Основные характеристики электрических нагрузок

 

Электрическая нагрузка характеризует потребление электроэнергии отдельными приёмниками, группой приёмников в цехе, цехом и заводом в целом.

Первым этапом проектирования СЭ является определение электрических нагрузок. По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование СЭ, определяют потери мощности и электроэнергии. От правильной оценки расчётных (ожидаемых) нагрузок зависят капитальные затраты на СЭ, эксплуатационные расходы, надёжность работы электроснабжения.

При проектировании СЭ или анализе режимов её работы потребители электроэнергии (отдельный приёмник электроэнергии, группа приёмников, цех или завод в целом) рассматривают в качестве нагрузок.

Различают следующие виды нагрузок: активную мощность Р, реактивную мощность Q, полную мощность S и ток I.

Режимы работы приёмников электроэнергии разнообразны и изменяются во времени. Для характеристики потребляемой мощности пользуются следующими понятиями.

1. Номинальная активная мощность Р_НОМ приёмника электроэнергии – это мощность, указанная на заводской табличке или в паспорте электроприёмника (для источника света – на колбе или цоколе).

Применительно к многодвигательным приводам, исключая крановые установки, под термином «приёмник электроэнергии» следует понимать весь агрегат в целом, а под его номинальной мощностью – сумму номинальных мощностей всех его электродвигателей (приведённых к продолжительности включения ПВ=1). Для крановых установок под термином «приёмник электроэнергии» следует понимать электропривод каждого механизма, включая механизмы, приводимые двумя двигателями.

Для приёмников повторно-кратковременного режима работы Р_НОМ определяют по паспортной мощности путём приведения её к длительному режиму работы (ПВ=1) в соответствии с формулами:

Р_НОМ = рпас; (4.1)

для трансформаторов

 

S_НОМ = S_ПАС ; (4.2)

Где Р_ПАС, кВт; S_ПАС, кВ·А;

ПВ_ПАС = = - паспортная продолжительность включения в долях единицы;

t_В – период, в течение которого приёмник подключён к сети за цикл длительностью Т_Ц;

t_П – продолжительность паузы в цикле.

2. Под номинальной реактивной мощностью приёмника q_НОМ понимают реактивную мощность, потребляемую им из сети (знак плюс) или отдаваемую в сеть (знак минус) при Р_НОМ и U_НОМ. Для синхронных двигателей дополнительно к указанным выше условиям предусматривают номинальный ток возбуждения I_В.НОМ.

3. Номинальную мощность (активную Р_НОМ и реактивную Q_НОМ) группы приёмников определяют как алгебраическую сумму номинальных мощностей отдельных приёмников, приведённых к ПВ=1

Р_НОМ = ; (4.3)

Q_НОМ = ; (4.4)

4. Для характеристик переменной нагрузки и приёмников за рассматриваемый интервал времени определяют средние нагрузки.

Среднюю активную и реактивную мощности приёмника за интервал времени t определяют из выражений:

рср = ; (4.5)

qср = ; (4.6)

Средняя (активная или реактивная) мощность группы приёмников представляет собой алгебраическую сумму средних мощностей отдельных приёмников, входящих в данную группу:

Р_CР = ; (4.7)

Q_СР = ; (4.8)

В зависимости от интервала осреднения различают средние нагрузки за максимально загруженную смену, среднемесячные и среднегодовые. Максимально загруженной считается смена с наибольшим потреблением электроэнергии рассматриваемой группы электроприёмников. По среднесменной нагрузке определяют расчётную нагрузку, а по среднегодовой – годовые потери электроэнергии.

 

5. В определённые промежутки времени значения активной, реактивной, полной мощности или тока представляют собой наибольшее из соответствующих средних значений. Такие нагрузки называют максимальными. По продолжительности различают два вида максимальных нагрузок:

1) максимальные длительные нагрузки (продолжительностью 10, 30, 60, 120 мин.);

2) максимальные кратковременные нагрузки (пиковые) длительностью 1-2 с.

6. Вероятностная максимальная нагрузка за 30 мин принята за расчётную нагрузку по допустимому нагреву (обычно пользуются сокращённым названием – расчётная нагрузка).

Расчётная нагрузка по допустимому нагреву может быть активной Р_Р, кВт; реактивной Q_Р, квар; полной S_Р, кВ·А или токовой I_Р,А. Значения расчётной нагрузки определяют для выбора элементов СЭ по нагреву и расчёта максимальных потерь мощности в них.

Пиковые нагрузки определяют для проверки сетей по условиям самозапуска электродвигателей, выбора плавких вставок предохранителей, расчёта тока срабатывания максимальной токовой защиты, а также оценки потерь напряжения в контактных сетях и проверки колебаний напряжения в цеховых сетях.