Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки

Таблица 3.3. Значение расчетного коэффициента активной мощности Кр= f[n3; Ки) для сетей до 1 кВ (Т0 = 10 мин)
п	Расчетный коэффициент активной мощности Кр для значений Ки
	0,1 0,2 0,3 0,5 0,7

2	8,00	4,00	2,66	1,60	1,14
4	3,42	2,00	1,53	1,24	1,08
6	2,64	1,62	1,28	1,12	1,01
8	2,37	1,48	1,19	1,08	1,00
. 10	2,18	1,39	1,13	1,05	1,00
12	2,04	1,32	1,08	1,03	1,00
16	1,85	1,23	1,02	1,00	1,00
20	1,72	1,16	1,00	1,00	1,00
24	1,62	1,11	1,00	1,00	1,00
30	1,51	1,05	1,00	1,00	1,00
50	1,30	1,00	1,00	1,00	1,00
100	1,10	1,00	1,00	1,00	1,00
где Р ** ном(тах)	- номинальная	МОЩНОСТЬ	наиболее мощного электроприемника

цеха.

Физический смысл выражения (3.37) объяснить трудно. Оно возникло из формулы (конец 50-х — начало 60-х годов)

^Пэ "] ^\2^"ном0) ^ ■*ном(1))/-'ном(тах), 1 1 '

(3.38)

когда из группы электроприемников, для которой определяли расчетную на­грузку, были выделены наибольшие по мощности приемники я. и суммарная мощность Р_иом([) всех т приемников, входящих в группу. Размытость понятия «группа» (необходимо исключать лишние) и понятия «наибольших по мощно­сти» осложняло проведение расчетов.

Электрические нагрузки отдельных узлов системы электроснабжения в се­тях напряжением выше 1 кВ (находящиеся на 4УР, 5УР) рекомендуется опре­делять аналогично с включением потерь в трансформаторах.

Результаты расчетов нагрузок по коэффициенту расчетной активной мощ­ности сводят в таблицу.

Статистические методы определения электрических нагрузок. Расчетная максимальная нагрузка группы электроприемников Р_тт может быть найдена упрощенно по уравнению

Р = К К Р = К Р

'max «^Аи но« ^лм ср.см '

(3.39)

где Р_ти — групповая номинальная мощность (сумма номинальных мощнос­тей, за исключением резервных по расчету электрических нагрузок); /^,_срсн — средняя активная мощность за наиболее загруженную смену.

Метод (3.36) громоздок, труден для понимания и применения, и главное, нередко дает двукратную (и более) ошибку. Негауссову случайность, неопреде­ленность и неполноту исходной информации можно преодолеть с помощью

3.3. Формализуемые методы расчета электрических нагрузок 127

следующих допущений: одинаковые коэффициенты для электроприемников одного названия; исключения резервных двигателей по условиям электриче­ских нагрузок; коэффициент использования считается независимым от числа электроприемников в группе; выделения электроприемников с практически постоянным графиком нагрузки; исключение из расчета наименьших по мощ­ности электроприемников. Метод для различных уровней системы электро­снабжения и стадий выполнения (согласования) проекта не дифференцирован. Принимается, что значение расчетного коэффициента активной мощности стремится к единице при увеличении числа электроприемников. Фактически это не подтверждается статистикой; для отделения, где двигателей 300—1000, и цеха, где их до 6000, коэффициент может составлять 1,2—1,4. Внедрение ры­ночных отношений, ведущих к автоматизации и к разнообразию выпуска про­дукции, способствует перемещению электроприемников из группы в группу.

Статистическое определение Р _м для действующих предприятий осложня­ется трудностью выбора наиболее загруженной смены (перенос начала рабо­ты разных категорий работников в пределах смены, четырехсменная работа и др.). Проявляется неопределенность при измерениях (наложение на админи­стративно-территориальную структуру). Ограничения со стороны энергосис­темы ведут к режимам, когда максимум нагрузки Р_тах имеет место в одной смене, а расход электроэнергии больше в другой. При определении Р_р нужно отказаться от Р _м, исключив промежуточные расчеты.

Ошибки накапливаются от уровня к уровню. Происходит простое сумми­рование мощностей и коэффициентов в соответствии с выражениями (3.34) и (3.35), хотя электроприемники оказываются из разных групп. Но простое сум­мирование недопустимо, так как многие из групп приемников совместно не работают (если поворачивается конвертер, не работает дымосос; если ремон­тируется конвертер, то сталь не разливается). Цель подробного рассмотрения недостатков метода — показать, что расчет электрических нагрузок, опираю­щийся на классические представления об электрической цепи и графиках на­грузки, теоретически не может обеспечить достаточную точность.

Статистические методы расчета электрических нагрузок устойчиво отстаи­ваются рядом специалистов. Методы учитывают, что даже для одной группы механизмов, работающих на данном участке производства, коэффициенты и показатели меняются в широких пределах. Например, коэффициент включе­ния для неавтоматических однотипных металлорежущих станков меняется от 0,03 до 0,95, коэффициент загрузки К_э — от 0,05 до 0,85.

Задача нахождения максимума функции Р на некотором интервале време­ни практически осложняется тем, что от 2УР, ЗУР, 4УР питаются электропри­емники и потребители с различным режимом работы. Статистические методы основаны на измерении нагрузок линий, питающих характерные группы эле­ктроприемников, без обращения к режиму работы отдельных электроприем­ников и к числовым характеристикам индивидуальных графиков.

Методы используют две интегральные характеристики: генеральную среднюю нагрузку Р и генеральное среднее квадратичное отклонение

128 Глава 3. Потребление электроэнергии и электрические нагрузки

G = VW_max, где дисперсия DP берется для того же интервала осреднения. Максимум нагрузки

где Р — статистический коэффициент, зависящий от закона распределения и принятой вероятности превышения по графику нагрузки Р (t) уровня Р_тах; ст = V^3^2— ^ср ⁼ V^^ ^{или ст =} ^с_РV ^ф ~ * ^ПР^И введении коэффициента фор-мы А"_ф = Р_э/Р_ср.

Для построения группового графика необходимы данные о графиках на­грузки. Для отказа от графиков производят измерения (запись) максимальных нагрузок ежедневно за квартал (или другие периоды). Затем методами мате­матической статистики определяют Р (как математическое ожидание) и дис­персию (как центральный момент второго порядка).

Значение р принимается различным. В теории вероятности часто исполь­зуется правило трех сигм: Р_пах = Р ± Зст, что при нормальном распределении соответствует предельной вероятности 0,9973. Вероятности превышения на­грузки на 0,5 % соответствует Р = 2,5, для р = 1,65 обеспечивается 5 %-ная вероятность ошибки.

Статистический метод можно отнести к надежным методам изучения нагрузок действующего промышленного предприятия, метод обеспечивает от­носительно верное значение заявляемого промышленным предприятием мак­симума нагрузки ^тах) в часы его прохождения в энергосистеме. При этом приходится допускать гауссово распределение работы электроприемников (потребителей).

Метод вероятностного моделирования графиков нагрузки предполагает не­посредственное изучение вероятностного характера последовательных случай­ных изменений суммарной нагрузки групп электроприемников во времени и основан на теории случайных процессов, с помощью которой получают авто­корреляционную [см. (3.7)], взаимно корреляционную (3.8) функции и другие параметры. Исследования графиков работы электроприемников большой еди­ничной мощности, графиков работы цехов и предприятий обусловливают перспективность метода управления режимами электропотребления и вырав­нивания графиков.