5. Методы определения расчетных электрических нагрузок

5.1. Виды электрических нагрузок

Одной из основных задач, возникающих при проектировании и эксплуатации СЭС, является правильное определение ожидаемых электрических нагрузок. На основании данных об электрических нагрузках на стадии проектирования производится выбор числа, места расположения и мощности трансформаторных подстанций (ТП) и распределительных пунктов (РП), конфигурации и напряжения электрических сетей, сечений проводов воздушных и кабельных линий, уставок устройств защиты, сетевой автоматики и параметров компенсирующих устройств. На стадии эксплуатации данные об электрических нагрузках используются при заключении договоров с питающими энергосистемами и определяют в итоге энергетическую составляющую затрат на обеспечение производственного процесса.

Энергетические нагрузки характеризуются потребляемыми электроустановками током, активной и реактивной мощностями и энергией. В теории электроснабжения рассматривают номинальные, среднеквадратичные, максимальные и расчетные нагрузки.

5.2. Номинальные мощности и токи

Номинальной установленной мощностью электроприемника (ЭП), предназначенного для работы в длительном режиме, называется мощность, указанная в заводской табличке или паспорте электродвигателя, силового или специального трансформатора, на колбе или цоколе источника света.

Номинальные активная p_н и реактивная q_н мощности и ток i_н указываются при номинальном напряжении U_н. Для синхронных двигателей величина р_н указывается для режима работы с номинальными напряжениями и cos_н = 0,9 (опережающий). Если приемник потребляет реактивную мощность из сети, то q_н имеет знак «+». Если ЭП генерирует в сеть реактивную мощность, то q_н имеет знак «–». При известных для ЭП p_н, КПД, _н, cos_н номинальные полная, реактивная мощности и ток вычисляются по формулам

(5.1)

(5.2)

(5.3)

Для электроприемников, работающих в повторно-коротковременном (ПК) режиме,

(5.4)

где р_пасп и ПВ_пасп – паспортная мощность и продолжительность включения.

Согласно рис.5.1, ,  t_р, t_п, t_ц соответственно во время работы, паузы и цикла.

Реактивная мощность и ток, потребляемые ЭП в ПК режиме,

, (5.5)

. (5.6)

Для группы из n электроприемников номинальные установленные активная и реактивная мощности и ток определяются из выражений

(5.7)

5.3. Средние активная и реактивная мощности

В условиях эксплуатации потребляемые отдельными ЭП мощности и токи непрерывно изменяются из-за непостоянства нагрузки и напряжения в сети. Поэтому в качестве основной характеристики нагрузки рассматривают потребляемые за некоторый отрезок времени t_с средние активную и реактивную мощности:

; (5.8)

, (5.9)

где P(t) и Q(t) – текущие значения активной и реактивной мощности, потребляемой ЭП.

Время осреднения t_с в зависимости от целей определения средних значений может принимать значения 3 мин, 15 мин, 30 мин, сутки, месяц, год или другие значения. Например, при оперативном управлении электропотреблением t_с  3 мин.