Физические величины графиков электрических нагрузок.

Ответ: При решении практических задач электроснабжения очень часто отсутствуют графики электрических нагрузок. Поэтому для описания режимов энергопотребления в практике электроснабжения использу­ют систему показателей, адекватно описывающих эти графики. При этом различают физические величины и безразмерные коэффициенты графиков нагрузки. При рассмотрении индивидуальных графиков их показатели обозначаются строчными буквами (p, q, s, i, k), групповых - пропис­ными (P, Q, S, I, K). Физические величины, характеризующие графики электриче­ских нагрузок: 1) P _c – средняя нагрузка (Q _с, S _с, I _с). 2) Р _ск – среднеквадратичная (эффективная) нагрузка (Q _ск, S _ск, I _ск). 3) Р _м – максимальная нагрузка (Q _м, S _м, I _м): а) Р _р – расчетная (максимальная длительная) нагрузка; б) Р _пик – пиковая (максимальная кратковременная) нагрузка.
Средняя нагрузка– постоянная, неизменная во времени нагрузка в течение рассматриваемого промежутка времени, которая вызывает такой же расход электроэнергии, что и реальная, изменяющаяся нагрузка за этот же промежуток времени (Т)

В практических целях в качестве средней нагрузки используется среднечасовая, средняя нагрузка за смену, за сутки, среднегодовая нагрузка. Для определения расчетной нагрузки используется средняя нагрузка за наиболее нагруженную смену, в качестве которой выбирается смена с наибольшим расходом электроэнергии. Средняя мощность используется также и для определения расхода электроэнергии потребителей. Среднеквадратичная нагрузка– нагрузка, которая не изменяется в течение промежутка времени Т и вызывает потери мощности и энергии в элементах системы электроснабжения потребителей такие же, как реальная нагрузка, изменяющаяся за это же время: ; ; . Среднеквадратичная нагрузка используется для определения потерь мощности и энергии в элементах системы электроснабжения. Максимальная нагрузка- это наибольшая из средних нагрузок за рассматриваемый промежуток времени. При этом различают максимальную длительную и максимальную кратковременную нагрузки. Максимальная длительная нагрузка характеризуется периодом усреднения от нескольких минут до нескольких часов (рис. 2.6). Она используется для выбора токоведущих частей СЭС по условию нагрева. Максимальная кратковременная нагрузка характеризуется пе­риодом усреднения от доли до нескольких секунд. Ее называют пико­вой нагрузкой: . Пиковая нагрузка используется для расчетов релейной защиты и автоматики, выбора предохранителей и автоматических выключа­телей.

Из максимальной длительной нагрузки важнейшее значение имеет расчетная нагрузка. Под расчетнойпонимается такая условная нагрузка, которая эквивалентна реальной нагрузке по наиболее тяжелому тепловому эффекту. В связи с этим рассматривают следующие 2 определения расчетной нагрузки: 1)Расчетная нагрузка, определяющая нагрев (износ) изоляции. 2)Расчетная нагрузка, определяющая нагрев токоведущих частей. Из двух значений расчетной мощности используют наибольшее значение. Как правило, этим значением является нагрузка, которая обусловливает наибольший нагрев проводника над температурой ок­ружающей среды. При этом значение расчетной мощности определя­ется как:

9)Методы определения расчетных электрических нагрузок.

Ответ: Определение расчетной нагрузки, является одной из основных задач электроснабжения. При этом различают 2 величины расчетной нагрузки: - определяющая максимальный нагрев проводника; - вызывающая максимальный износ изоляции. Расчетной нагрузкой по пику нагрева проводника называется такая неизменная во времени нагрузка, которая обусловливает мак­симальный перегрев проводника над температурой окружающей сре­ды. Расчетной нагрузкой по пику теплового износа изоляции называ­ется такая неизменная во времени нагрузка, которая вызывает такой же максимальный тепловой износ изоляции, как и реальная, изме­няющаяся во времени нагрузка. Величина расчетной нагрузки определяет выбор токоведущих элементов СЭС, а также обуславливает ее основные технико-экономические показатели. Так, если величина расчетной нагрузки завышена относительно фактической, то это приведет к увеличению капитальных затрат на СЭС. Если она меньше фактической, то это ве­дет к ускоренному износу оборудования, к увеличению потерь мощ­ности и энергии, может привести к повреждению электрооборудова­ния и перерывам электроснабжения. Для определения расчетной нагрузки имеется большое количе­ство методов, и все эти методы условно можно разделить на основные и вспомогательные. К основным методам относятся статистический и метод упорядоченных диаграмм показателей графиков нагрузки. Вспомогательными методами являются метод коэффициента спроса, удельной мощности на единицу производственной площади, удельно­го расхода электроэнергии на единицу выпускаемой продукции либо оказываемых услуг.

Метод упорядоченных диаграмм: В случае, когда количество электроприемников в группе более 3-х, для определения расчетной электрической нагрузки при проектировании СЭС используется метод упорядоченных диаграмм. Данный метод является основным для определения расчетной нагрузки для напряжения до 1 кВ и применяется в основном при проектировании цехового электроснабжения. Сущность метода упорядоченных диаграмм заключается в установлении связи между расчетной мощностью нагрузки и показателями режимов работы электроприемников группы: где К_м - коэффициент максимума графика нагрузки; К_и - групповой коэффициент использования; P_уст - установленная мощность электроприемников в группе. С 1992 г. выражение для определения расчетной мощности нагрузки унифицировано и имеет вид:

где К_р - коэффициент расчетной активной нагрузки. В то время, как значения Кр могут быть как больше, так и меньше единицы, в зависимости от того, на каком уровне СЭС оп­ределяется расчетная нагрузка. Метод упорядоченных диаграмм основан на следующем алго­ритме: 1)Определение установленной мощности группы электропримников: При этом значения электроприемников, работающих в по­вторно-кратковременном режиме не приводятся к длительному ре­жиму работы. 2)Определение группового коэффициента использования:

где k _иi- коэффициент использования i -го электроприемника, прини­мается по справочным данным в зависимости от наименования элек­троприемника. 1)Определение эффективного количества электроприемников в группе:

Эффективное количество электроприемников п _э - такое количество электроприемников, одинаковых по мощности и по режиму работы, ко­торое обеспечивают такую же расчетную нагрузку, как и реальное коли­чество электроприемников, разных по мощностям и режимам работы. 2)Определение по справочным номограммам коэффициента расчетной активной нагрузки: К_р =f(К_и; n_э; Т_o), где Т _o - постоянная времени нагрева элемента СЭС, на который опре­деляется расчетная нагрузка:

1) Т _o = 10 мин - цеховые электросети, выполненные распредели­тельными шинопроводами (ШРА) и распределительными шкафами (ШР или ПР); 2) Т _o = 2,5 ч -магистральные шинопроводы (ШМА), вводно-распределительные устройства (ВРУ), цеховые трансформаторные подстанции (ЦТП); 3) Т _o = 30 мин - для сетей 6-10 кВ. В этом случае К_р= 1 и не за­висит от К_и и п_э. 1) Определяется расчетная активная нагрузка:

6. Определение расчетной реактивной нагрузки. При этом воз­можны 2 случая: 1)если Т _o = 10 мин, то где tgφ, - коэффициент реактивной мощности i'-го электроприемника в группе, определяется по справочным данным в зависимости от на­именования электроприемника; К _{p м} - коэффициент расчетный реак­тивной нагрузки: Км =1,1 при n_э<10 Км =1 при n_э<10 2)если Т_o = 2,5 ч (ШМА, ВРУ, ЦТП), а также при Т _o = 30 мин
(сети 6-10кВ), то . 7. Определение полной расчетной нагрузки:

8. Определение расчетного тока:

Полученный ток используется для выбора элементов электриче­ской сети по условию допустимого нагрева. При этом условие допус­тимого нагрева является основным для проектирования систем цехо­вого электроснабжения. Исключение составляют цеха, время исполь­зования максимальной нагрузки (Т _м) которых > 5000 часов. В этом случае выбор элементов электроснабжения осуществляется по эконо­мическим условиям (согласно ПУЭ).