Графики электрических нагрузок

1. ГРАФИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

2. Термины и определения

• Электрическая нагрузка – мощность,
потребляемая
электроустановкой
в
определенный момент времени.
• График
нагрузки
(нагрузочная
диаграмма) – кривая, показывающая
изменение нагрузок за определенный
промежуток времени.

3.

• Рациональное решение сложных проблем проектирования
и эксплуатации систем электроснабжения (СЭС)
невозможно без правильного определения электрических
нагрузок (ЭН). Расчет нагрузок является первым этапом
проектирования любой СЭС. Значения ЭН определяют
параметры всех элементов проектируемой СЭС и ее
технико-экономические показатели. От величины нагрузок
зависят капитальные затраты, расход цветного металла,
потери электроэнергии (ЭЭ) и эксплуатационные расходы.
• Необоснованное уменьшение электрических нагрузок
вызывает повышенные расходы на компенсацию потерь
ЭЭ, ускоряет износ электрооборудования, ограничивает
производительность отдельных агрегатов и всего
предприятия. Завышение расчетных нагрузок влечет за
собой увеличение капитальных затрат и неполное
использование дефицитного электрооборудования и
проводникового материала. В ряде случаев это может
привести также к росту потерь электроэнергии.

4.

• Электрическая нагрузка характеризует
потребление электроэнергии отдельными
приемниками, группой приемников в цехе, цехом
и предприятием в целом. При проектировании и
эксплуатации систем электроснабжения
основными являются три вида нагрузок: активная
мощность Р, реактивная мощность Q и ток I.
• Электрическая нагрузка может наблюдаться
визуально по измерительным приборам. В
условиях эксплуатации изменения нагрузки во
времени записывают в виде ступенчатой кривой
по показаниям счетчиков активной и реактивной
энергии, снятым через одинаковые интервалы
времени.

5.

• Кривые изменений активной и реактивной мощностей и
тока во времени называются графиками нагрузок. Графики
нагрузок подразделяются на индивидуальные и
групповые. Индивидуальные графики необходимы для
определения нагрузок мощных электроприемников
(электрических печей, преобразовательных агрегатов
главных приводов прокатных станов и т. п.). При
проектировании систем электроснабжения используются,
как правило, групповые графики нагрузок (от графиков
нагрузок нескольких приемников до графиков нагрузок
предприятий в целом). Графики нагрузок всего
предприятия дают возможность определить потребление
активной и реактивной энергии, рационально выбрать
питающие предприятие источники ЭЭ, а также создать
наиболее рациональную схему электроснабжения.

6. Узел нагрузки

Группы устройств, в которых электрическая энергия
преобразуется в другие виды (механическую, световую,
тепловую, химическую) и используется в
производственных или бытовых целях, называются
потребителями или нагрузками. Совокупность
потребителей, подключенных к отдельной узловой точке
электрической сети, называется узлом нагрузки.
Мощность, потребляемая узлом нагрузки, непрерывно
меняется, так как происходит включение и отключение
отдельных электроприемников и изменение режимов их
работы. Переменная электрическая нагрузка (как
отдельного электроприемника, так и узла в целом)
наглядно представляется графиком нагрузки –
зависимостью потребляемой мощности или тока от
времени.

7. Классификация

• Графики классифицируются по следующим признакам:
• по охватываемому периоду времени – сменные, суточные,
недельные, месячные и годовые;
• по регистрируемой величине – активной [кВт, МВт],
реактивной [квар, Мвар], полной мощности [кВ∙А,
МВ∙А] и тока [А, кА].
• Графики нагрузок широко используются для решения
важных задач, возникающих при проектировании и
эксплуатации электроустановок, например, таких, как:
• определение рациональных параметров систем
электроснабжения (сечений проводов ЛЭП, мощностей
трансформаторов и т.д.);
• расчет потерь электрической энергии;
• регулирование напряжения в электрических сетях;
• управление режимами работы электрических систем.

8.

• Графики нагрузки имеют, как правило, ступенчатое
строение. Нагрузки на рисунке представлены функциями
текущего
времени.
Такие
графики
называются
хронологическими. Для облегчения математического
анализа используют упорядоченные графики, в которых
ступени расположены в порядке убывания. Наиболее часто
упорядоченные графики применяют тогда, когда они
охватывают значительный период времени, например, год.

9.

Исходный хронологический график
Упорядоченный график нагрузки

10.

В обоих случаях графики удовлетворяют
условию
T
T
0
0
P t dt P t dt pr Wa
где Wa – активная энергия, потребленная за
период Т, охватываемый графиком
нагрузки. Таким образом, площадь,
ограниченная осями координат и кривой
графика нагрузки, равна энергии,
потребленной за период Т.

11.

Графики электрических нагрузок (ГЭН)
характеризуются следующими числовыми
показателями:
• максимальной мощностью Pmax ;
• минимальной мощностью Pmin ;
• средней мощностью
Wa t n
PC
Pi
T
n i 1
где t – интервал усреднения нагрузки; n – число
этих интервалов; Wa – активное
электропотребление.

12.

• среднеквадратичной мощностью
T
1
2
t dt
PCK
P
T 0
t n 2
Pi
n i 1
• Значениями мощности суточный график
нагрузки делится на три характерные части
• базисную 0 P Pmin
• полупиковую Pmin P PC
• пиковую PC P Pmax

13.

В
случае годовых ГЭН применяют
использования максимума нагрузки
Wa
TM
.
Pmax
время

14. Представление нагрузки в виде случайного процесса

Наиболее полно природа графика нагрузки
описывается математической моделью в
виде случайного процесса, под которым
понимается процесс P t , мгновенные
значения которого являются случайными
величинами.

15.

16.

Случайный процесс можно охарактеризовать двумя
дополняющими друг друга определениями: как
совокупность всех возможных частных его
реализаций , и как совокупность случайных
величин , для любых моментов времени t.

17.

Имеются два пути исследования случайного
графика нагрузки как процесса: «вдоль» – по
свойствам зафиксированных реализаций в
различные моменты времени t и «поперек» – по
свойствам случайных величин , для
зафиксированных моментов времени t, но для
различных реализаций w. При исследованиях в
действующих СЭС на первый план выступает
обычно первый путь, поскольку реализации
графика получают как повторные записи
регистрирующим прибором, например за
различные сутки. В теории же и расчетах на
первый план выступает второй путь.

18.

Случайный процесс характеризуется найденным «поперек» (по
сечениям) средним значением (математическим ожиданием) MPt,
дисперсией DPt , а также корреляционной функцией
Rt M Pt MPt Pt MPt
Последнее уравнение представляет собой зависимость взаимного
корреляционного момента двух случайных величин , и от сдвига во
времени между ними. Если технологический процесс и график
нагрузки имеют установившийся характер, то все три приведенные
характеристики не зависят от выбора момента времени t:
MPt const MP DPt const DP
Rt R
Тогда процесс называется стационарным, или однородным, во времени.
При этом корреляционная функция оказывается функцией одного
переменного.

19.

Реальные графики нагрузок не являются, в общем случае,
стационарными. Однако на некоторых участках
соблюдены условия стационарности, как правило, эти
участки стационарности соответствуют максимальным
нагрузкам.

20.

Если для случайного стационарного процесса
корреляционная функция ,
lim Rt 0
то он обладает свойством эргодичности. Это
означает, что поперечные характеристики
совпадают с их продольными аналогами, т.е. с
характеристиками, вычисленными путем
осреднения во времени по зафиксированной
реализации процесса

21. Представление нагрузок случайными величинами

Групповая нагрузка есть сумма индивидуальных нагрузок
n
P t pk t
k 1
Согласно теореме Ляпунова, при некоторых условиях, всегда удовлетворяемых
для индивидуальных графиков независимых электроприемников (при числе
ЭП в группе больше 10), случайная величина групповой нагрузки подчиняется
нормальному закону распределения. Основными числовыми
характеристиками нормального закона являются математическое ожидание
МР и дисперсия DP. Корень квадратный из дисперсии называется
среднеквадратическим отклонением, или стандартом, нагрузки
DP
P
Для характеристики
случайной величины часто применяется понятие вариации
Чем меньше
P вариация, тем более скученно располагаются значения нагрузки
околоMP
математического ожидания (среднего значения).

22.

Графики нагрузки, отвечающие различным значениям вариации

23. Показатели, характеризующие графики нагрузок

Коэффициент использования. Коэффициент
использования является основным показателем
для расчета нагрузки. Коэффициентом
использования активной мощности приемника
или группы приемников называется отношение
средней мощности отдельного приемника (или их
группы) к ее номинальному значению:
pC
ki
pH
n
kik pHk
PC k 1
Ki
n
PH
pHk
k 1

24.

Коэффициент включения. Коэффициентом включения для
отдельного электроприемника называется отношение
продолжительности его включения в цикле к общей
продолжительности цикла . Время складывается из
времени работы и времени холостого хода .
Коэффициентом включения группы приемников, или
групповым коэффициентом включения называется
средневзвешенное (по номинальной активной мощности)
значение коэффициентов включения всех приемников,
входящих в группу, определяемое по формуле
n
kBk pHk
K B k 1n
pHk
k 1

25.

Коэффициент загрузки. Коэффициентом загрузки
приемника называется отношение фактически
потребляемой им средней активной мощности
(за время включения в течение времени цикла )
к его номинальной мощности
tci
pCB
1
pC tci ki
kZ
p
t
dt
pH
pH t B 0
pH t B k B
Групповой коэффициент загрузки определяется по
формуле
Ki
KZ
KB
Коэффициент загрузки, как и коэффициент
включения, непосредственно связан с
технологическим процессом и изменяется с
изменением режима работы приемника.

26.

Коэффициент формы графика нагрузок. Коэффициентом
формы индивидуального или группового графика нагрузок
называется отношение среднеквадратичной мощности
приемника или группы приемников за определенный
период времени к среднему значению мощности за тот же
период времени:
pCK
PCK
kF
K
F
pC
PC
где
T
T
1
2
t dt
pCK
p
T0
p t dt
pC 0
T
Т – рассматриваемый интервал времени.
Коэффициент формы характеризует неравномерность
графика во времени. Свое наименьшее значение, равное
единице, он принимает при нагрузке .

27.

Для индивидуального графика нагрузок
следует различать два значения
коэффициента формы:
за полный цикл
pCK
kF
pC
за время включения
k FB
pCKB
pCB
которые связаны зависимостью
kFB kFB kB

28.

Коэффициент формы графика нагрузок группы приемников
одного режима работы, включаемых независимо,
определяется по формуле
2
k F2 1
1 k FB
KF 1
1
1
nE
nE k B
где n E – эффективное число приемников группы,
определяемое по выражению
pHk
nE k n1
2
p
Hk
n
k 1
2
где в числителе стоит квадрат суммы номинальных активных
мощностей всех приемников данной группы, а в
знаменателе – сумма квадратов этих мощностей.

29.

Групповой коэффициент формы, а следовательно, и
неравномерность группового графика нагрузок
приемников одного режима работы не зависят от
коэффициента использования , а зависят от
коэффициента включения , влияние которого
убывает с увеличением эффективного числа.
Неравномерность группового графика будут тем
больше, чем больше различие мощностей
отдельных приемников в группе. Последнее
объясняется тем, что взаимная компенсация
провалов и пиков на случайно налагающихся
индивидуальных графиках нагрузок,
формирующих групповой график, для
приемников разной мощности будет меньше, чем
для приемников одинаковой мощности.

30.

31.

1. При неизменном технологическом процессе и постоянном
объеме выпускаемой продукции величина коэффициента
формы практически постоянна и не меняется в
зависимости от изменения графика нагрузок за
рассматриваемый период времени (при условии
стабильности потребления электроэнергии), что
подтверждается многочисленными опытными данными.
2. Коэффициент формы для большинства предприятий с
достаточно ритмичным процессом производства
изменяется в пределах от 1.05 до 1.15.
3. Отклонения от указанных величин наблюдаются до 1.02 в
сторону уменьшения и до 1.25 в сторону увеличения.
Когда величина неизвестна, в расчетах ее можно
приближенно принимать равной 1.1…1.15.

32.

Коэффициент максимума. Коэффициентом максимума
активной мощности , называется отношение
максимальной (расчетной) активной мощности к средней
нагрузке за анализируемый период времени:
pP
kM
pC
PP
KM
PC
Анализируемый период принимается равным
продолжительности наиболее загруженной смены.
Обычно коэффициент максимума относится к групповым
графикам нагрузок .
Коэффициент максимума , связывая две найденные из
графика величины – расчетную (максимальную) и
среднюю нагрузки, представляет собой важную
характеристику графика. Величина коэффициента
максимума зависит от эффективного числа приемников и
ряда коэффициентов, характеризующих режим
потребления электроэнергии данной группой ЭП.

33.

Коэффициент спроса. Коэффициент спроса, как и
коэффициент максимума, относится к групповым
графикам. Коэффициентом спроса по активной мощности
называется отношение расчетной (в условиях
проектирования) или максимальной потребляемой (в
условиях эксплуатации) активной мощности к
номинальной (установленной) активной мощности группы
приемников:
PP
KC
PH
PM
KC
PH
Значения коэффициентов спроса для различных групп
приемников, производств и предприятий в целом
определяются из опыта эксплуатации и принимаются при
проектировании по справочным материалам.

34.

Можно установить следующую зависимость
PP PP PC
KC
Ki K M
PH PH PC
В справочных материалах величины коэффициента спроса
не зависят от числа приемников группы, т. е. в них дается
лишь грубая оценка величины , которая может быть
постоянной только при высоких коэффициентах
использования и большом n. В общем же случае при
принятии
K C const
получаются значительные ошибки в расчетах.

35.

Коэффициент заполнения графика нагрузок.
Коэффициентом заполнения графика нагрузок по активной
мощности называется отношение средней активной
мощности к максимальной за анализируемый период
времени:
PC
K ZG
PM
Анализируемый период времени принимается равным
продолжительности наиболее загруженной смены.
Коэффициент заполнения графика является величиной,
обратной коэффициенту максимума,
PC
1
K ZG
PM K M

36.

Коэффициент разновременности максимумов нагрузок.
Коэффициентом разновременности максимумов нагрузок
по активной мощности называется отношение
суммарного расчетного максимума активной мощности
узла системы электроснабжения к сумме расчетных
максимумов активной мощности отдельных групп ЭП,
входящих в данный узел,
K PM n
PP
p pk
k 1
Этот коэффициент характеризует смещение максимумов
нагрузок отдельных групп приемников во времени, что
вызывает снижение суммарного максимума нагрузок узла
по сравнению с суммой максимумов отдельных групп.

37.

Коэффициент сменности по энергоиспользованию.
Величину расчетной нагрузки и все расчетные
коэффициенты определяют за наиболее загруженную
смену. В другие смены нагрузки будут меньше, что
учитывают при определении действительного расхода
энергии за год коэффициентом сменности по
энергоиспользованию
WG
K EI
PCM TG
где WG
– годовой расход электроэнергии;
TG – годовой фонд рабочего времени.

38. Коэффициенты спроса для заводов железнодорожного транспорта

39. Коэффициенты спроса для предприятий железнодорожного транспорта

40. Электрические нагрузки

41.

Р, кВт
S, кВА
Q, кВАр
"23:59",
"23:49",
"23:39",
"23:29",
"23:19",
"23:09",
"22:59",
"22:49",
"22:39",
"22:29",
"22:19",
"22:09",
"21:59",
"21:49",
"21:39",
"21:29",
"21:19",
"21:09",
"20:59",
Мощности
Электрическая нагрузка – мощность,
потребляемая электроустановкой в
определенный момент времени.
140
120
100
80
60
40
20
0

42. Расчетные нагрузки для выбора элементов СЭС

Выбор трансформаторов производится по допустимому
нагреву и номинальному напряжению. При известном
графике нагрузки мощность и число трансформаторов и
преобразователей подбираются таким образом, чтобы их
работа была бы наиболее экономичной.
Общими показателями для выбора трансформаторов
являются:
• номинальные напряжения обмоток;
• допустимый нагрев;
• экономическая нагрузка.
Провода, кабели и токопроводы также выбираются по этим
же показателям, но дополнительно проверяются на
допустимую потерю напряжения. При выборе проводов
должны учитываться также регламентированные ПУЭ
минимально допустимые сечения проводов с точки зрения
их механической прочности.

43.

Расчетной максимальной нагрузкой по
допустимому нагреву называют условную
постоянную нагрузку, выраженную в
киловаттах , амперах или киловольтамперах , которая эквивалентна ожидаемой
изменяющейся нагрузке по наиболее
тяжелому тепловому действию:
• максимальной температуре;
• тепловому износу изоляции проводников,
обмоток трансформаторов и электромашин.

44.

При анализе нагрева проводников различают
три формулировки допустимой
температуры жилы проводника:
• длительно допустимый нагрев жил по
нормам, °С (50…80°С в зависимости от
изоляции и напряжения);
• кратковременно допустимый нагрев при
перегрузках, °С (90…125°С);
• максимально допустимое превышение
температуры жилы над температурой среды
по нормам при токе короткого замыкания,
°С (125…350°С).

45.

46.

47. График нагрева и охлаждения проводника при постоянной времени 10 мин

48.

49.

Основным показателем, определяющим сечения
токоведущих частей в промышленных электросетях
является допустимый нагрев, так как потери напряжения и
электроэнергии не являются решающими факторами при
правильно спроектированной схеме электроснабжения.
При глубоком вводе высокого напряжения и подстанциях
малой мощности большая часть сечений проводников
напряжением до 1000 В определяется по расчетной
нагрузке. При заданных значениях расчетных нагрузок
расчеты выполняются по общеизвестным формулам или
готовым таблицам. Существуют поправочные
коэффициенты к допустимым нагрузкам проводов и
кабелей для различных условий прокладки, температуры
окружающей среды и т. п., которые позволяют определять
допустимые нагрузки с точностью до 1…2 %, в то время
как сама расчетная нагрузка может быть определена с
гораздо меньшей степенью точности (10…15 %).

50.

Для эффективного использования электроустановок
необходимо определять нагрузки с наибольшей
точностью. В то же время степень точности имеет
практический предел вследствие того, что сами элементы
электроснабжения могут быть выбраны с определенными
интервалами между стандартными величинами. Если
расчетная нагрузка находится внутри этих интервалов, то
во избежание перегрева, как правило, берется верхний
предел.
Такими интервалами для проводов и кабелей являются
шкалы допустимых токов нагрузки для стандартных
сечений, а для трансформаторов – их номинальные
мощности. Ступень нарастания шкалы допустимых токов
для распространенных стандартных сечений (50…185
мм2) кабелей и проводов с алюминиевыми проводниками
равна 14…25 %, или в среднем 20 %.

51.

Для трансформаторов процент нарастания шкалы
мощностей составляет 56…60 %. Следовательно,
величина интервала при выборе между двумя
стандартными сечениями проводов и кабелей по
допустимому току составляет в среднем 20 %, а
между двумя трансформаторами 60 %. Степень
точности расчета нагрузок, равная половине
интервала, является вполне достаточной. Кроме
того, информация о технологических режимах
электроприемников и расчетных коэффициентах
часто бывает недостаточно точной и надежной. В
целях унификации в настоящее время принята
степень точности расчета ЭН, равная ±10 %.

52.

Проблема определения электрических нагрузок
возникает лишь при числе электроприемников
более трех. При трех электроприемника
расчетный ток определяется как арифметическая
сумма их номинальных токов.
При числе разнородных по мощности и режиму
работы ЭП более трех, суммарная их нагрузка
является переменной величиной, которая может
быть представлена в виде графика мощности или
тока, построенного по показаниям приборов.

53.

Максимум графика нагрузок определяет нагрев
проектируемого элемента электроснабжения – проводника
или трансформатора. Понятие о «греющем» максимуме
связано с продолжительностью этого максимума, который
берется в виде средней нагрузки за определенный
промежуток времени (например, 10, 15, 30 или 60 мин) по
показаниям счетчика, дающего интегральное значение
потребляемой электроэнергии за принятый период
усреднения. На рис. показана зависимость максимальной
(расчетной) нагрузки от длительности интервала
осреднения.
Ввиду сложности определения продолжительности
«греющего» максимума с учетом постоянной времени нагрева эта продолжительность условно принята
стандартной 30 мин. Эта же величина принята и
международным институтом инженеров-электриков (The
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)).

54.

На образование 30-минутного усредненного
максимума нагрузки группы
электроприемников влияет большое число
случайных факторов:
• количество приемников;
• соотношение их мощностей;
• режим работы;
• степень загрузки;
• одновременность работы и т. д.

55. Десятиминутный интервал осреднения

56. Тридцатиминутный интервал осреднения

57. Часовой интервал осреднения

58. Сравнение максимумов средней нагрузки при различных интервалах осреднения

59. Зависимость максимальной (расчетной) нагрузки от длительности интервала осреднения

60.

Для любого графика нагрузки справедливо
следующее соотношение
Pmax PP PCK PC

61. Расчет электрических нагрузок по методике, изложенной в РТМ-38.18.32.4-92

62.

63.

64. Кривая плотности вероятности случайной величины

M
xM

65. Зависимость

Bep

66.

При нормальном законе распределения,
который можно использовать при расчете
нагрузок, расчетную нагрузку и
вероятность ее превышения определяют из
уравнения
PP PC P PC 1 K P PC
где K P Ki , nE – расчетный коэффициент.
Вероятность того, что нагрузка группы ЭП
не превысит будет равна Bep .

67.

68.

69. Определение электрических нагрузок на различных стадиях проектирования

В соответствии с нормами технологического проектирования СЭС
определение электрических нагрузок должно производиться при
разработке систем электроснабжения промышленных предприятий на
всех стадиях проектирования: технико-экономическое обоснование
(ТЭО), технико-экономический расчет (ТЭР), проект, рабочий проект,
рабочая документация).
При предпроектной проработке (схема развития, ТЭО) должна
определяться суммарная электрическая нагрузка предприятия,
позволявшая решить вопросы его присоединения к сетям
энергоснабжающей организации (ЭСО). На этом этапе ожидаемая
электрическая нагрузка может определяться следующим образом:
• по фактическому электропотреблению предприятия-аналога;
• по достоверному значению коэффициента спроса при наличии данных
о суммарной установленной мощности электроприемников;
• через удельные показатели электропотребления.

70.

На стадии «проект» расчет электрических нагрузок
производится в целях разработки схемы электроснабжения
предприятия на напряжении 6-10 кВ и выше, выбора и
заказа оборудования подстанций и других элементов
электрической сети предприятия. Расчет электрических
нагрузок производится в следующей последовательности:
• выполняется расчет электрических нагрузок на
напряжении 1 кВ в целом по корпусу (предприятие) в
целях определения числа и мощности цеховых ТП;
• выполняется расчет электрических нагрузок на
напряжении 6-10 кВ и выше на сборных шинах РП, ГПП.,
ПГВ;
• определяется расчетная электрическая нагрузка
предприятия в точке балансового разграничения с ЭСО.

71.

На стадиях «рабочий проект» и «рабочая документация»
дополнительно выполняется расчет электрических
нагрузок питающих сетей напряжением до 1000 В и на
шинах каждой цеховой ТП. Расчет ведется одновременно с
построением питающей сети напряжением до 1 кВ. По
результатам расчетов определяются сечения проводников
питающих сетей 0,4 кВ, производится выбор защитных
аппаратов, уточняются мощности трансформаторов
цеховых ТП.
Определение электрических нагрузок на стадиях «проект»,
«рабочий проект», «рабочая документация» производится,
согласно указаниям по расчету электрических нагрузок.
Не допускается использование ранее действующих
указаний, приводящих к необоснованному завышению как
средних, так и максимальных электрических нагрузок.

72.

Действующая методика определения электрических нагрузок
базируется на следующих положениях.
Исходными для расчета данными являются таблицы-задания
от технологов, сантехников и других смежных
подразделений, в которых указываются данные
электроприемников.
В расчетах используются содержащиеся в существующих
справочных материалах среднестатистические значения
коэффициентов использования и коэффициентов
реактивной мощности для различных электроприемников.
Приняты следующие постоянные времени нагрева:
• для сетей до 1 кВ …………………………… 10 мин;
• для сетей выше 1 кВ …………………………30 мин;
• для трансформаторов и магистральных шинопроводов
…....150 мин.

73.

Значения коэффициентов расчетных нагрузок определяются
в зависимости от коэффициента использования,
эффективного числа электроприемников и постоянной
времени нагрева.
Значения коэффициентов одновременности для расчета
нагрузок на шинах 6-10 кВ РП, ГПП определяются в
зависимости от средневзвешенных коэффициентов
использования и числа присоединений 6-10 кВ на сборных
шинах РП, ГПП.
Фактические значения расчетных нагрузок могут превышать
расчетные с вероятностью не более 0,05.
При расчетах электрических нагрузок должны быть
определены отдельно нагрузки электроприемников особой
группы I категории и нагрузки электроприемников III
категории.

74. Порядок выполнения расчетов для различных уровней системы электроснабжения

На рис. представлена схема электроснабжения предприятия, на которой выделено
шесть основных уровней, различающихся характером электропотребления и
способом расчета электрических нагрузок (РЭН).
• 1УР - линия, питающая отдельный электроприемник (ЭП) от любого
вышестоящего уровня, независимо от номинального напряжения
электрических сетей.
• 2УР - линия распределительной сети напряжением до 1000 В,
обеспечивающая связи распределительных щитов, силовых пунктов или
распределительных шинопроводов между собой и с магистральными
шинопроводами или с шинами цеховой трансформаторной подстанции.
• 3УР - магистральные шинопроводы или шины цеховой ТП.
• 4УР - шины распределительных пунктов высокого напряжения (при
отсутствии РП 4УР и 5УР совпадают).
• 5УР - шины низшего напряжения ГПП.
• 6УР - граница раздела сетей предприятия и ЭСО.

75.

76.

77.

78.

79.

80. Расчет электрических нагрузок для питающих сетей напряжением до 1 кВ с учетом постоянной времени нагрева проводников

Расчет электрических нагрузок производится, как правило, в целях определения
расчетного тока, согласно которому выбирается сечение кабеля или провода
по нагреву. В действующих указаниях по расчету электрических нагрузок для
выбора кабелей и проводов питающих сетей напряжением до 1 кВ принята
постоянная времени нагрева Т0=10 мин, а это означает, что питающие сети с
проводниками сечением 25 мм и более выбираются с некоторым запасом. Но,
учитывая известную неопределенность низковольтной электрической
нагрузки из-за частых изменений в технологии и оборудовании, это
допущение следует считать приемлемым.
Однако могут иметь место случаи, когда требуется определить допустимую
токовую нагрузку для уже проложенных кабелей. Это, как правило, требуется
при реконструкции или техническом перевооружении промышленных
предприятий. С учетом фактической постоянной времени нагрева) ранее
проложенного кабеля (выбранного из условия Т0=10) можно определить
дополнительную электрическую нагрузку, которую можно запитать с
помощью этого кабеля.

81. Определение расчетных электрических нагрузок от однофазных электроприемников

82. Векторная диаграмма

3
I BC
2
IB
I BC
120O
I BC
2
I AB

83.

Если имеются три разные нагрузки, включенные на разные
плечи фаз, S S S то наиболее загруженная фаза будет
между нагрузками и , а эквивалентная нагрузка
определится по формуле
1
2
3
S E 3 S12 S22 S1 S2
При большом количестве однофазных электроприемников
возникает вопрос, следует ли определять эквивалентную
для них трехфазную мощность или считать их суммарную
установленную мощность трехфазной и вести расчет как
обычно. Однофазные электроприемники, включенные на
фазные и междуфазные напряжения и распределенные по
фазам с неравномерностью не выше 15% по отношению к
общей мощности трехфазных и однофазных
электроприемников в группе, учитываются в расчетах как
трехфазные электроприемники той же суммарной
мощности. При превышении указанных пределов
неравномерности расчетная нагрузка принимается равной
тройной нагрузке наиболее загруженной фазы.

84.

85.

86. Определение пиковых нагрузок

• Для определения кратковременных понижений напряжения и для
правильного выбора уставок защитных устройств необходимо
приблизительно (с погрешностью до ±10, а иногда до ± 15 %) знать
кратковременные (пиковые) нагрузки, эпизодически возникающие в
нормальных режимах работы промышленных установок. К ним
прежде всего относятся нагрузки, вызванные пусковыми процессами
электродвигателей, а также эксплуатационные короткие замыкания
электросварочных установок, электродуговых печей и т.п.
• Точный расчет нагрузок от пусковых процессов электродвигателей
затруднен, так как при проектировании систем электроснабжения
известны только номинальные мощность и напряжение двигателей.
Кроме того, в каталогах, где приведен пусковой ток (или кратность
пускового тока) двигателя, нет данных для расчета пусковых активной
и реактивной мощностей. Поэтому электрические нагрузки,
возникающие при пуске двигателей, приходится вычислять по
усредненным формулам, составленным с учетом приведенных выше
допустимых погрешностей.

87.

88.

89.

90.

91. Определение расходов электроэнергии