靠的前提下,使用戶得到具有良好質量的電能,并且在保證技術經(jīng)濟合理的同時,使供電系統(tǒng)結構簡單、操作靈活、便于安裝和維護。