2.1. Характеристики электрических нагрузок

Номинальная мощностьприемника электроэнергииэто мощность, обозначенная в его паспорте.

Паспортная мощность приемников повторно-кратковременного режима приводится к номинальной длительной мощности (к продолжительности включения ПВ = 100%) по следующим формулам:

а) для электродвигателей

б) для обычных силовых трансформаторов

в) для трансформаторов сварочных машин

г) для трансформаторов электрических печей .

В этих выражениях ипаспортные относительная продолжительность включения и коэффициент мощности ЭП.

Групповая номинальная активная мощность это сумма номинальных активных мощностейn отдельных рабочих ЭП:.

Под номинальной реактивной мощностью приемника понимается реактивная мощность, потребляемая им из сети или отдаваемая в сеть, при номинальной активной мощности и номинальном напряжении. Паспортная реактивная мощность приемника повторно-кратковременного режима приводится к длительному режиму по выражению .

Групповая номинальная реактивная мощность это алгебраическая сумма номинальных реактивных мощностейnотдельных рабочих ЭП:.

Средняя нагрузка.Суммарная средняя нагрузка группы ЭП дает возможность приближенно оценить нижний предел возможных значений расчетной нагрузки. Средние активная и реактивная нагрузки группы приемников за любой интервал времени определяются по выражениям:

.

В условиях эксплуатации средние нагрузки рассматриваются за определенный характерный интервал времени, например за время цикла t_ц, и определяются по показаниям счетчиков активной (Э_а) и реактивной (Э_р) электроэнергии с помощью следующих выражений:

.

Важное значение в расчетах нагрузок, а также расхода потерь электроэнергии имеют средняя нагрузка за наиболее загруженную смену P_c(илиQ_c) и среднегодовая нагрузкаP_сг (или (Q_сг). Наиболее загруженной сменой считается смена с наибольшим потреблением активной энергии данной группой ЭП. Для средней нагрузки за время t_смнаиболее загруженной смены можно записать:

;.

Среднегодовая нагрузка определяется как отношение годового расхода активной или реактивной энергии к годовому фонду рабочего времени Т_г, т.е.,.

Время Т_гне следует смешивать с годовым числом часов использования максимума активной нагрузкиТ_макс.определяемым по формуле(P_м максимальная активная нагрузка).

Максимальная нагрузка.Максимальные значения активной нагрузки отдельного ЭПp_сми группы ЭПP_см, реактивной нагрузкиq_см,Q_сми токаi_см,I_смпредставляют собой наибольшие из соответствующих средних величин за некоторый промежуток времени.

В течение сменного графика нагрузки может быть несколько периодов ее повышения, поэтому определяют среднеквадратичные нагрузки за каждый период времени и выбирают наибольшую из них (рис. 2.1, ). Наибольшая величина среднеквадратичной нагрузки и является расчетной нагрузкой, по которой следует выбирать элементы системы электроснабжения по нагреву. Однако нахождение среднеквадратичной нагрузки представляет сложную задачу. Поэтому обычно определяют не среднеквадратичную, а среднюю нагрузку за период осреднения. Такой расчет является приближенным, но он значительно проще и не вносит существенных ошибок.

В

Рис. 2.1. Различные максимальные

средние нагрузки Рем за

время Т_оср = 30 мин

зависимости от продолжительности промежутка времени различают два вида максимальных нагрузок (рис. 2.2):

а

Рис. 2.2. Максимальные нагрузки

различной длительности

) максимальные кратковременные нагрузки длительностью 12с(пиковыеP_пик.); определение пиковых нагрузок необходимо для проверки колебаний напряжения, проверки сетей по условиям самозапуска электродвигателей, выбора плавких вставок предохранителей, расчета релейной защиты и автоматики;

б) максимальные длительные нагрузки Р_смза различные интервалы времени (5, 10, 30мин); они определяются для выбора элементов системы электроснабжения по нагреву и расчета максимальных потерь мощности в них.

Расчетная нагрузка.Под расчетной нагрузкой по допустимому нагреву понимается такая длительная неизменная во времени нагрузка элемента системы электроснабжения (трансформатора, линии и т.п.), которая эквивалентна ожидаемой изменяющейся нагрузке по наиболее тяжелому тепловому воздействию: максимальной температуре нагрева проводника или тепловому износу его изоляции. Соответственно этим двум эффектам нагрева проводника различают:

а) расчетную нагрузку по максимальной температуре нагрева, т.е. такую неизменную во времени нагрузку Р_рI, которая вызывает в проводнике тот же самый максимальный перегрев над окружающей температурой, что и заданная переменная нагрузкаР(t):

б) расчетную нагрузку по тепловому износу изоляции, т.е. такую неизменную во времени нагрузку Р_рII, которая вызывает в проводнике тот же тепловой износ изоляции, что и заданная переменная нагрузкаР(t).

Нагрев проводника является результатом воздействия на него нагрузки за некоторый период времени, поэтому средняя нагрузка за интервал времени Т более точно характеризует нагрев проводника, чем наибольшая (пиковая) нагрузка в том же интервале. При оценке максимального нагрева проводника или другого элемента системы электроснабжения правильнее было бы определять среднеквадратичную нагрузку за период времени, который меньше длительности одной смены, так как в этом интервале проводник успевает нагреться и остыть несколько раз. Однако этот период времени не может быть и слишком малым, поскольку нагрев проводника не достигнет установившегося значения.