Показатели графиков электрических нагрузок

 

На практике для расчётов электроснабжения широко используются не графики электронагрузок, а ряд безразмерных коэффициентов, являющихся показателями графиков и характеристики режимов работы потребителей. Усреднённые значения этих коэффициентов для характерных групп электроприборов отдельных участков, цехов, или предприятий, являются исходными данными для расчёта нагрузок.

1. Первый коэффициент - коэффициент использования активной мощности электроприёмника, или группы электроприёмников.
кu = Рсном

2. Второй коэффициент - коэффициент максимума, представляет собой отклонение получасового максимума нагрузки к её среднему значению.
кmax = Рmaxср

3. Третий коэффициент - коэффициент спроса, показывает отношение максимальной расчётной мощности, к её номинальному значению.
кс = кmaxкu

Номинальная мощность (Рном) - это мощность, на которую расчитан и изготовлен электроприёмник (указывается в паспорте).

Средняя нагрузка (Рс) - среднее значение нагрузки, за интервал заданной длительности.

За расчётную нагрузку принимают усреднённую максимальную получасовую нагрузку, т.к. этот интервал равен 3-м постоянным времени нагрева, в течении которого проводник нагревается до установленного значения. Усреднённый максимум берётся в наиболее загруженную смену.

Пиковая нагрузка - кратковременная нагрузка (1-20 сек), обусловленная пуском электродвигателей, эксплуатационными короткими замыканиями дуговых электропечей, электросваркой. Эта нагрузка принимается за основу в расчётах колебания напряжений при выборе устройств и уставок аппаратов защиты и при проверке сетей по условиям самозапуска.

Методов расчёта электронагрузок очень много. На горных предприятиях расчитывают по методу коэффициента спроса. Этот метод, хоть и ориентировочный, но отличается простотой и даёт приемлимые результаты.

 

2.7.3. Определение расчётной нагрузки

 

Потребители энергии добычного участка обычно работают в разное время, с различными коэффициентами загрузки. Отдаваемая трансформатором мощность изменяется в больших пределах в течении суток и даже одной смены. Поэтому точно определить требуемую мощность участкового трансформатора достаточно трудно. В данном случае применяется метод коэффициента спроса.

Расчётная мощность определяется:

Sрасч = kсP∑ном / cosφср.взв.

 

· cosφср.взв. = (P1cosφ1 + P2cosφ2 + ... + Pncosφn) / (P1 + P2 + ... + Pn);

 

· P∑ном - суммарная установленная (номинальная) мощность всех электроприёмников участка;

· kс- коэффициент спроса, учитывающий одновременность работы электродвигателей и степень их загрузки. Определяется по эмпирической формуле:

· kс = (0.4 + 0.6)Pном.max / P∑max,где Pном.max- номинальная мощность наибольшего электродвигателя.

Расчётная мощность, полученная по данному методу получается завышенной, поэтому рекомендуется вводить коэффициент 1,25

 

Sном ≥ Sрасч / 1,25

Электрическая сеть, запроектированная на основе преуменьшенных расчетных нагрузок, не сможет обеспечить пропускную способность элементов сети по условию нагрева, вследствие этого нарушается нормальное функционирование предприятия. Завышение же расчетной нагрузки приводит к излишним капиталовложениям в строительство сетей электроснабжения и нарушению электромагнитной совместимости. Поэтому точное определение расчетных нагрузокесть первый и основополагающий этап проектирования любой электрической сети в промышленности.

Расчетные электрические нагрузки промышленных предприятий следует принимать по проектам электроснабжения предприятий или по соответствующим аналогам.

Электрические нагрузки существующих предприятийдопускается принимать по данным фактических замеров с учетом перспективного развития предприятия.

Нагрузка электроэнергетической системы- суммарная электрическая мощность, расходуемая всеми приемниками (потребителями) электроэнергии, присоединёнными к распределительным сетям системы, и мощность, идущая на покрытие потерь во всех звеньях электрической сети (трансформаторах, преобразователях, линиях электропередачи). Зависимость изменения электрической нагрузкиво времени, т. е. мощности потребителя или силы тока в сети в функции времени, называется графиком нагрузки. Различают индивидуальные и групповые графики нагрузки — соответственно для отдельных потребителей и для групп потребителей. Электрические нагрузки, определяющиеся мощностью потребителей, являются случайными величинами, принимающими различное значение с некоторыми вероятностями. Потребители обычно работают не одновременно и не все на полную мощность, поэтому фактически электрические нагрузки всегда меньше суммы индивидуальных мощностей потребителей.

Отношение наибольшей потребляемой мощности к присоединённой мощности называют коэффициентом одновременности. Отношение наибольшей нагрузки данной группы потребителей к их установленной мощности называется коэффициентом спроса.


 

 

Различают среднюю электрическую нагрузку, т. е. значение нагрузки энергосистемы, равное отношению выработанной (или использованной) за

определенный период времени энергии к длительности этого периода в часах, и среднеквадратичную электрическую нагрузкуза сутки, месяц, квартал, год.

Под активной (реактивной) электрической нагрузкойпонимают суммарную активную (реактивную) мощность всех потребителей с учётом её потерь в электрических сетях. Активная мощность Р отдельной нагрузки, группы нагрузок или электрическая нагрузка определяется как Р = S×cosj, где S = UI — полная мощность (U — напряжение, I — сила тока), cos j — коэффициент мощности, j = arcts Q/P где Q — реактивная мощность нагрузки. Нагрузка с резко или скачкообразно меняющимся графиком называется толчкообразной нагрузкой. В нагрузке электроэнергетической системы при изменении условий работы и нарушениях режима энергосистемы (изменении напряжения, частоты, параметров передачи, конфигурации сети и т.д.) возникают переходные процессы. При изучении этих процессов обычно рассматривают не отдельные нагрузки, а группы нагрузок (узлы нагрузки), присоединённых к мощной подстанции, высоковольтной распределительной сети или линии электропередачи.

Процессы в узлах нагрузкиоказывают влияние на работу энергосистемы в целом. Степень этого влияния зависит от характеристик нагрузки, под которыми обычно понимают зависимости потребляемой в узлах активной и реактивной мощностей, вращающего момента или силы тока от напряжения или частоты. Различают 2 вида характеристик нагрузок — статические и динамические. Статической характеристикойназывается зависимость мощности, момента или силы тока от напряжения (или частоты), определяемая при медленных изменениях электрической нагрузки.

Эти же зависимости, определённые при быстрых изменениях нагрузки, называются динамическими характеристиками. Надёжность работы энергосистемы в каком-либо режиме в значительной мере зависит от соотношения нагрузки электроэнергетической системы в этом режиме и возможной предельной нагрузки.

Требования к определению электрических нагрузок, которые должны выполняться при проектировании объектов электроснабжения промышленных предприятий:

1. Основными исходными данными для определения расчетных нагрузок служит перечень электроприемников, установленных на предприятии, с указанием их номинальной мощности, назначения, режима работы.

2. Определение электрических нагрузок электроприемников с переменным графиком нагрузки на всех ступенях питающих и распределительных сетей следует выполнять, как правило, по методу коэффициента использованияи коэффициента максимумав соответствии с действующими указаниями по определению электрических нагрузок в промышленных установках, при этом расчетные нагрузки на трансформаторы следует корректировать с учетом нагрузок, определяемых по удельным расходам электроэнергии.


 

 

3. Коэффициенты использования и максимума следует систематически уточнять на основании данных обследования электрических нагрузок действующих промышленных электроустановок.

4. Нагрузки от крупных потребителей напряжением выше 10000020В должны учитываться особо, в соответствии с их режимом работы. Расчетную нагрузку электроемких потребителей следует определять по графику нагрузки, составленному на основе технологического графика.

5. При построении общего графика нагрузки нескольких электроемких потребителей необходимо учитывать несовпадение индивидуальных графиков с целью уменьшения максимума суммарной электрической нагрузки.

6. Определение суммарных резкопеременных ударных нагрузок следует производить на основании индивидуальных графиков работы таких электроприемников. Учитывая сложный и случайный характер изменения нагрузок, допускается применение упрощенного метода определения суммарных резкопеременных ударных нагрузок путем определения вероятности совпадения максимумов индивидуальных графиков по времени продолжительности работы и времени пауз.

Результаты расчета электрических нагрузок должны сопоставляться со среднегодовыми темпами роста нагрузок, полученными из анализа их изменения за последние 5-10 лет и, при необходимости, корректироваться.