4. Основные характеристики и показатели графиков электрических нагрузок

Качество графиков нагрузок оценивается показателями. Показатели бывают именованными и безразмерными (относительными).

К определениям характеристик относятся:

1) Площадь под графиком электрических нагрузок (рис. 1.1 и рис. 1.2) – это потребленная электроэнергия.

2) Среднее значение мощности - P_ср (усредненное за 30 минут – P_30, за день - P_сд, за сутки - P_сс, за смену, за год и т. д.).

.

3) Среднеквадратичное значение мощности - P_ск.(такая же, как и выше)

.

По среднеквадратичной мощности рассчитываются потери мощности, оценивают эффект снижения потерь мощности в сетях, а также выбирают элементы электрической сети с нестабильной нагрузкой, например, в сварочных сетях.

1. Максимальное значение мощности – P_max – это наибольшая мощность из усредненных значений мощности, например, наибольшая из P_см (среднее за наиболее нагруженную смену), наибольшая из P₃₀ и т. д. Наибольшее из тридцати минут мощность, называется максимумом и обозначается P_m.

Установленная мощность(P_уст) - это сумма номинальных значений мощности всех электроприемников, участвующих в этом графике нагрузки (без учета резервных приемников):

где

n – число приемников.

За последние годы P_уст обозначают через P_ном, и называют номинальная мощность.

К основным показателям ГЭН относятся:

1. k_И – коэффициент использования.

2. k_М – коэффициент максимума.

3. k_С – коэффициент спроса.

4. T_М – время использования максимума нагрузки, это время за которое потребляется та же энергия, что и на графике нагрузки, но при горизонтальном графике нагрузки с постоянной мощностью равной максимальной (при условии, что график годовой).

где

W_г – энергия, потребленная за год.

Чем выше Т_М, тем лучше (8756 часов – идеальный случай). Если Т_М>5000

часов, то это график нагрузки предприятия достаточно равномерный, а если Т_М<3000.

5. k_зап – коэффициент заполнения графика нагрузки – это отношение средней активной мощности Р_см к максимальной мощности Р_р:

k_зап= Р_см/ Р_м.= Т_N/T_Г.

По нему оценивается эффективность использования электроэнергии. Например, у предприятия «Татнефть» k_зап>0,9 – это очень высокое значение коэффициента использования.

5. Предельные и допустимые температуры нагрева. Понятие расчетной мощности

Физический смысл номинальной мощности – она определяется перегревом

Введем понятие номинальный режим.

Номинальный режим - это режим, который рассчитан заводом-изготовителем и при этом режиме обеспечиваются наилучшие условия эксплуатации (надежность, экономичность, долговечность и т. д.).

В

Ө_уст – установившееся значение температуры;

Ө_ос – температура окружающей среды;

I_Н – ток нагрузки;

Т_Н – постоянная времени нагрева;

t_пер.пр. – время переходного процесса.

Пусть Ө_уст=Ө_{дл. доп.}, тогда I_Н=I_{пред. допуст.}

t_пер.пр= (3-5)Т_Н, но мы принимаем t_пер.пр= 3Т_Н, т. к. для оценки температуры достаточно рассмотреть интервал длительностью 3Т_Н.

ПУЭ для всех элементов сети приводятся длительно-допустимые температуры нагрева. Если температура не превышает значения в ПУЭ, следовательно, элемент сети может работать время, указанное заводом-изготовителем.

I, A

Ө_уст

I_H

Ө_ос

t,c

T_Н

t_пп=3T_Н

Это было первое понятие о расчетной мощности.

Рассмотрим понятие расчетной мощности с другой стороны.

I, S Утренний

максимум

Вечерний

максимум

T_суток t, c

Таким образом для выбора пропускной способности элементов сети, нужно усреднить значение мощности графика нагрузки на интервале t_пер.пр= 3Т_Н и принять за основу наибольшую из усредненных значений мощности. Это усредненное значение мощности, называется расчетной мощностью.

Расчетная мощность при переменном графике нагрузки эквивалентна такой постоянной мощности нагрузки, при которой предельные значения температуры нагрева такие же, что при фактическом графике нагрузки.

Расчетная мощность – эта та мощность, по которой рассчитывают все элементы электрической сети.