В результате исследования графиков нагрузки действующих предприятий получены безразмерные коэффициенты, характеризующие соотношения между суммарной номинальной (т.е. установленной) мощностью Ру, расчетной нагрузкой Рр = Р30’, средней Рсм и средней квадратичной Рск нагрузками приемников различных групп.
Коэффициент использования Кя, характеризующий использование мощности приемников по сравнению с их номинальной мощностью, равен отношению средней нагрузки к суммарной номинальной мощности приемников:
где То — время между периодами использования энергии; Эа — активная электроэнергия, потребляемая за наиболее загруженную смену; Энб — электроэнергия, которая могла бы быть потреблена за смену при номинальной загрузке всех приемников.
Коэффициент максимума активной нагрузки Км равен отношению расчетной нагрузки группы приемников Рр к их средней нагрузке в наиболее загруженную смену Рсм:
Коэффициент максимума дает возможность перехода от средней нагрузки в наиболее загруженную смену к максимальной расчетной нагрузке Рр, т.е. представляет собой наиболее важный показатель графика нагрузки. Определение Км проводится для групп приемников одинакового режима (что учитывается значением КИ) и в зависимости от эффективного числа электроприемников пэ. Для практических расчетов построены кривые зависимости Км = f(КИ, пэ) (см. рис. 3.5, табл. 3.2).
|
|
Эффективное число приемников пэ, которое необходимо знать для определения Км — 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 пэ определяется как отношение квадра-74
та суммарной номинальной мощности всей группы из п приемников к сумме квадратов номинальных мощностей всех отдельных приемников:
где Ру — суммарная номинальная, т.е. установленная, мощность
приемников электроэнергии,
Если в группе все приемники имеют одинаковую номинальную мощность Рн, то пэ= п. Использование формулы (3.10) требует громоздких вычислений, если число приемников составляет сотни единиц. Поэтому разработаны следующие упрощенные способы определения пэ для групп из пяти и более приемников.
1. Принимают пэ= 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 % Рнм, где Рнм — номинальная мощность самого крупного приемника электроэнергии в группе) группы в расчет не берут.
2. Если коэффициент использования Кн < 0,2, то для определения пэ пользуются табл. 3.2 или рис. 3.5. При Кя> 0,2
|
|
Если пэ> 200 или КИ> 0,8, то допускается принимать Км= 1.
Для участков электросети, питающих десятки приемников и более, т.е. для цеховых шинопроводов, трансформаторных подстанций и более высоких ступеней электроснабжения Кы находится в пределах от 1,05 до 1,25.
Коэффициент максимума значительно изменяется в зависимости от числа приемников при малых значениях пэ. Поэтому при пэ< 4 не пользуются коэффициентом максимума для определения Рр, а находят коэффициент загрузки i-го т Рр как сумму номинальных мощностей приемников Рсм с учетом их коэффициента загрузки:
где , — КПД i-го приемника; К3i,- приемника.
(3.12) коэффициент загрузки i-го т Рр как сумму номинальных мощностей приемников Рсм с учетом их коэффициента загрузки:
Коэффициент спроса Кс — это отношение расчетной мощности Рр ксуммарной номинальной мощности группы:
Таким образом, Кс можно определить как произведение коэффициентов использования и максимума. Учитывая, что Км изменяется в зависимости от пэ, следует сделать вывод о такой же зависимости от пэ и Кс. Но в справочниках значение Кс 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 пэ, т.е. при расчетах нагрузок целого участка, цеха, предприятия. Для таких групп Кс = (1,05... 1,1)Ки„, что и указано в справочниках.
Усредненные значения расчетных коэффициентов КИ и Кс, применяемые для определения расчетной нагрузки установок промышленных предприятий, приведены в табл.
Коэффициент формы графика нагрузки Кф характеризует неравномерность графика во времени. Он равен отношению средней квадратичной нагрузки Рс.к к ее среднему значению Рсм за один и тотже интервал времени:
Наименьшее значение, равное 1, коэффициент формы принимает при постоянстве нагрузки во времени. В условиях эксплуатации систем электроснабжения Кф определяют по показаниям счетчиков Эai по формуле
Кф = 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 Кф примерно постоянен и равен 1,1... 1,15.
Коэффициент заполнения графика нагрузки (коэффициент нагрузки) Кн — это отношение средней активной мощности Рсм, к максимальной расчетной мощности Рр:
т.е. Кн — величина, обратная коэффициенту максимума нагрузки. Коэффициент разновременности максимумов нагрузки Кр 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 Кр.м = 0,85...1.
С учетом коэффициента Крм расчетная нагрузка предприятия снижается, но она не может быть ниже средней за максимально загруженную смену Рсм.
Определение различных коэффициентов и значений электрической нагрузки, рассмотренных выше, базируется на том, что при расчете известна номинальная мощность каждого приемника. Номинальная мощность приемника Рн — это обозначенная на его щитке или в паспорте мощность Рпасп, 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 Тр и пауз То 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.