2.1. Основные понятия и определения принятые в теории электрических нагрузок

Процессы изменения активной Р и реактивной Q мощности или тока электроприемников (ЭП) относятся к физическим явлениям, которые опи­сываются функциями, имеющими в качестве аргумента время. В общем случае график электрической нагрузки представляет из себя функциональ­ную зависимость I = f(l), где / - ток нагрузки, t - время. В теории электри­ческих нагрузок для упрощения исследований применяют графики нагру­зок по активной и реактивной мощностям Р =f(t) и Q =f(t), где P.Q - соот­ветственно активная и реактивная мощности нагрузки. При необходимости нагрузка по полной мощности находится в виде S = Р + jQ, а по этой на­грузке можно легко найти и токовую нагрузку I(t).

В дальнейшем показатели нагрузок в данной работе определяются раздельно по активной и реактивной мощностям.

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

Регулярным графиком можно назвать любой ГЭН, 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 ГЭН 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.

Основные показатели электрических нагрузок принято определять для отдельных ЭП - индивидуальные. В литературе по электроснабжению предприятий они обозначаются строчными буквами (/, р, q, s и т.д.). Для групповых показателей нагрузок принято обозначение прописными буква­ми (Р, Q, S, I и т.п.).

Для определенных целей при расчете электрических нагрузок разли­чают следующие виды нагрузок:

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

- среднеквадратичные (эффективные) нагрузки (Р_сю Q_CKl S_m 1_СК)- для расчетов потерь электроэнергии в сетях и элементах электрической сис­темы;

- максимальные (расчетные) электрические нагрузки (Р_м, Q_u, S_M, I_M или Pp. Qp, Sp, Ip) 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 являются: номинальная нагрузка активная, реактивная (Р_н, QJ, мощность и ток (S„, 1„). При этом номинальная нагрузка индивидуального ЭП 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 - суммирова­нием комплексных чисел для токовых нагрузок или нагрузок по полной мощности. В настоящее время термины, ранее широко использовавшиеся в практике проектирования электроснабжения, - "установленная мощность" или "присоединенная мощность", согласно последним нормативным доку­ментам по проектированию электроснабжения, не рекомендуются к при­менению. В то же время термин "номинальная нагрузка" является более правильным.

В соответствии с "Указаниями по расчету электрических нагрузок в промышленных установках" точность расчета нагрузок при проектирова­нии электроснабжения установлена ± 10%, то есть предъявляются доволь­но мягкие требования к точности расчетов. Это связано как с некоторойнеопределенностью развития производства, так и с тем, что мощности трансформаторов и сечения линий электропередачи имеют дискретные значения с интервалом дискретизации, как правило, не ниже, чем 10%.