Метод упорядоченных диаграмм

(метод коэффициента максимума)

Это основной метод расчета электрических нагрузок, который сводится к определению максимальных (P_р, Q_р, S_р) расчетных нагрузок группы электроприемников (ЭП). Для этого электроприемники делятся на группы с переменным (группа А) и практически постоянным графиком нагрузок (группа Б) в пределах расчетного узла.

К ЭП с постоянным графиком нагрузки могут быть отнесены такие, у которых коэффициент использования К_и ≥ 0, 6, коэффициент включения к_вкл=1 и коэффициент заполнения суточного графика к_зап ≥ 0, 9 (компрессоры, вентиляторы и т.п.). Для них максимальная расчетная нагрузка принимается равной средней мощности за наиболее загруженную смену:

Р_р= Р_см = к_и· Р_ном; Q_р = Q_см = Р_см · tgφ; . (21)

где Р_р, Q_р, S_р – максимальные активная, реактивная и полная нагрузки;

Р_см ; Q_см – средняя активная и реактивная мощности всей группы ЭП за наиболее нагруженную смену; к_и – коэффициент использования электроприемников, определяется на основании опыта эксплуатации (справочные данные [1]); tg - коэффициент реактивной мощности, соответствующий средневзвешенному cosφ (справочные данные [1]);

Максимальные расчетные нагрузка группы электроприемников с переменным графиком нагрузки определяются из выражений:

Р_р= Р_м = К_м· Р_см = К_м· К_и· Р_ном (22)

Q_р = Q_м = К'_м · Q_см = К'_м · Р_см · tgφ (23)

, (24)

где К_м – коэффициент максимума активной нагрузки (справочные данные, например [2], или табл.1; К_м^’ - коэффициент максимума реактивной нагрузки: К'_м = 1, 1 при n_э ≤ 10; К'_м = 1 при n_э > 10;

Р_ном – номинальная активная групповая мощность, приведенная к длительному режиму, без учета резервных электроприемников;

Коэффициент максимума активной мощности К_м = f(К_и; n_э ) определяется по справочным данным [2] в зависимости от величины средневзвешенного коэффициента использования К_и.ср и эффективного числа электроприемников группы n_э или по табл.1.

Таблица 1 Определение коэффициента максимума

Средневзвешенный коэффициент использования:

, (25)

где ∑ Р_см, ∑ Р_ном – суммы активных мощностей за смену и суммы номинальных в группе электроприемников, кВт.

Коэффициент максимума может быть оценен по соотношению:

(26)

Эффективное n_э (приведенное) число ЭП - это такое число однородных

по режиму работы ЭП одинаковой мощности, которое дает то же значение расчетного максимума Р_р, что и группа ЭП, различных по мощности и режиму работы.

Эффективное число электроприемников является функцией трех величин n_э = F (n; m; К_и.ср; ),

где n – фактическое число электроприемников в группе;

m – показатель силовой сборки в группе, определяемый по формуле:

m = р_н.нб / р_н.нм , (27)

где р_н._нб, р_н.нм – номинальные приведенные к длительному режиму активные мощности электроприемников ЭП наибольшего и наименьшего по мощности в группе, кВт.

К_и.ср – средневзвешенный коэффициент использования группы электроприемников.

Порядок определения расчетных нагрузок методом коэффициента максимума заключается в следующем:

– все электроприемники, разбивают на однородные по режиму работы группы с одинаковыми значениями коэффициентов использования К_и и коэффициентов мощности cosφ;

– подсчитывают количество электроприемников n в каждой группе и в целом по расчетному узлу присоединения;

– в каждой группе электроприемников и по узлу в целом находят пределы их номинальных мощностей и эффективное число электроприемников n _э по формуле:

. (28)

При этом все электроприемники должны быть приведены к длительному режиму работы, т.е к ПВ = 100%.

Пример 3: К силовому пункту присоедино три ЭП длительного режима работы следующих номинальных мощностей: 2 по 10 кВт; 3 по 7 кВт и 4 по 8 кВт. Определить эффективное число электроприемников n_э.

Решение:

Ответ: n_э =9.

Упрощенные способы определения n_э, допустимая погрешность которых лежит в пределах ±10%:

1. При n ≥ 4 в группе принимают n_э = n, если m ≤ 3 и любом к_и. При определении n_э исключаются те наименьшие ЭП группы, суммарная номинальная мощность которых не превышает 5% суммарной номинальной мощности всей группы Р_ном. Исключенные ЭП не учитываются также и в величине n.

Пример 4: Определитьn_э для группы ЭП длительного режима работы следующих номинальных мощностей: 5 по 0, 1 кВт; 10 по 4 кВт; 5 по 7 кВт; 2 по 10 кВт. Групповой коэффициент использования К_и =0, 6.

Решение:

Р_ном =5∙ 0, 1+10∙ 4+5∙ 7+2∙ 10=95, 5 кВт. Пять ЭП по 0, 2 кВт могут быть исключены, так как их суммарная мощность 0, 5 меньше 5% суммарной номинальной мощности приемников всей группы. Наибольшим по мощности в группе будет ЭП мощностью 10 кВт; наименьшим-4 кВт. Коэффициент сборки:

При m ≤ 3 и к_и=0, 6, n_э = n, без учета исключенных ЭП:

n_э =22-5=17 шт.

Сравним полученный результат с расчетом по формуле 32.

Ответ: n_э =17.

2. При m > 3 и K_и. _ср ≥ 0, 2 (групповой)

(29)

Если по (29) n_э > n, то принимают n_э = n.

Пример 5: Определитьn_э для группы ЭП длительного режима работы следующих номинальных мощностей: 5 по 10 кВт; 10 по 4 кВт; 6 по 12 кВт; 4 по 2 кВт. Групповой коэффициент использования К_и =0, 3.

Решение:

Коэффициент сборки:

.

n=5+10+6+4=25 шт.

Принимаем n_э = n=25

Сравним полученный результат с расчетом по формуле 32.

Ответ: n_э =28

3. При числе электроприемников больше пяти (п ≥ 5) и коэффициенте использования к_и ≤ 0, 2, m≥ 3 эффективное число электроприемников n_э определяется по кривым [] или табл.2.

Порядок определения эффективного числа электроприемников n_э с по-

мощью кривых или таблицы 2 следующий:

· выбирается наибольший по номинальной мощности электроприемник рассматриваемой группы р_н._нб;

· выбираются наиболее крупные электроприемники, номинальная мощность, которых равна или больше половины мощности наибольшего электроприемника группы;

· Определяются число n₁ и суммарная номинальная мощность Р_н1 наибольших электроприемников группы;

· определяются число n и суммарная номинальная мощность Рн всех электроприемников группы;

· находятся значения:

n^*= n / n (30)

где n^*– относительное число наибольших по мощности электроприемников; n – число электроприемников с единичной мощностью не менее половины наибольшего по мощности электроприемника данной группы Р_н._нб;

Р = ∑ Р_н.₁ / ∑ Р_ном (31)

где Р*–относительная мощность наибольших по мощности электроприемников;

Р_ном1 – суммарная номинальная мощность электроприемников, имеющих мощность не менее половины наибольшего по мощности электроприемника, ∑ Р_ном – суммарная номинальная мощность электроприемников.

• по полученным значениям n* и P* по кривым [18, 23] или табл.2 определяется относительное число эффективных электроприемников n^*_э.

Затем по выражению (32) определяется эффективное число электроприемников:

n = n _э^* ∙ n (32)

Пример 6: Определитьn_э для группы ЭП длительного режима работы следующих номинальных мощностей: 5 по 10 кВт; 6 по 8 кВт; 4 по 6 кВт; 13 по 2 кВт. Групповой коэффициент использования К_и =0, 14.

Решение:

Коэффициент сборки: .

Общее число ЭП: n=28, а их суммарная номинальная мощность:

кВт.

Наибольшая единичная мощность: 10 кВт, следовательно, надо отобрать ЭП с мощность более 5 кВт. Тогда n =5+6+4=15.

Суммарная мощность наибольших ЭП: .

n^*= n / n =15/28=0, 53; Р = ∑ Р_ном1 / ∑ Р_ном =122/148=0, 82.

По таблице 2 для n^*= 0, 53; Р = 0, 82. Находим n^*_э = 0, 78.

Тогда n = n _э^* ∙ n =0, 78∙ 28=21, 84.

По формуле 32:

Ответ: n_э =22.

Таблица 2 Зависимость n_э* = f(n_*, P_*)

Способы определения эффективного числа электроприемников представлены в табл. 3.

Таблица 3

Определение эффективного числа электроприемников

Фактическое число ЭП в группе, п	К и.ср	m	Рн	Формула для пэ
< 5	≥ 0, 2	≥ 3	Переменная
≥ 5	≥ 0, 2	≥ 3	Постоянная	n =n
≥ 5	≥ 0, 2	< 3	Переменная	n = n
≥ 5	< 0, 2	< 3	Переменная	n не определяется, а где Кз— коэффициент загрузки Кз = 0, 75 (повторно-кратковремен­ный режим) Кз = 0, 9 (длительныйрежим) Кз = 1 (автоматический режим)
≥ 5	≥ 0, 2	≥ 3	Переменная
≥ 5	< 0, 2	≥ 3		n = n э* n n э =F(n Р ) n = ; Р =
> 300	≥ 0, 2	≥ 3	—	n э = n

Основные положения по определению расчетных электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм приведены в таблице 4.

Таблица 4

Определение расчетных электрических нагрузок

методом упорядоченных диаграмм

Фактическое число ЭП в группе, п	m	пэ	Рр, кВт	Qр, квар
п ≤ 3	m = рн.нб / рн.нм	Не определяется
п ≥ 3	m ≤ 3 (исключаются ЭП, суммарная мощность которых ≤ 5% от ∑ рном	пэ = п		при пэ ≤ 10; при пэ ≥ 10;
п ≥ 3	m ≥ 3		Кзаг=0, 9 для ЭП ДР; Кзаг=0, 75 для ЭП ПКР;	Для ЭП ДР: ; Для ЭП ПКР:
п ≥ 3	m ≥ 3	пэ ≥ 4		при пэ ≤ 10; при пэ ≥ 10
п ≥ 3	m ≥ 3	пэ ≥ 200
Если более 75% Руст узла ЭП с постоянным графиком нагрузки	Не определяется
При наличии в узле ЭП с переменным и постоянным графиком нагрузок	определяется для ЭП с перем. Граф-м