Определение расчетной нагрузки

Экспериментальные исследования нагрузок в действующих про­мышленных установках показали, что индивидуальные и групповые графики нагрузки приемников одного и того же профиля весь­ма различны, так как они зависят от многих случайных факторов.

Из этих графиков трудно найти какие-либо обобщающие ха­рактеристики.

Но если эти же графики, полученные экспериментально, пе­рестроить в виде упорядоченных графиков по убывающим орди­натам Р (рис. 3.6, а), то такие графики для одинаковых групп приемников достаточно точно совпадают.

Это свойство служит исходным положением для определения расчетных нагрузок.

 

Рис. 3.6. Упорядоченные график (а) и диаграмма (б) для определения расчетной нагрузки

Если повернуть упорядоченный график на 90° и построить по его средним точкам огибающую, то получим кривую 7 (рис. 3.6, б) — упорядоченную диаграмму (УД). Сравнение УД с кривой 2 (функцией нормального распределения случайных ве­личин) показывает достаточное их совпадение.

Это послужило основанием использовать математические ме­тоды теории вероятностей при нормальном законе распределения для решении задач расчета нагрузок промышленных предприя­тий.

Нормальное распределение случайной величины X, как извест­но, характеризуется математическим ожиданием М(Х), диспер­сией D (Х) = М[Х - М(Х)]² и средним квадратическим отклонени­ем

При расчете нагрузок математическим ожиданием случайной нагрузки Р является ее среднее значение Р_см, а средним квадра­тическим отклонением является корень квадратный из ее дис­персии:

Используя метод упорядоченных диаграмм, можно рассчитать рассмотренные в подразд. 3.2 показатели путем обработки экспе­риментальных графиков по методам теории вероятностей и мате­матической статистики.

Расчетная нагрузка определяется по выражению, полученному на основании формул (3.8) и (3.9):

где Р_у — установленная (суммарная номинальная) мощность при­емников.

Средняя мощность Р_см определяется из выражения (3.8):

Определение расчетной нагрузки по методу коэффициента спро­са находит применение только для предварительных расчетов при большом числе приемников в группах.

Выражение для определения Р_р можно получить из формулы (3.13)

Расчетную нагрузку электроосвещения также можно опреде­лять по методу коэффициента спроса:

где К_с.о. — коэффициент спроса устройств освещения; Р_у.о — удельная (отнесенная с 1 м² освещаемой площади) установлен-

ная мощность светильников; К_п.р.а — коэффициент, учитываю­щий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре светиль­ников.

Определение расчетной нагрузки по методу коэффициента фор­мы выполняют для групп электроприемников с резкопеременной нагрузкой, колеблющейся с большой частотой.

Расчетная нагрузка таких приемников близка к средней квад­ратичной:

Расчетная (средняя квадратичная) нагрузка по средней мощ­ности за наиболее загруженную смену и по коэффициенту формы определяется по формулам

где К_ф — коэффициент формы, определяемый из выражения (3.15); в случае затруднений его расчета принимают К_ф = 1,1... 1,3; tgф — тангенс угла между векторами тока и напряжения нагрузки.

Определение расчетной нагрузки по удельным показателям до­полняет приведенные основные методы и помогает проверить по­лученные результаты расчета нагрузки. По удельным показателям можно ориентировочно определить расчетную мощность электро­потребителей всего предприятия на самых ранних стадиях проект­ных расчетов, когда еще неизвестна установленная мощность пред­приятия.

Расчет нагрузки по удельной нагрузке на единицу производственной площади:

где р₀ — удельная расчетная нагрузка, т. е. расчетная нагрузка, при­ходящаяся на 1 м² производственной площади; F— производ­ственная площадь, м².

Расчет нагрузки по удельному расходу активной электроэнергии на единицу продукции:

где М_см — выпуск за смену единиц продукции; Э_а.уа — удельный расход активной электроэнергии, т.е. расход на единицу продук­ции, кВтч/ед.

Если Э_а.уа известен для годового объема выпуска М, то

где Т_м — число часов использования максимума нагрузки в тече­ние года.

По этому методу выполняют расчеты нагрузки промышленных предприятий на стадии технико-экономического обоснования проекта при наличии данных об удельных расходах электроэнергии на единицу объема или массы аналогичной продукции.

Пиковые токовые нагрузки I_пик, возникающие при пуске асин­хронных двигателей, работе сварочных агрегатов и т.д., опреде­ляют из выражения

где I_пуск.м — наибольший пусковой ток двигателя среди двигателей данной группы; I_р — расчетный ток всей группы; К_м — коэффи­циент использования двигателя, имеющего наибольший пуско­вой ток; I_{н м} — номинальный ток двигателя, имеющего наиболь­ший пусковой ток.

Расчетную нагрузку однофазных приемников определяют по наи­более загруженной фазе. Если однофазная нагрузка включена на линейное напряжение U _АВ, то эквивалентная трехфазная нагрузка

а если на фазное напряжение Ua, то

где S _АВ, S_А — полные нагрузки однофазного приемника, вклю­ченного соответственно на линейное и фазное напряжения.

При включении на линейное напряжение трех разных по зна­чению нагрузок S ₁> S₂> S₃

Например, при нагрузке фаз 40, 30 и 20 кВ-А

При включении неравных нагрузок S1 > S₂> S₃ на фазные на­пряжения эквивалентная трехфазная нагрузка определяется как тройная нагрузка наиболее загруженной фазы:

По найденной эквивалентной нагрузке, используя формулу

определяют расчетную активную нагрузку.