Показатели графиков электрических нагрузок

При расчётах и исследовании нагрузок применяют некоторые безразмерные показатели (коэффициенты) графиков нагрузок, характеризующие режим работы приёмников электроэнергии по мощности или во времени.

Коэффициент использования (). - это характеристика степени использования по активной и реактивной мощности или по току. Данный показатель является основным показателем для расчёта нагрузки и определяется как отношение среднего значения величины к её номинальному значению.

, аналогично для Q и I, где - коэффициент использования;- номинальные значения;- средние значения за наиболее загруженную смену;- количество приёмников.

Для группы электрических где- число подгрупп приёмников с различными режимами работы, входящими в данную группу;- средняя мощность подгруппы за наиболее загруженную смену;- номинальная мощность подгруппы приёмников.

Рис. Индивидуальный график активных нагрузок.

Коэффициент включения() - характеризует длительность работы электрического приёмника и определяется по отношению:

где -коэффициент включения;-продолжительность включения приёмника в цикле;-длительность цикла;-время работы приёмника;-время холостого хода приёмника.

Групповой коэффициент включения ().

63.2.Коэффициент загрузки (). - отношение фактически потребляемой им активной средней мощности, за время включенияв течение времени цикла, к его номинальной мощности. Т.е. коэффициент загрузки – это параметр, характеризующий загруженность электрической установки, выражается через отношение коэффициентов использования и включения:

Групповым коэффициентом загрузки

Коэффициент формы () - называется отношение среднеквадратичного тока (или полной мощности) приёмника или группы приёмников за определённый период времени к среднему значению его за тот же период времени:

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

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:Величиназависит от эффективного числа приёмников и ряда коэффициентов, характеризующих режим потребления электроэнергии группой приёмников.

Коэффициент спроса (). относится к групповым графикам. Коэффициентом спроса по активной мощностиназывается отношение расчётной (при проектировании) или потребляемой (при эксплуатации) мощности к номинальной (установленной) активной мощности группы приёмников:

.

Коэффициент заполнения графика нагрузки () - коэффициент показывающий насколько плотно заполнен график электрической нагрузки, определяется как отношение средней активной мощности к её максимальному значению:. По существу максимальное значение активной мощности () то же, что и расчётная нагрузка (). Поэтому коэффициент заполнения графика () является величиной обратной коэффициенту максимума, т.е.Коэффициент заполнения графика нагрузки обычно относится к групповым графикам нагрузки, так же как и коэффициент максимума.

Коэффициент равномерности графика нагрузки () - характеризует равномерность распределения электрической мощности во времени, определяется как отношение расчётного значения максимальной мощности в узле к суммарной мощности отдельных групп электрических приёмников, входящих в данный узел системы электроснабжения:.

Основные и вспомогательные методы расчета электрических нагрузок.К основным методамопределения расчётных (ожидаемых) электрических нагрузок относятся, методы определяющие расчётную нагрузку по:

1. установленной мощности и коэффициенту спроса. Определение расчётной нагрузки по установленной мощности и коэффициенту спроса - грубый приближенный метод оценки расчётной 63.3.нагрузки. В общем случае он может быть рекомендован только для предварительных расчётов узлов системы электроснабжения, включающих значительное количество приёмников электроэнергии (отделение, цех, корпус или завод в целом).

2. средней мощности и отклонению расчётной нагрузки от средней (статистический метод);

Особенности данного статистического метода (использующего закон нормального распределения):

1.метод позволяет оценить случайный процесс формирования нагрузок стабильными параметрами – средней нагрузкой и средним квадратичным отклонением; 2.метод определяет не только величину расчётной нагрузки, но и вероятность её появления; 3. изменяя величинуможно получить всю гамму возможных нагрузок; 4. данный метод позволяет определить нагрузочную способность элементов электрических сетей.

3. средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузок;

При определении расчётной нагрузки средняя мощность за наиболее загруженную смену ,в условиях проектирования находится одним из указанных ниже способов: 1.по известным данным установленной мощности и коэффициенту использования ; 2.по известным данным среднегодовой нагрузки и коэффициенту сменности по энергоиспользованию; 3. по известным данным удельных расходов электроэнергии и производительности цеха или предприятия в единицах продукции; 4.по известным данным средней удельной нагрузки на единицу производственной площади.

В условиях эксплуатации средняя мощность может быть определена по показаниям счётчиков активной (реактивной) энергии и сопоставлена со средней нагрузкой, определённой расчётным путём.

4. средней мощности и коэффициенту максимума (метод упорядоченных диаграмм показателей графиков нагрузок);

К вспомогательным относятся методы определения расчётных нагрузок по:

1. удельному расходу электроэнергии на единицу продукции при заданном объёме выпуска продукции за определённый период;

Для приёмников электроэнергии, имеющих неизменные или мало меняющиеся (практически постоянные) графики индивидуальной, а следовательно, и групповой нагрузок в наиболее загруженную смену, расчётная нагрузка принимается равной средней за наиболее загруженную смену. Коэффициенты включения этих приёмников равны единице, а коэффициенты загрузки изменяются мало.

2. удельной нагрузке на единицу производственной площади. Данный метод широко применяется для цехов малого и среднего машиностроения, которые характеризуются большим количеством приёмников малой мощности равномерно распределённых на производственной площади цехов.

64. Выбор силовых трансформаторов и месторасположения питающих и цеховых трансформаторнах подстанций.

Выбор типа трансформаторов. Выбор типа трансформаторов производится с учётом условий их установки, эксплуатации, температуры окружающей среды и т.п.

Выбор числа трансформаторов

Число трансформаторов определяется требованиями надёжности электроснабжения. Под надёжностью СЭС понимается свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования. Выбор числа трансформаторов связан также с режимом работы подстанции. Выбор количества трансформаторов определяют из диапазона:

Выбор мощности силовых трансформаторов. Мощность силовых трансформаторов в нормальных условиях должна обеспечивать питание всех приёмников электроэнергии промышленных предприятий. Выбор мощности силовых трансформаторов следует осуществлять с учётом экономически целесообразного режима их работы и соответствующего обеспечения резервирования питания потребителей при отключении одного из трансформаторов.

Выбор числа, мощности и типа силовых трансформаторов для питания нагрузок промышленных предприятий производят на основании следующего алгоритма: 1. Определяют число трансформаторов на подстанции, исходя из обеспечения надёжности питания с учётом категории потребителей. 2. Определяют возможные варианты номинальной мощности выбираемых трансформаторов с учётом допустимой перегрузки их в номинальном режиме и допустимой перегрузки в аварийном режиме. 3. Определяют экономически целесообразное решение из просчитываемых вариантов, с учётом применения в конкретных условиях. 4. Предусматривают возможность расширения подстанции с целью возможной установки более мощных трансформаторов без реконструкции фундамента, а также увеличения числа трансформаторов.

Картограмма нагрузок. Картограмма нагрузок даёт первое представление о распределении нагрузок по территории объекта. Картограммой нагрузок называют план, на котором тем или иным способом изображена картина распределения нагрузок приёмников электроэнергии. Геометрические изображения средней интенсивности распределения нагрузок на картограмме выполняют различными способами. Наиболее простой из них состоит в изображении интенсивности распределения нагрузок приёмников при помощи кругов. Суть: В качестве центра круга выбирают центр электрической нагрузки (ЦЭН) приёмника электроэнергии, а радиус круга связывают с расчётной мощностью приёмника электроэнергии; значение его находят из условий равенства расчетной мощности в некотором масштабе площади круга, где – радиус окружности для i-го цеха, см или мм;– мощность i-го цеха, кВА;– масштаб площади круга. Каждый круг делится на секторы, соответствующие осветительной нагрузке, силовой нагрузке, требующей напряжения 400-660 В, и нагрузкам 3, 6 и 10 кВ.

На рис. 1 представлена картограмма электрических нагрузок завода по цехам, 66.1.которая даёт представление о распределении их по территории завода.

Поскольку при проектировании систем промышленного электроснабжения определяются также места расположения источников питания для реактивных нагрузок, то рекомендуется иметь две картограммы нагрузок: одну для активных, а другую для реактивных нагрузок . Картограмма активных нагрузок необходима для выбора рационального места расположения питающих подстанций (ГПП или ГРП), помогает определить рациональное размещение компенсирующих устройств в конкретной системе электроснабжения промышленного предприятия.

Метода потенциальных функций. Суть: Проводится аналогия между нагрузками приемников объекта, расположенных в точках;, и потенциалами некоторых источников энергии, расположенных в тех же точках. При переходе в любую другую точку (,) потенциалы их убывают и в некоторых точках, удаленных от мест расположения приемников, близки к нулю. Существуют эквипотенциальные контуры, которые описываются значениями функции, определенной суммой потенциалов всех источников энергии. Для построения картограммы нагрузок выбирается показательная форма потенциальной функциигде– параметр контрастности рельефа графика потенциальной функции; задается проектировщиком. Число групп, на которые разделяется множество приёмников электроэнергии эквипотенциальными контурами, зависит от значения параметра контрастности.

Разброс нагрузок. Рассмотрим распределение нагрузок четырёх приёмников электроэнергии, представленное планом и эпюрами на рис. 3. Длина стрелок эпюр в выбранном масштабе равна нагрузкам приёмников. Это распределение можно изучать относительно произвольной точки () территории объекта, а также вдоль осей координат0_х и 0_у – относительно проекций иточки () на эти оси. Сравнивая между собой эпюры видим, что они отличаются друг от друга качеством, которое можно назватьразбросом нагрузок вдоль этих осей относительно точек и. Кроме показателей разброса вдоль осей0_х и 0_у, для изучения закономерностей распределения нагрузок требуется знать показатели разброса нагрузок относительно самой точки ().

Центр электрических нагрузок. Эту точку называют центром электрических нагрузок (ЦЭН) группы приёмников. ЦЭН группы приёмников будем называть точку с координатами (), относительно которой показатели разброса нагрузок наименьшие.

Выбор места расположения источника питания. Поиск места расположения источника питания приводит к уменьшению затрат на сооружение и эксплуатацию системы электроснабжения. Разброс нагрузок приёмников электроэнергии относительно источника питания, расположенного в ЦЭН, наименьший. При расположении источника питания в центре электрических нагрузок затраты на систему электроснабжения достигают наименьшего значения, когда нагрузки приёмников распределены симметрично относительно этого центра. В этом случае расположение источника питания в центре электрических нагрузок является по затратам наивыгоднейшим. При распределении нагрузок, отличном от симметричного, наивыгоднейшее по затратам на сеть место расположения источника питания незначительно смещается относительно ЦЭН.