Глава 6. Характеристики графиков нагрузки элементов систем электроснабжения

Одной из первых и основополагающих частей проекта электро­снабжения объекта является определение ожидаемых электрических нагрузок на всех ступенях электрических сетей. Именно нагрузки определяют необходимые технические характеристики элементов электрических сетей - сечения жил и марки проводников, мощности и типы трансформаторов, электрических аппаратов и другого элект­ротехнического оборудования. Преувеличение ожидаемых нагрузок при проектировании по сравнению с реально возникающими нагруз­ками при эксплуатации объекта приводит к перерасходу проводни­ков и неоправданному омертвлению средств, вложенных в избыточ­ную мощность электрооборудования. Преуменьшение - к излишним потерям мощности в сетях, перегреву, повышенному износу и сокра­щению срока службы электрооборудования.

Правильное определение электрических нагрузок обеспечивает правильный выбор средств компенсации реактивной мощности, устройств регулирования напряжения, а также релейной защиты и автоматики электрических сетей.

По указанным причинам ожидаемые электрические нагрузки желательно определять при проектировании возможно точнее. Од­нако вследствие недостаточной полноты, точности и достовернос­ти исходной информации обо всех многочисленных случайных факторах, формирующих нагрузки, последние не могут быть опре­делены с высокой точностью. Обычно при определении ожидаемых нагрузок считают допустимыми ошибки в ± 10%.

6.1. Графики электрических нагрузок Индивидуальные графики нагрузок

Для силовых электроприемников различают три режима рабо­ты: длительный, кратковременный и повторно-кратковременный.

При работе в длительном режиме достигается тепловое равно­весие и устанавливается определенная температура электроприем­ника. Кратковременный режим характеризуется тем, что после крат­ковременного включения и нагревания электроприемника его тем­пература за период последующей паузы понижается до температу­ры окружающей среды. Наконец, повторно-кратковременный ре­жим (ПКР), в ходе которого период включения длительностью t_B чередуется с паузой продолжительностью t_n, так же как и длитель­ный режим, приводит к постепенному нагреванию электроприем­ника до установившейся температуры. Однако процесс нагревания в этом случае по сравнению с длительным режимом при той же на­грузке замедляется, и установившийся перегрев снижается. Вели­чиной, характеризующей ПКР, является продолжительность вклю­чения (ПВ):

Часто ПВ определяют в процентах, т.е. ПВ% = ПВ-100. Уста­новлены четыре стандартных значения ПВ, на которые выпуска­ется электрооборудование: 15, 25, 40, 60%. Длительность цикла при ПКР не должна превышать 10 мин.

Значение ПВ = 1 (или 100%) соответствует длительному режиму.

Номинальная (установленная) мощность электроприемников является достоверной исходной величиной для расчета электри­ческих нагрузок, так как она обычно известна. Под номиналь­ной активной мощностью двигателейрном понимается мощность, развиваемая двигателем на валу при номинальном напряжении, а под номинальной активной мощностью других приемников - потребляемая ими из сети мощность при номинальном напряже­нии. Паспортная мощность р_пасп приемников ПКР приводится к но­минальной длительной мощности при ПВ = 1:

Под номинальной реактивной мощностью приемника понима­ется реактивная мощность, потребляемая им из сети при номиналь­ной активной мощности и номинальном напряжении.

Различают следующие типы длительных режимов работы при­емников электроэнергии:

1) периодические;

2) циклические;

3) нециклические;

4) нерегулярные.

Первый тип отвечает строго ритмичному процессу с периодом tn, производство, как правило, поточное или автоматизированное по жесткой программе.

Второй тип отвечает случаю не поточного и не автоматизиро­ванного производства, но цикличного производства. Здесь периодичность нарушена в основном из-за непостоянства длительнос­тей пауз t_п отдельных циклов, однако продолжительность рабо­чих интервалов t_p цикла и характер соответствующих участков гра­фиков нагрузки остаются практически неизменными. Поэтому здесь можно говорить о средней длительности одного цикла t_c.ц.

Третий тип отвечает тому случаю, когда выполняемые агрега­том повторяющиеся операции строго не регламентированы, вслед­ствие чего характер графика существенно изменяется и на рабочих участках. Однако нециклический график, подобно периодическо­му и цикличному, характеризуется стабильностью потребления электроэнергии за среднее время цикла.

Четвертый тип отвечает нерегулярному режиму работы, когда условие стабильности потребления электроэнергии уже не соблю­дается. Это означает, что технологический процесс имеет неуста­новившийся характер.