Определение расчётной нагрузки по статистическому методу

По данному методу расчётная нагрузка группы приёмников определяется двумя интегральными показателями: средней нагрузкой и средним квадратичным отклонением из уравнения:

(3.131)

где b - принятая кратность меры рассеяния, а индекс Т указывает на отношение величины к длительности интервала осреднения нагрузки.

Уравнение (3.131) справедливо при .

Для группового графика нагрузки средняя нагрузка при большой величине m вычисляется по выражению:

(3.132)

где m – число отрезков длительностью (в течение которой перегрев рассматриваемой токоведущей части может почти достигнуть установившегося значения), на которое разбит график нагрузок, построенный для длительного периода времени.

С учётом выше сказанного отклонение для группового графика нагрузки будет равно:

(3.133)

При выборе величины (из справочной литературы) необходимо учитывать: максимальный перегрев во время перегрузки не должен превышать допустимой для изоляции величины, если указанное условие не выполняется, то повышенный тепловой износ изоляции при перегрузках компенсируют пониженным износом изоляции при недогрузке.

При выборе параметров токоведущих частей без учёта теплового износа изоляции кратность меры рассеяния принимается равной 2,5.

Если приемники, входящие в группу имеют одинаковую мощность, то выражение (3.131) можно представить в виде:

(3.134)

где - относительное отклонение для нагрузки одного приёмника и интервала осреднения длительностью Т;

- коэффициент использования по активной мощности для интервала осреднения Т.

Для групп приёмников различной мощности (наиболее общий случай) выражение (3.131) можно представить в виде:

(3.135)

где - относительное отклонение приведённого единичного приёмника.

Относительное отклонение для нагрузки одного приёмника и интервала осреднения Т определяется в зависимости от на основе экспериментальных опытов по выражению:

(3.136)

где - коэффициент, характеризующий, во сколько раз время Т, необходимое для нагрева проводника до установившейся температуры, больше 30 мин.

Особенности данного статистического метода (использующего закон нормального распределения):

1. метод позволяет оценить случайный процесс формирования нагрузок стабильными параметрами – средней нагрузкой и средним квадратичным отклонением (или в относительных единицах – расчётным коэффициентом использования и относительным средним квадратичным отклонением );

2. метод определяет не только величину расчётной нагрузки, но и вероятность её появления;

3. изменяя величину можно получить всю гамму возможных нагрузок;

4. данный метод позволяет определить нагрузочную способность элементов электрических сетей.

Определение расчётной нагрузки согласно «Временным руководящим указаниям по определению электрических нагрузок промышленных предприятий»

Метод упорядоченных диаграмм, предложенный Г.М. Каяловым, положен в основу «Временных руководящих указаний по определению электрических нагрузок промышленных предприятий». Расчётная нагрузка группы приёмников определяется по средней мощности (за наиболее загруженную смену) и коэффициенту максимума из выражения:

(3.137)

Основные положения метода:

1. В основу определения расчётной нагрузки положен принцип максимума средней нагрузки. Под расчётной нагрузкой понимают максимальную среднюю нагрузку за интервал времени , где мин. Исходя из этого соображения была выведена формула (3.56) и построена таблица (3.1).

Следовательно, выражение (3.137) более точно должно выглядеть так:

(3.137а)

где - расчётная активная нагрузка группы приёмников при длительности интервала осреднения 30 мин (получасовой максимум нагрузки);

- коэффициент максимума активной мощности при длительности интервала осреднения 30 мин, определяется по таблице 3.1 при известных значениях и .

Числовые значения принимаются по справочным материалам. Величину находят по формуле (3.88), т.е.:

В тех случаях, когда выбираемый по нагреву проводник имеет постоянную времени нагрева , значительно превышающую 10 мин, то величина расчётной нагрузки, определённая по 30-минутному интервалу осреднения, должна быть пересчитана на максимум большей длительности.

(3.138)

где - расчётная активная нагрузка группы приёмников при длительности интервала осреднения >30 мин;

- коэффициент максимума активной мощности при длительности интервала осреднения >30 мин, определяемый по формуле .

Расчётная реактивная нагрузка определяется аналогично по формулам (3.137а) и (3.138), при соответствующей заменой на .

Полная расчётная нагрузка может быть определена по формуле (3.123).

2. При определении расчётных нагрузок отдельных узлов системы электроснабжения в сетях до 1000В применяются следующие методики:

а) Расчётные нагрузки узла, состоящего из нескольких групп трёхфазных приёмников с разными режимами работы (различные значения ), расчётные нагрузки которых найдены по формулам (3.137) – (3.138), определяются по суммарной средней мощности за наиболее загруженную смену и коэффициенту максимума из выражений:

(3.139)

(3.139а)

(3.139б)

где - расчётные мощности узла;

- средние активная и реактивная мощности за наиболее загруженную смену i-й группы узла;

n - число групп приёмников в узле;

- коэффициент максимума нагрузки, определяемый по таблице 3.1, при мин может быть определён по формуле .

Средневзвешенное значение для узла:

(3.140)

где - активная номинальная мощность i-й группы.

б) Расчётные нагрузки узла системы электроснабжения, состоящего из нескольких групп однофазных приёмников с разными режимами работы, определяются по (3.139), (3.139а) и(3.139б). Т.к. однофазные приёмники, равномерно распределённые по фазам трёхфазной сети, рассматриваются как трёхфазные приёмники эквивалентной мощности, т.е.:

(3.141)

Однофазные приёмники, распределённые неравномерно по фазам, рассматриваются как трёхфазные, создающие эквивалентную трёхфазную нагрузку, полученную путём распространения режима наиболее загруженной фазы, имеющей нагрузку , на две другие фазы. В общем случае , при этом наиболее загруженная фаза по узлу находится по средним нагрузкам отдельных фаз за наиболее загруженную смену.

При совместном питании однофазных и трёхфазных нагрузок от общего узла системы электроснабжения его расчетная мощность определяется по методике, изложенной выше (см. (3.139), (3.139а) и(3.139б)), при этом установленная мощность узла равна сумме номинальной мощности трёхфазных нагрузок и номинальной эквивалентной трёхфазной мощности однофазных нагрузок.

в) При наличии в цехе резервных приёмников, пожарных насосов, а также приёмников, работающих кратковременно, их мощности при подсчёте средних нагрузок не учитываются. Но силовые пункты, питающие линии, к которым присоединены такие приёмники, должны иметь соответствующий резерв для их питания.

3. При определении расчётной нагрузки в сетях напряжением до 1000 В по трансформатору или подстанции в целом используется методика, изложенная в п.2 данного параграфа, при этом отдельно определяются расчётные нагрузки силовых приёмников, освещения и статических конденсаторов, установленных на стороне низшего напряжения. Их значения алгебраически суммируются.

В том случае, когда необходимо произвести выбор числа и мощности трансформаторов до разработки проекта размещения силового электрооборудования, все рабочие приёмники, присоединённые к данному трансформатору или подстанции, разбиваются по группам с одинаковыми и независимо от того, от каких линий они питаются. Затем определяют средние и расчётные нагрузки по трансформатору, которые складываются с осветительной нагрузкой и реактивной нагрузкой конденсаторов.

4. Расчётные нагрузки отдельных узлов системы электроснабжения в сетях напряжением выше 1000 В, к которым присоединены отдельные приёмники, определяются по выше изложенной методике.

Алгоритм расчёта:

а) суммируется количество фактически установленных приёмников до 1000 В и выше;

б) суммируется номинальные мощности приёмников подключённых к секции РП;

в) выбирается номинальная мощность наибольшего приёмника ;

г) определяются , , , , и по приёмникам данной секции РП;

д) суммируются отдельно осветительные нагрузки по секции;

е) суммируются отдельно потери (активные и реактивные) в силовых трансформаторах по секции;

ж) вычисляются суммы средних, расчётных, осветительных нагрузок и потерь в трансформаторах по секции;

з) нагрузки по РП в целом и ГПП определяются так же, как и по отдельной секции РП.

5. Расчётная нагрузка цеха или предприятия в целом на стадии проектирования при сравнении вариантов и других ориентировочных расчётах может быть определена по годовому расходу активной энергии на основе удельного потребления активной энергии на единицу продукции или по удельной активной нагрузке на единицу площади цеха.

Годовой расход электроэнергии вычисляется по выражению (3.117). Средняя годовая активная нагрузка определяется по (3.94). Расчётная нагрузка по выражению:

(3.142)

Здесь соответствует интервалу осреднения, равному 30 мин.