Определения и обозначения основных величин

Для представления электрических величин и коэффициентов, характеризующих электропотребление, принята следующая система обозначений: показатели электропотребления индивидуальных электроприемников обозначаются строчными буква­ми, а групп электроприемников - описными буквами латинского или греческого алфа­вита.

Номинальная (установленная) мощность одного электроприемника – мощность, обозначенная на заводской табличке или в его паспорте. Применительно к агре­гату с многодвигательным приводом под номинальной мощностью подразумевают наибольшую сумму номинальных мощностей одновременно работающих двигателей.

Групповая номинальная (установленная) активная мощность – сумма номинальных активных мощностей группы электроприемников:

Р_н = , (3.1)

где п – число электроприемников.

Номинальная реактивная мощность одного электроприемника q_н – реактивная мощность, потребляемая из сети или отдаваемая в сеть при номинальной активной мощности и номинальном напряжении, а для синхронных двигателей – при номинальном токе возбуждения.

Групповая номинальная реактивная мощность – алгебраическая сумма номинальных реактивных мощностей входящих в группу электроприемников:

Q_н,= , (3.2)

где tgφ – паспортное или справочное значение коэффициента реактивной мощ­ности.

Групповая средняя активная мощность за период времени Т определяется как частное от деления расхода активной W_a или реактивной W_p энергии всех входящих в группу электроприемников на длительность периода:

Р_с = W_а / T;

Q_с = W_р / T. (3.3)

Средняя активная (или реактивная) мощность группы равна сумме средних активных (или реактивных) мощностей входящих в группу электроприемников (кроме резервных):

(3.4)

В дальнейшем под термином «средняя активная (или реактивная) мощность» имеется в виду наибольшее возможное значение средней активной (реактивной) мощности за наиболее загруженную смену продолжительностью Т - Т_см (Т_см – продолжительность смены), т. е. за смену с наибольшим потреблением энергии группой электро­приемников, цехом или предприятием в целом.

Коэффициент использования отдельного электроприемника k _и или группы электроприемников K _и – отношение средней активной мощности отдельного электроприемника р_с или группы электроприемников Р_с за наиболее загруженную смену к ее номинальному значению:

k _и = р _с / р_н , К _и = Р_с / Р_н. (3.5)

В справочных материалах, содержащих расчетные коэффициенты для опреде­ления электрических нагрузок промышленных предприятий, например в Приложении П1 (табл. П1.1 – П1.31), значения коэффициентов использования приведены по характерным (однородным) категориям электроприемников. К одной характерной категории относятся электроприемники, имеющие одинаковое технологическое назначение, а также одинаковые верхние границы возможных значений k _ии коэффициентов реактивной мощности tgφ. Например, сверлильные станки относятся к характерной категории «металлорежущие станки», которая представлена в справочных материалах расчетными коэффициентами k _и= 0,14 и tgφ = 2,3. Это означает, что активная и реактивная средняя (за максимально загру-женную смену) мощность любого станка, относящегося к указанной категории, может быть выше р _с = р_н k _ии q_c = р_н k _и tgφ с вероятностью превышения не более 0,05.

Для группы, состоящей из электроприемников различных категорий (т. е. с разными k _и ), средневзвешенный коэффициент использования определяется по формуле:

К _и = , (3.6)

где п – число характерных категорий электроприемников, входящих в данную группу.

При определении К _игруппы электроприемников как средневзвешенного справочного значения характерных категорий произведение К _и Р_н не должно рассматриваться как среднее значение ожидаемой нагрузки, так как в нем не учтен фактор снижения расчетных значений К _ипри увеличении числа электроприемников в группе. Указанный фактор учитывается в табл. 3.1 – 3.3, а при выполнении расчетов (табл. 3.8) К _и Р_н используется как промежуточная расчетная величина.

Эффективное число электроприемников п_э – это такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое обусловливает те же значения расчетной нагрузки, что и группа различных по мощности и режиму рабо­ты электроприемников. Величину п_э рекомендуется определять по следующему выражению:

. (3.7)

Величина п _э может определяться также по упрощенному выражению:

. (3.8)

Если найденное по упрощенному выражению число п_э окажется больше п, то следует принимать п_э = п. Если р_н.макс / р_н.мин ≤ 3, где р_н.мин – номинальная мощность наименее мощного электроприемника группы, также принимается п_э = п.

Расчетная активная Р_р и реактивная Q_p мощность – это мощность, соответствующая такой неизменной токовой нагрузке I_р, которая эквивалентна фактической из­меняющейся во времени нагрузке по наибольшему возможному тепловому воздейст­вию на элемент системы электроснабжения. Вероятность превышения фактической на­грузки над расчетной – не более 0,05 на интервале осреднения, длительность которого принята равной трем постоянным времени нагрева элемента системы электроснабже­ния 3Т₀, через который передается ток нагрузки (кабеля, провода, шинопровода, транс­форматора и т. д.).

Для одиночных электроприемников расчетная мощность принимается равной номинальной, для одиночных электроприемников повторно-кратковременного режима – равной номинальной, приведенной к длительному режиму.

Коэффициент расчетной мощности К_р – отношение расчетной активной мощности Р_р к значению К _и Р_н группы электроприемников:

К_р = Р_р / К _и Р_н . (3.9)

Коэффициент расчетной мощности зависит от эффективного числа электроприемников, средневзвешенного коэффициента использования, а также от постоянной времени нагрева сети, для которой рассчитываются электрические нагрузки.

Приняты следующие постоянные времени нагрева:

Т₀ = 10 мин – для сетей напряжением до 1 кВ, питающих распределительные шинопроводы, пункты, сборки, щиты. Значения К_р для этих сетей принимаются по табл. 3.1;

Т₀ = 2,5 ч – для магистральных шинопроводов и цеховых трансформаторов. Значения К_р для этих сетей принимаются по табл. 3.2;

Т₀ > 30 мин – для кабелей напряжением 6 кВ и выше, питающих цеховые трансформаторные подстанции и распределительные устройства. Расчетная мощность для этих элементов определяется при К_р = 1.

Коэффициент спроса группы электроприемников К_с – отношение расчетной активной мощности к номинальной мощности группы:

К _с = Р_р / Р_н. (3.10)

Коэффициент одновременности К₀ – отношение расчетной мощности на ши­нах напряжением 6 - 10 кВ к сумме расчетных мощностей потребителей, подключен­ных к шинам напряжением 6 - 10 кВ РП, ГПП:

. (3.11)

Расчетная активная мощность цеха, предприятия в целом, выраженная через удельные показатели электропотребления, равна:

(3.12)

где W_yд – удельный расход электроэнергии на единицу продукции;

М – годовой выпуск продукции в натуральном выражении;

Р_уд – удельная плотность максимальной нагрузки на 1 м² площади цеха, предприятия.

Годовой расход электроэнергии определяется по выражениям:

(3.13)

где Т_м (Т_м._р) – годовое число часов использования максимума активной (реактивной) мощности;

Р_р, Q_p – расчетные нагрузки;

К₀ – коэффициент одновременности по табл. 3.3 при числе присоединений более 25.