Глава 3 Графики электрических нагрузок

Глава 3 Графики электрических нагрузок

Графики нагрузок индивидуальных приемников

На рисунке 3.2 представлены графики активной мощности индивидуальных электроприемников, работающих в различных режимах. Как видно из рисунка режимы работы разнообразны и, как правило, зависят от технологического процесса. Графики нагрузок ЭП по активной, реактивной, полной мощности и графики по току рассматриваются за определенный промежуток времени (за характерный час, смену, сутки).

Условно (теоретически) графики нагрузок можно разделить на: периодические; циклические; нециклические и нерегулярные (случайные).

- Периодический (рис.3.2 а), когда , и .

Время цикла ; - время соответственно работы ЭП и паузы, ч., смена, сутки; w – электроэнергия потребляемая ЭП за время цикла одинакова, т.е.

w₁= w₂.

- Циклический (рис.3.2 б), когда , и .

Время паузы , а длительность работы ЭП одинакова от цикла к циклу, поэтому за промежуток времени, например смену, количество потребленной электроэнергии одинаково.

- Нециклический (рис.3.2 в), при ,т.к. , , но количество электроэнергии, потребляемой ЭП за рассматриваемый промежуток времени, практически постоянно, т.е. можно принять

- Нерегулярный (рис.3.2 г), если , , , и .

Рисунок 3.2 Индивидуальные графики электрических нагрузок

На практике режимы работы ЭП носят случайный характер, за исключением, автоматических технологических линий.

Индивидуальные графики необходимы для определения расчетных величин

и коэффициентов, характеризующих эти графики.

Годовые графики нагрузок

Годовой график активной мощности по убыванию максимумов представляет собой годовую упорядоченную диаграмму нагрузок. Приближенно годовой график по продолжительности можно построить по двум характерным суточным графикам нагрузок электроустановки или предприятия в целом (за зимние и летние сутки), как показано на рис.3.4. Строятся графики активной мощности за характерные сутки - зимние, летние и выходные дни.

При этом условно принимают, что продолжительность зимнего периода 213 суток (7 мес.), а летнего—152 суток (5 мес.) – для сибирского региона. Построение начинают с максимальной мощности и выполняют в порядке постепенного снижения мощностей, для чего через оба суточных графика проводят ряд горизонтальных линий, расстояние между которыми выбирают в соответствии с желательной точностью построения.

В виде примера покажем построение годового графика по продолжительности. Продолжительность потребления максимальной мощности по зимнему графику по летнему нет. Годовая продолжительность . Откладывая полученное значение по оси абсцисс годового графика, находим точку «а». Продолжительность мощности : по зимнему графику по летнему . Годовая продолжительность . На годовом графике это соответствует точке «б».

Аналогичным образом строится третья и все последующие ступени годового графика в порядке снижения мощностей. Суммарная продолжительность годового графика должна составлять 8760 часов.

Выполнив все построения, получают годовой график по убыванию, смотри рис. 3.4. При необходимости более точного построения годового графика пользуются большим числом суточных графиков, например за зимние, летние, весенние и осенние сутки. В последнем случае условно принимают длительность зимнего, летнего и весеннего периодов по 91 суток, а осеннего - 92 суток.

По годовому графику определяют потребленную электроэнергию электроустановкой, подразделением или предприятием в целом за год и число часов использования максимальных нагрузок потребителем в течение года.

Рисунок 3.4 Построение годового графика по продолжительности

Коэффициент включения

Коэффициент включения характерен для графика нагрузки отдельного ЭП, работающего в повторно-кратковременном режиме, и зависит от характера технологического процесса.

Коэффициент включения по графику активной мощности ( ) – есть отношение времени работы ЭП ( ) к времени цикла ( )

, (3.1)

где время работы ЭП, мин., ч.; время цикла, мин., ч.; время паузы, мин., ч.

Так как , то . Время работы, паузы и цикла определяются по графику нагрузки ЭП. Для ЭП, работающих в длительном режиме с равномерным графиком нагрузки, . На практике, коэффициент включения задается как паспортная величина, характеризующаяся продолжительностью включения ЭП ( ), %.

Коэффициент включения может быть определен по графикам как активной, реактивной мощности так и по току.

Коэффициент использования

Коэффициент использования активной мощности индивидуального ЭП (k_и.а) или группы ЭП (К_и.а) есть отношение среднего значения потребленной активной мощности индивидуальным ЭП (р_с) или группой ЭП (Р_с) за наиболее загруженную смену к его (их) номинальной активной мощности (р_с или Р_с).

Для отдельного ЭП

, (3.2)

где - среднего значения потребленной активной мощности ЭП за наиболее загруженную смену, кВт; - номинальная активная мощность ЭП, кВт.

Так как , то . Для ЭП, работающего в длительном режиме с равномерным графиком загрузки, .

Для группы ЭП, работающих в одинаковом режиме

, (3.3)

где Р_с - среднего значения потребленной активной группой ЭП за наиболее загруженную смену, кВт; Р_н- номинальная активная мощность группы ЭП, кВт.

Для группы ЭП, работающих в различных режимах, средневзвешенный коэффициент использования для данной группы рассчитывается по формуле:

, (3.4)

где число ЭП в данной группе.

Так как , то . Для ЭП, работающих в длительном режиме с равномерным графиком загрузки, . Соотношения коэффициентов

k_и= k_з∙k_в

При наличии индивидуальных и групповых графиков по реактивной мощности и по току коэффициенты использования по реактивной мощности и по току этих графиков определяются аналогично по формулам (3.2; 3.3; 3.4), подставляя значения соответственно реактивной мощности или тока.

Коэффициент загрузки

Коэффициент загрузки по активной мощности отдельного ЭП ( ) или группы ЭП (К_з.а) - есть отношение его (их) средней нагрузки за время включения в течении рассматриваемого промежутка времени (р_с.в или Р_с.в) к его (их) номинальной мощности (р_н или Р_н).

Для отдельного ЭП

, (3.5)

где - средняя нагрузка за время включения ЭП, кВт; - номинальная активная мощность ЭП, кВт.

Так как , то . Коэффициент загрузки так же, как и , зависит от характера технологического процесса и изменяется с изменением режима работы ЭП. Когда нагрузка ЭП равномерна и постоянна .

Для группы электроприемников

или , (3.6)

где Р_с.в - средняя нагрузка за время включения группы ЭП, кВт; Р_н - номинальная активная мощность этой группы ЭП, кВт.

Соотношение коэффициентов k_з = k_и/ k_в

При наличии графиков по реактивной мощности и по току, коэффициенты загрузки этих графиков определяются аналогично по формулам (3.5; 3.6), подставляя значения соответственно реактивной мощности или тока.

Коэффициент формы графика

Коэффициент формы графика характеризует неравномерность графика нагрузки и определяется как отношение среднеквадратичной мощности приемника или группы ЭП за определенный промежуток времени к среднему значению нагрузки за тот же период времени.

Коэффициент формы графика по активной мощности

, (3.7)

где - среднеквадратичная мощность, определяемая по графику нагрузки за рассматриваемый период времени, кВт; Так как , то .

Для группы электроприемников

, (3.8)

где Р_с.к. и Р_с – среднеквадратичная и средняя мощности соответственно, кВт.

При наличии графиков по реактивной мощности и по току, коэффициенты формы этих графиков определяются аналогично по формулам (3.7; 3.8), подставляя значения соответственно реактивной мощности или тока.

Коэффициент спроса

Коэффициент спроса применяется только для групповых графиков и при числе ЭП в группе . Коэффициент спроса – это отношение потребляемой (в условиях эксплуатации) или расчетной (при проектировании) мощности к номинальной мощности группы ЭП

, (3.9)

где Р_п – потребляемая мощность из сети группой ЭП, кВт. Так как , то .

Значение для определенных технологических процессов и отраслей промышленности является практически постоянным. При , поэтому К_с можно использовать только при большом значении ( ).

Соотношения коэффициентов .

Коэффициент максимума

Коэффициент максимума характерен для группового графика нагрузок.

Коэффициент максимума (К_м) по активной мощности есть отношение максимальной нагрузки за определенный промежуток времени к средней за тот же промежуток времени.

(3.10)

где Р_max – максимальное значение мощности (30-минутный максимум), кВт.

Глава 3 Графики электрических нагрузок