1. Методические рекомендации по расчёту электрических нагрузок

1. Основные теоретические сведения

Графиком электрических нагрузок называется временная последовательность тока мощности или ее активной и реактивной составляющей, осредненной за определенный интервал времени.

Типы графиков нагрузок:

- периодический;

- почти периодический;

- регулярный;

- однородный;

- нерегулярный;

- непериодический и нерегулярный.

Типичным примером периодического графика является график нагрузки поточного автоматизированного производства или конвейерного производства. Примером почти периодического графика является график нагрузки мартеновского цеха, цеха дуговых сталеплавильных печей, буровых установок с электроприводом.

Регулярным графиком можно назвать любой график нагрузки, для которого соблюдается обобщенная периодичность - стабильность общего расхода электроэнергии за достаточно большой промежуток времени - например, для нефтяного или газового промысла, непоточного автоматизированного производства или большой группы однотипных высоковольтных установок, работающих в продолжительном режиме.

Примером однородного графика нагрузки является график электрической нагрузки насосной или компрессорной станции в наиболее загруженные сутки (смену). Такой график не имеет значительных колебаний и ярко выраженных ступенчатых переходов от одной нагрузки к другой.

Нерегулярный график нагрузки может не удовлетворять условию стабильности расхода электроэнергии за определенный интервал времени, однако, для него в принципе могут быть определены показатели за некоторый период времени, сохраняющие свою стабильность. Примером такого графика является график нагрузки отдельной буровой установки, проходящей в соответствии с технологическим процессом проводки скважин режимы бурения, спуска и подъема инструмента.

Ряд технологических установок имеют непериодические и нерегулярные графики. К таким сложным графикам относятся графики нагрузок земснарядов для гидронамыва сооружений, графики строительных и монтажных работ.

В общем случае график электрической нагрузки представляет из себя функциональную зависимость I = f(t), гдеI- ток нагрузки,t- время. В теории электрических нагрузок для упрощения исследований применяют графики нагрузок по активной и реактивной мощностямР = f(t)иQ = f(t), гдеP,Q - соответственно активная и реактивная мощности нагрузки. При необходимости нагрузка по полной мощности находится в видеS = P + jQ, а по этой нагрузке можно легко найти и токовую нагрузкуI(t).

Основные показатели электрических нагрузок определяются для отдельных электроприемников – индивидуальные и обозначаются строчными буквами (i, p, q, sи т.д.). Для групповых показателей нагрузок принято обозначение прописными буквами (P, Q, S, Iи т.п.).

При расчете электрических нагрузок следует знать:

-средние электрические нагрузки (P_c, Q_c, S_c, I_c)- для расчетов электропотребления и нормирования затрат электроэнергии;

- среднеквадратичные (эффективные) нагрузки (P_ск, Q_ск, S_ск, I_ск)- для расчетов потерь электроэнергии в сетях и элементах электрической системы;

- максимальные (расчетные) электрические нагрузки (P_м, Q_м, S_м, I_милиP_p, Q_p, S_p, I_p)за переменное время осреднения (например, 30 мин.) - для заявления максимальных нагрузок в энергосистему, выбора сечений проводов и кабелей, выбора мощности трансформаторных подстанций.

Первой оценкой электрической нагрузки и ее максимально возможного значения является номинальная нагрузка (P_н, Q_н, S_н, I_н), при этом номинальная нагрузка индивидуального электроприемника определяется по данным каталогов, справочников или может указываться на щитке двигателя или другого приемника, групповая номинальная нагрузка по мощности определяется арифметическим суммированием номинальных мощностей отдельных приемников - для активной мощности, алгебраическим суммированием - для реактивной мощности и суммированием комплексных чисел для токовых нагрузок или нагрузок по полной мощности.

Термин "номинальная нагрузка" (мощность, ток) является единственным правильным названием для нагрузки этого типа. В настоящее время термины, ранее широко использовавшиеся в практике проектирования электроснабжения, - “установленная мощность" или "присоединенная мощность", - считаются анахронизмом и, согласно последним нормативным документам по проектированию электроснабжения, запрещены к применению.