3.2. Показатели графиков нагрузки

В результате исследования графиков нагрузки действующих пред­приятий получены безразмерные коэффициенты, характери­зующие соотношения между суммарной номинальной (т.е. уста­новленной) мощностью Р_у, расчетной нагрузкой Р_р = Р_30’, сред­ней Р_см и средней квадратичной Р_ск нагрузками приемников различных групп.

Коэффициент использования К_я, характеризующий использование мощности приемников по сравнению с их номинальной мощно­стью, равен отношению средней нагрузки к суммарной номиналь­ной мощности приемников:

где Т_о — время между периодами использования энергии; Э_а — активная электроэнергия, потребляемая за наиболее загруженную смену; Э_нб — электроэнергия, которая могла бы быть потреблена за смену при номинальной загрузке всех приемников.

Коэффициент максимума активной нагрузки К_м равен отношению расчетной нагрузки группы приемников Р_р к их средней нагрузке в наиболее загруженную смену Р_см:

Коэффициент максимума дает возможность перехода от сред­ней нагрузки в наиболее загруженную смену к максимальной рас­четной нагрузке Р_р, т.е. представляет собой наиболее важный по­казатель графика нагрузки. Определение К_м проводится для групп приемников одинакового режима (что учитывается значением К_И) и в зависимости от эффективного числа электроприемников п_э. Для практических расчетов построены кривые зависимости К_м = f(К_И, п_э) (см. рис. 3.5, табл. 3.2).

Эффективное число приемников п_э, которое необходимо знать для определения К_м — это приведенное число приемников в груп­пе, однородных по мощности и режиму работы, которое заменя­ет действительное число приемников п, разнородных и по режи­му, и по мощности. Число п_э определяется как отношение квадра-74

та суммарной номинальной мощности всей группы из п прием­ников к сумме квадратов номинальных мощностей всех отдель­ных приемников:

где Р_у — суммарная номинальная, т.е. установленная, мощность

приемников электроэнергии,

Если в группе все приемники имеют одинаковую номиналь­ную мощность Р_н, то п_э= п. Использование формулы (3.10) тре­бует громоздких вычислений, если число приемников состав­ляет сотни единиц. Поэтому разработаны следующие упрощен­ные способы определения п_э для групп из пяти и более прием­ников.

1. Принимают п_э= п, если самый большой и самый маленький приемники данной группы различаются по мощности не более чем в 3 раза. При этом самые мелкие приемники (в пределах 5 % Р_нм, где Р_нм — номинальная мощность самого крупного прием­ника электроэнергии в группе) группы в расчет не берут.

2. Если коэффициент использования К_н < 0,2, то для определе­ния п_э пользуются табл. 3.2 или рис. 3.5. При К_я> 0,2

Если п_э> 200 или К_И> 0,8, то допускается принимать К_м= 1.

Для участков электросети, питающих десятки приемников и более, т.е. для цеховых шинопроводов, трансформаторных под­станций и более высоких ступеней электроснабжения К_ы находит­ся в пределах от 1,05 до 1,25.

Коэффициент максимума значительно изменяется в зависимо­сти от числа приемников при малых значениях п_э. Поэтому при п_э< 4 не пользуются коэффициентом максимума для определе­ния Р_р, а находят коэффициент загрузки i-го т Р_р как сумму номинальных мощностей прием­ников Р_см с учетом их коэффициента загрузки:

где , — КПД i-го приемника; К_3i,-приемника.

(3.12) коэффициент загрузки i-го т Р_р как сумму номинальных мощностей прием­ников Р_см с учетом их коэффициента загрузки:

Коэффициент спроса К_с — это отношение расчетной мощности Р_р к суммарной номинальной мощности группы:

Таким образом, К_с можно определить как произведение коэф­фициентов использования и максимума. Учитывая, что Км изме­няется в зависимости от п_э, следует сделать вывод о такой же зависимости от п_э и К_с. Но в справочниках значение К_с приводится как величина постоянная. Отсюда понятна ограниченность применения коэффициента спроса для расчетов. Этот коэффици­ент имеет близкое к постоянному значение только при больших числах приемников, поэтому применение его для расчетов на­грузки оправдано при больших п_э, т.е. при расчетах нагрузок це­лого участка, цеха, предприятия. Для таких групп К_с = (1,05... 1,1)Ки„, что и указано в справочниках.

Усредненные значения расчетных коэффициентов К_И и К_с, при­меняемые для определения расчетной нагрузки установок про­мышленных предприятий, приведены в табл.

Коэффициент формы графика нагрузки К_ф характеризует нерав­номерность графика во времени. Он равен отношению средней квадратичной нагрузки Р_с.к к ее среднему значению Р_см за один и тот же интервал времени:

Наименьшее значение, равное 1, коэффициент формы прини­мает при постоянстве нагрузки во времени. В условиях эксплу­атации систем электроснабжения К_ф определяют по показаниям счетчиков Э_ai по формуле

К_ф = т, где т — число интервалов времени, на которые разбит весь гра­фик нагрузки.

Аналогично определяется коэффициент формы графика реак­тивной мощности Кф. Опыт исследований показывает, что для предприятий с ритмичным процессом производства и постоян­ным объемом выпускаемой продукции К_ф примерно постоянен и равен 1,1... 1,15.

Коэффициент заполнения графика нагрузки (коэффициент на­грузки) Кн — это отношение средней активной мощности Р_см, к максимальной расчетной мощности Р_р:

т.е. К_н — величина, обратная коэффициенту максимума нагрузки. Коэффициент разновременности максимумов нагрузки К_{р м} — это отношение суммарного расчетного максимума нагрузки всего пред­приятия к сумме расчетных максимумов всех цехов, замерен­ных для каждого цеха отдельно:

Этот коэффициент учитывает сдвиг во времени максимумов нагрузки различных цехов, приводящий к снижению максимума нагрузки предприятия.

Для системы внутреннего электроснабжения предприятий К_р._м = 0,85...1.

С учетом коэффициента К_рм расчетная нагрузка предприятия снижается, но она не может быть ниже средней за максимально загруженную смену Р_см.

Определение различных коэффициентов и значений электри­ческой нагрузки, рассмотренных выше, базируется на том, что при расчете известна номинальная мощность каждого приемника. Номинальная мощность приемника Р_н — это обозначенная на его щитке или в паспорте мощность Р_пасп, длительно допустимая по нагреву. Для приемников повторно-кратковременного режима (ПКР) на заводской паспортной табличке указывается мощность при не­равномерной нагрузке, когда кратковременные рабочие периоды чередуются с паузами, а длительность рабочего времени Т_р и пауз Т_о в каждом цикле работы не превышает 10 мин и характеризует­ся показателем продолжительности включения:

Чтобы поставить сети, питающие приемники ПКР, в равные по нагреву условия с приемниками длительного включения с по­стоянной нагрузкой, необходимо привести нагрузку ПКР к номи­нальной длительной мощности при ПВ = 100% по следующим формулам:

для двигателей ПКР (краны, тельферы, подъемники и т. п.)

для трансформаторов сварочных аппаратов, у которых задается полная паспортная мощность S_пасп,

где (соsф)_пасп — коэффициент мощности трансформатора по пас­порту.

Под номинальной реактивной нагрузкой одного электропри­емника следует понимать потребляемую им индуктивную (со зна­ком «плюс») мощность или отдаваемую в сеть синхронными дви­гателями, работающими с перевозбуждением (со знаком «минус»), реактивную мощность при номинальных значениях активной на­грузки, напряжения и коэффициента мощности (соsф).

В среднем у силовых установок, не имеющих синхронных дви­гателей, соsф = 0,5...0,7. Синхронные двигатели учитывают как источники реактивной мощности.