Методи розрахунку електричних навантажень. Основні методи.

В практиці проектування систем електропостачання застосовують різноманітні методи визначення електричних навантажень, які поділяють на основні і додаткові.

В першу групу входять наступні методи розрахунку за:

1. Встановленою потужністю і коефіцієнтом попиту;

2. Середньою потужністю і відхиленню розрахункового навантаження від середнього (статистичний метод);

3. Середньою потужністю і коефіцієнту форми графіка навантажень;

4. Середньою потужністю і коефіцієнту максимуму (метод впорядкованих діаграм).

Друга група включає в себе методи розрахунку за:

1. Питомою витратою електроенергії на одиницю продукції при заданому об’ємі випуску продукції за певний час;

2. Питомим навантаженням на одиницю виробничої площі.

Метод коефіцієнта попиту:

Для визначення розрахункових навантажень, згідно цього методу, необхідно знати номінальну потужність групи приймачів і коефіцієнти потужності і попиту даної групи споживачів, що визначаються за довідковими матеріалами.

Розрахункове навантаження групи однорідних за режимом роботи приймачів визначається за формулами:

(1)

де відповідає даної групи споживачів.

Розрахункове навантаження вузла системи електропостачання, що містить групи споживачів електричної енергії з різними режимами роботи, визначають з врахуванням різночасності максимумів електричних навантажень:

(2)

де – сума розрахункових активних навантажень окремих груп споживачів;

– сума розрахункових реактивних навантажень окремих груп споживачів;

– коефіцієнт різночасності максимумів навантажень окремих груп споживачів.

Визначення розрахункового навантаження за встановленою потужністю і коефіцієнтом попиту є приблизним методом розрахунку, тому його рекомендують використовувати для попередніх розрахунків.

Статистичний метод розрахунку навантажень:

Згідно цього методу навантаження групи споживачів визначається за допомогою двох інтегральних показників: середнього навантаження і середньоквадратичним відхиленням з рівняння:

(3)

де – прийнята кратність міри розсіяння, а індекс вказує на відношення величини до тривалості інтервалу осереднення навантаження.

Для групового графіка середнє навантаження, при достатньо великому рівне:

(4)

Середньоквадратичне відхилення для групового графіку навантаження визначається за формулою:

(5)

Ймовірність того, що середнє навантаження будь-якої групи приймачів перевищить визначається функцією , численні значення якої наведені в довідникових матеріалах.

Статистичний метод дозволяє визначити розрахункове навантаження з будь-якою прийнятою ймовірністю його появи. Застосування цього методу доцільне для визначення навантажень по окремих групах і вузлах приймачів електричної енергії, напругою до 1кВ.

Визначення розрахункових навантажень за середньою потужністю і коефіцієнту форми:

В основі метода лежить рівність розрахункового і середньоквадратичного навантаження. Для груп приймачів з повторно-короткочасним режимом роботи прийняте припущення справедливе у всіх випадках. Воно також може бути застосоване також для приймачів з тривалим режимом роботи, коли число приймачів в групі достатньо велике і відсутні потужні електроприймачі , що здатні змінити рівномірний графік навантажень.

Даний метод може застосовуватись для визначення розрахункових навантажень цехових шинопроводів, на шинах нижчої напруги цехових трансформаторних підстанцій (ЦТП), на шинах РП напругою 10 кВ, коли значення коефіцієнта форми лежать в межах 1-1,2. Розрахункове навантаження групи приймачів визначають з виразів:

; чи (6)

де .

Значення коефіцієнта достатньо стабільні для цехів і заводів з мало змінним виробництвом. Тому при проектуванні коефіцієнт форми приймають за експериментальними даними, отриманими для діючих підприємств з аналогічною технологією. У випадку відсутності експериментальних даних можна приймати . При цьому найменші значення відповідають вищим ступеням СЕП.

Середні навантаження за найбільш завантажену зміну , для визначення розрахункового навантаження за допомогою коефіцієнта форми визначають за допомогою будь-якого методу: встановленої потужності і коефіцієнту використання; питомою витратою електроенергії на одиницю продукції при заданому об’ємі випуску продукції за певний час; в умовах експлуатації – за показами лічильників активної і реактивної енергії.

Метод впорядкованих діаграм:

Згідно цього методу розрахункове активне навантаження приймачів електричної енергії на всіх ступенях живлячих і розподільчих мереж (включаючи трансформатори і перетворювачі) визначають за середньою потужністю і коефіцієнтом максимуму з виразу:

(7)

Значення коефіцієнту максимуму залежить від коефіцієнту використання даної групи споживачів і ефективного числа приймачів . Під ефективним числом приймачів групи різних за номінальною потужністю і режимом роботи розуміють число однорідних за режимом роботи приймачів однакової потужності, яке обумовлює те ж розрахункове навантаження, що і дана група різних за номінальною потужністю і режимом роботи споживачів.

(8)

Коефіцієнт максимуму визначається за допомогою кривих чи таблиці, що наведені в довідникових матеріалах.

Розрахункове реактивне навантаження згідно цього методу приймають рівним:

при

при

В методі впорядкованих діаграм прийнята допустима для інженерних розрахунків похибка, рівна 10%, але на практиці застосування цього методу обумовлює похибку 20-40% і тому його застосування потребує аналізу вихідних даних і результатів розрахунку.