Основные физические величины, используемые при расчете электрических нагрузок и выборе сечения проводников и мощности трансформаторов.

При расчете электрических нагрузок используются следующие понятия:

1) номинальная нагрузка;

2) расчетная нагрузка;

3) средняя нагрузка;

4) эффективная нагрузка;

5) экономическая нагрузка;

6) пиковая нагрузка.

При нагреве проводников различают три температуры:

1. - это длительно допустимый нагрев по нормам (50-85^oС);

2. - кратковременно-допустимый нагрев при перегрузках (90-125^oС);

3. - максимально допустимая температура жилы при токе короткого замыкания (170-370^oС);

4. = 25^oС - температура проводника, проложенного в помещении;

5. = 15^oС - температура проводника, проложенного в земле.

- допустимое превышение температуры жилы по нормам:

.

- фактическое допустимое превышение температуры в функции расчетного тока:

.

При включении и отключении нагрузки температура жилы за время t повышается или снижается по экспоненте:

- постоянная времени нагрева;

- установившаяся температура, если не отключить нагрузку, то будет достигнута ;

- температура жилы при включении нагрузки;

- температура жилы при отключении нагрузки.

В ПУЭУ для каждого сечения проводов и кабелей указывается неизменная во времени длительно допустимая по условиям их нагрева нагрузка I_д.д.

Для выбора сечения проводников согласно данным ПУЭУ по длительно-допустимому току, при графиках переменной нагрузки, график необходимо заменить эквивалентным по эффекту нагрева простейшим графиком I =const =I_р, где I_р - расчетная нагрузка.

Расчетной нагрузкой по допустимой температуре нагрева проводника называется такая неизменная во времени нагрузка, которая вызывает тот же допустимый нагрев, что и заданная переменная нагрузка.

Расчетная нагрузка определяется по следующим выражениям:

;

;

; .

Средняя нагрузка за цикл:

;

;

- активная энергия, потребленная за цикл (кВт/ч);

- реактивная энергия, потребленная за цикл.

;

;

При проектировании наиболее удобно использовать среднюю нагрузку за смену:

;

;

;

Так же используют среднюю нагрузку за год:

;

;

;

Средняя нагрузка используется для выбора сечения сетей напряжением выше 1000, а так же для определения расчетной нагрузки.

Эффективная нагрузка. Принимается в качестве расчетной нагрузки при наличие электроприемников с повторно-кратковременным или импульсным режимом работы.

;

.

Для них понятия получасового максимума не существует.

Экономическая нагрузка. - соответствует минимуму приведенных затрат на данную сеть.

, где - экономическая плотность тока, А/мм .

Пиковая нагрузка. Кратковременное максимальное значение графика нагрузки длительностью от 0 до 10 мин. Пиковая нагрузка создается электроприемниками с резко переменным и импульсным режимом работы, а так же электродвигателем в момент пуска.

Показатели графиков нагрузки.

Индивидуальные графики нагрузки.

Основными показателями индивидуальных графиков нагрузки являются:

1.Кз-коэффициент загрузки

2.Кв-коэффициент включения

3.ПВ-продолжительность включения

4.Ки-коэффициент использования

5.Кф-коэффициент формы.

;

- если электроприемник имеет холостой ход;

- если электроприемник не имеет холостого хода;

- время работы.

Если электроприемник работает в повторно кратковременном режиме то Кв заменяется на ПВ

;

.

К_В определяется для электроприемников работающих в длительном режиме.

Коэффициент загрузки:

,

где -средняя нагрузка электроприемника за время его включения.

Для электроприемников работающих в повторно кратковременном и импульсном режиме:

.

К_И - характеризует использование электроприемника по мощности и по времени:

,

где - средняя нагрузка за цикл.

Коэффициент использования можно выразить через Кз иКв:

.

При обследовании режимов работы электроприемников Ки определяется по показаниям счетчика активной энергии:

.

Для индивидуальных графиков нагрузки К_ф характеризует неравномерность графика нагрузки во времени:

,

где P_эф - эффективная (среднеквадратичная) нагрузка.

Для групповых графиков нагрузки основными показателями являются:

1. К_И - коэффициент использования

2. К_М - коэффициент максимума

3. К_ф - коэффициент формы.

4. К_С - коэффициент спроса

Групповой К_И в действующих установках определяется по показаниям счетчиков за смену:

.

При проектировании систем электроснабжения К_И можно определить через значения индивидуальных К_И для различных электроприемников:

.

Коэффициент спроса:

,

где - расчетный максимум нагрузки.

Коэффициент максимума:

,

где - средняя нагрузка за смену группы электроприемников.

Групповой коэффициент формы:

.