Коэффициент формы().

Коэффициентом формы индивидуального или группового графика нагрузок ,называется отношение среднеквадратичного тока (или среднеквадратической полной мощности) приёмника или группы приёмников за определённый период времени к среднему значению его за тот же период времени:

(3.38)

Т.е. этот коэффициент характеризует неравномерность нагрузки во времени.

Коэффициенты формы, отнесённые к активной и реактивной мощности, определяют из выражений:

(3.39)

Для индивидуального графика нагрузок следует различать значения коэффициента формы:

(3.40)

Выражения в (3.40) связаны следующей зависимостью:

(3.41)

Коэффициент формы графика нагрузок группы приёмников одного режима работы (т.е. с одними и теми же значениями и), включаемых независимо, определяют уравнением:

(3.42)

где - эффективное число приёмников группы.

Эффективное число электрических приёмников - это такое число однородных по режиму работы приёмников одинаковой мощности, которое даёт тоже значение расчётного максимального значения, что и группа электрических приёмников разных по мощности и режиму работы.

(3.43)

где в числителе квадрат групповой мощности, а в знаменателе – сумма квадратов номинальных активных мощностей отдельных приёмников группы.

Если приёмники группы имеют одинаковую номинальную мощность, то .

Если приёмники группы имеют различные номинальные мощности, то, обозначив через исреднюю и среднеквадратичную номинальные мощности приёмников группы, запишем:

(3.44)

Подставив выражения (3.44) в (3.43), получим:

(3.45)

где - коэффициент формы упорядоченной диаграммы номинальных мощностей приёмников группы.

В условиях эксплуатации коэффициент формы находят из показаний счётчиков активной и реактивной энергии:

(3.46)

Поясним формулу (3.46) на примере. На рис. 3.3 изображён групповой график нагрузки по активной мощности за24ч.

Рис. 3.3. Групповой график активных нагрузок.

Значение расхода активной энергии получено по показаниям счётчика за сутки. Значениепредставляет собой потребление электроэнергии за время, где- число интервалов, на которое разбит график (в данном случаеч,).

Квадрат среднеквадратической мощности определяют из выражения:

(3.47)

Если промежутки времени одинаковы, то . Следовательно, выражение (3.47) упростится:

(3.48)

Так как

(3.49)

где числитель дроби – расход активной электроэнергии за время , то формула (3.48) принимает вид:

(3.50)

Средняя активная мощность за время Травна:

(3.51)

где - расход активной энергии за времяТ.

Коэффициент формы группового графика нагрузок, взятого нами для примера, по активной мощности:

(3.52)

т.е. получили (3.46).

Аналогично определяют коэффициенты формы графиков реактивной и полной мощности, а также тока.

Примечание:

1. при постоянном технологическом процессе производства коэффициент формы практически постоянен;

2. коэффициент формы для большинства предприятий находится в пределах от1,05до1,15, следовательно, если величинанеизвестна, то в расчётах можно приближённо принять равным1,1-1,15.

Коэффициент максимума().

Коэффициент максимума – это отношение расчётной активной мощности к средней нагрузке за определённый период времени (период времени принимается равным продолжительности наиболее загруженной смены). Т.к. коэффициент максимума относится к групповым графикам нагрузок, то он определяется по выражению:

(3.53)

Коэффициент максимума представляет собой определённую и важную характеристику графика, т.к. связывает найденные из графика величины – расчётную и среднюю нагрузки.

Величина зависит от эффективного числа приёмников и ряда коэффициентов, характеризующих режим потребления электроэнергии группой приёмников (в частности от коэффициента использования).

Аналогично выражению (3.53) коэффициент максимума графика нагрузок определяется по току (по реактивной мощности определять нет смысла, т.к. она не совершает работы).

Существует несколько методик определения коэффициента максимума.

1. В методике упорядоченных диаграмм, предложенной Г.М. Каяловым, устанавливается приближённая аналитическая зависимость от основных показателей режима работы отдельных независимых приёмников и их эффективного числа (графическая зависимость представлена в [1]). Эта зависимость определяется следующими выражениями для графиков нагрузки по активной мощности:

(3.54)

(3.55)

(3.56)

где А=4,8иВ=3,1при;

А=2,8иВ=1,67при.

Аналогично определяются групповые показатели графиков нагрузки по току.

Для удобства практического использования кривых [1] определение величины коэффициента максимума осуществляется по специальной таблице.

В качестве примера возьмём выборку из такой таблицы поясняющую определение величины .

Таблица 3.1.

	Значения при значениях
	0,1	0,15	0,2	…	0,8	0,9
4	3,43	3,11	2,64	…	1,14	1,05
5	3,23	2,87	2,42	…	1,12	1,04
…	…	…	…	…	…	…
280	1,13	1,10	1,08	…	1,01	1,01
300	1,12	1,10	1,07	…	1,01	1,01

Анализ данного метода позволяет сделать следующие выводы:

а) при ; приизначенияменяются незначительно.

б) вычисление инеобходимо только для цеховых сетей прии, т.к. в остальных случаяхможно принять равным действительному числу приёмников (исключив те приёмники группы, суммарная мощность которых не превышает5% установленной мощности всей группы), а величинупринимают по вышеуказанным соображениям (см. пункт а)).

2. Формула М.К. Харчева устанавливает зависимость продолжительностью 0,5 ч оти:

(3.57)

где - среднее значение группового коэффициента использования.

Формула (3.57) устанавливает зависимость от:

, (3.58)

где - функция, зависящая от степени усреднения максимума нагрузки, а также от ритмичности производственного процесса;

- среднее значение группового коэффициента включения.

Выражение (3.58) заменяется выражением (3.57) вследствие недостаточности опытных данных для установления значения . Эта замена снижает точность определения, особенно для групп приёмников, имеющих низкие значения группового коэффициента загрузки.

3. Ф.К. Бойко, используя положения теории вероятностей, получил выражение для коэффициента максимума , соответствующего максимуму нагрузки длительностью, равной продолжительности рабочего периода времени:

, (3.59)

где - коэффициент формы группового графика нагрузки за цикл;

- групповой коэффициент включения.

Подставив в (3.59) значение , получим:

(3.60)

где - групповой коэффициент формы за время включения.

По выражению (3.60) составлены таблицы и построены кривые, широко представленные в литературе, которые позволяют по исходным данным определять значение и наблюдать степень влияния основных показателей на величину.

Результаты обследования электрических объектов показали, что коэффициент максимума продолжительностью 0,5 ч, определённый по (3.60), совпадает с , найденным экспериментальным путём. Таким образом, учёт зависимостиотдаёт более точные и надёжные результаты по сравнению с учётом зависимостиот(по методу М.К. Харчева).

4. По статистическому методу Б.В. Гнеденко и Б.С. Мешель величина коэффициента максимума продолжительностью Топределяется из выражения:

(3.61)

где - расчётный коэффициент использования для данной категории приёмников (в статистическом методе определения электрических нагрузок он называется генеральным расчётным коэффициентом использования). Величина, это объясняется тем, что генеральный расчётный коэффициент использования данной категории приёмниковвыбирается из совокупности частных коэффициентов использованияс таким расчётом, чтобы вероятность появления последних, больших по величине, была не более 5-10 %.

- коэффициент отклонения для максимума продолжительностьюТи эффективному единичному приёмнику.

Экспериментально получено выражение для определения расчётного отклонения :

(3.62)

где - коэффициент, характеризующий, во сколько раз времяТ, необходимое для нагрева проводника до установившейся температуры, больше 30 мин.

В литературе широко встречаются кривые , построенные по формуле (3.62). По данным кривым можно найти значение величинызаданной продолжительности.

Результаты обследования ряда промышленных предприятий показали, что величины коэффициента максимума, определённые по методу математической статистики, значительно ближе к действующим значениям. Сопоставление расчётов с определением максимумов различной продолжительности по методу математической статистики (см. (3.61)) с расчётами, выполненными по 30-ти минутному максимуму, позволяют сделать вывод:

• Для цехов с системой питания силовых распределительных пунктов изолированными проводниками от щитов низкого напряжения необходимо для каждой линии определять величину в соответствии с длительностью интервала осредненияТ, т.е. учитывать величинуэто даёт снижение требуемого количества проводникового материала в цеховой сети на 8-10 %.

• При распределении электроэнергии по системе трансформатор-магистраль напряжением 1000 В от трансформаторов до 1 МВА учёт длительности интервала осреднения, отличной от 30-ти минутной, даёт снижение затрат на проводниковый материал, порядка 1-2 %. Это объясняется тем, что сечения ответвлений должны иметь пропускную способность согласно ПУЭ не менее 10 % пропускной способности шинопроводов.

• Вычисление инеобходимо только для цеховых сетей прии. Для всех звеньев сети, начиная с цеховых шинопроводов и заканчивая трансформаторами ГПП, в большинстве случаев коэффициент максимума 30-ти минутной продолжительности не превышает. Таким образом, отпадает необходимость в точном определении.