Вопрос 11 Что такое графики нагрузки? Какие они бывают и зачем нужны? Чем вызвана неравномерность графиков нагрузки?
Графики нагрузки потребителей электроэнергии
Изменяющаяся во времени нагрузка может наглядно представляться графиками нагрузки (рис.2.1). По охватываемому периоду времени различают сменные, суточные, годовые и другие графики нагрузки, а по рассматриваемой величине — графики активной, реактивной и полной мощности, графики тока. По количеству электропотребителей различают графики нагрузки:
1)индивидуальные — графики электрических приемников;
2)групповые — слагаемые из индивидуальных графиков с учетом взаимозависимости нагрузок по условиям технологии;
3)потребителей в целом, питающихся от 6УР — 4УР, для которых учет всего многообразия индивидуальных графиков практически счетного множества электроприемников делает невозможным применение прямых методов расчета (даже при наличии всех графиков к моменту принятия решения).
Из-за относительно медленного нагрева проводников, применяемых в системах электроснабжения промышленных установок, все измеряемые величины представляются на графиках усредненными за промежутки времени в 15. 60 мин и определяются при помощи счетчиков активной и реактивной электроэнергии. Причем очень важно для конкретной электроустановки выбрать наиболее оптимальный интервал осреднения dt, сумма которых определяет 30-минутный интервал, принимаемый за расчетное время. Для индивидуальных графиков dt должно соответствовать физике изучаемого процесса. Например, для рельефных сварочных машин dt должно быть весьма малым из-за резкопеременного режима работы. На суточном графике выделяют утренний Pmax,У и вечерний Рmax,B максимумы и ночной провал, когда нагрузка опускается до минимума Рmin. Часы прохождения утреннего и вечернего максимумов задаются энергосистемой. Наибольший из них принимается за суточный максимум и наносится на годовой или месячный график. По этим данным становится возможным узнать время потребления определенной мощности. Таким образом, кроме хронологического графика, представленного на рис.2.1, для облегчения математического анализа применяют упорядоченные графики, или графики продолжительности нагрузок (рис.2.2).
Графики наглядно характеризуют электрическую нагрузку, но в инженерной практике оперировать с графиками неудобно, и поэтому при расчетах электрических нагрузок, согласовании технических условий на электроснабжение предприятий, лимитировании и управлении электропотреблением оперируют показателями, применение которых достаточно практически для всех расчетов. Для представления электрических величин и коэффициентов, характеризующих электропотребление, принята следующая система их обозначений: показатели индивидуальных электроприемников обозначаются строчными буквами используемых алфавитов, а групп ЭП — прописными буквами. Рассматривая графики активной мощности можно выделить следующие основные показатели:
Источник
Построение графиков нагрузок и их анализ
Для определения количества потребления активной и реактивной энергии при проектировании электроустановок и для определения мощности трансформаторов ГПП строят суточные графики нагрузок для зимнего и летнего периода и годовые по продолжительности.
Из справочной литературы [2] рис. 2.13 с. 48 или по прил. Б выбирается типовой суточный график электрических нагрузок для заданной промышленности. Типовые графики построены в относительных единицах и выражают нагрузки в разные часы в процентах от максимальной, принимаемой за 100%. Для пересчета ординат в именованные единицы (кВт, квар), необходимо определить абсолютную величину максимальной расчетной нагрузки предприятия Рр.п. (Q р.п).
Все произведённые вычисления сводятся в табл. 2.14 и табл. 2.15 (отдельно для зимнего и летнего периодов).
Таблица 2.14- Построение графика нагрузок для зимнего периода
| Нагрузки | Часы суток |
| … | |
| Р,% | |
| Рt,кВт | |
| Q,% | |
| Qt,,квар |
Таблица 2.15 — Построение графика нагрузок для летнего периода
| Нагрузки | Часы суток |
| ….. | |
| Р,% | |
| Рt,кВт | |
| Q,% | |
| Qt,,квар |
По данным Р.t. и Qt, для зимнего и летнего периодов строятся суточные графики активной и реактивной мощностей.
По суточным графикам строятся годовые графики по продолжительности для активной и реактивной мощности в порядке убывания.
При этом полагают, что зимний период длится 213 суток (7 месяцев), а летний – 152 суток.
Годовой график по продолжительности показывает длительность работы электроустановок в течение года с различными нагрузками. На этом графике по оси абсцисс откладывают продолжительность нагрузки в течение года (от 0 до 8760 часов), а по оси ординат – соответствующие нагрузки (в % и единицах мощности)
Годовой график нагрузки по продолжительности позволяет определить целый ряд величин и коэффициентов, которые используются в дальнейшем для выбора электрооборудования, расчёта электрических сетей и других целей.
Площадь годового графика по продолжительности представляет собой количество электроэнергии, потребленной предприятием в течение года:
Средняя годовая активная мощность Рср.г , равна:
,
Коэффициент заполнения графика нагрузки Кз.г. характеризует степень неравномерности режима работы электроустановки и определяется по формуле:
,
где: Рр – расчётная максимальная нагрузка.
Годовое число часов использования максимума нагрузки:
Тм показывает, сколько часов в году установка должна была бы работать с неизменной максимальной нагрузкой, чтобы потребить действительно потреблённое за год количество электроэнергии. В прил. Б табл. Б3 дано годовое число часов использования максимума для различных отраслей промышленности.
Количество, полученной потребителем электроэнергии можно определить по формуле:
Коэффициент использования активной установленной мощности Ки. характеризует степень использования установленной мощности
где суммарная установленная мощность Ру = S Рном., кВт
Для металлургического завода расчетная максимальная нагрузка составила Pp=12 МВт. Суточный график зимнего дня представлен на рис.5.1(Прил. . Б. рис. Б-м). Построить годовой график нагрузок, при условии, что нагрузка летнего дня на 20% меньше нагрузки зимнего дня. По годовому графику определить годовую электроэнергию, потребляемую предприятием, коэффициент заполнения графика нагрузок Кз.г., число часов использования максимума активной мощности Тм .
Рис.2.4- Суточный зимний график активной и реактивной
Решение: По графику рис.2.1 заполняется табл.2,16. По формуле (2.1) производится пересчет активной мощности, заданной в процентах (по графику) в именованные единицы (МВт).
Таблица 2.16 — Перевод типового графиканагрузок (%) в график нагрузки данного предприятия для зимнего и летнего периодов
| часы | 1-6 | 7-14 | 16-18 | 20-24 | ||
| По суточному зимнему графику | ||||||
| P, % | ||||||
| Ppt зим | 9,6 | 10,8 | 11,4 | 10,2 | 11,4 | |
| По суточному летнему графику | ||||||
| P, % | ||||||
| Ppt зим | 7,2 | 9,6 | 8,4 | 9,0 | 7,8 | 9,0 |
По данным табл. 2.16 строим суточные графики зимних и летних суток.
Рис. 2.5. Суточный зимний и летний график.
Так как годовой график имеет ступенчатую форму, то нагрузку необходимо расположить в убывающем порядке, начиная с наибольшей (Рmax =12 МВт). Принимаем tзимн= 213ч; tлетн = 152 ч.
t1= 213∙9 = 1917 ч W1 = 12∙1917 = 23004 МВт∙ч
t2= 213∙7 = 1491 ч W2 = 11,4∙1491 =16997 МВт∙ч
t3= 213∙1 = 213 ч W3= 10,8∙213 = 2300 МВт∙ч
t4= 213∙1 = 213 ч W4 = 10,2∙213 = 2173 МВт∙ч
t5= 213∙ 6 + 152∙ 9 = 2646 ч W5 = 9,6∙2646 = 25402 МВт∙ч
t6= 152∙7 = 1064 ч W6 = 9∙1064 = 9576 МВт∙ч
t7= 152∙1= 152 ч W7 = 8,4∙152 = 1277 МВт∙ч
t8=152∙1= 152 ч W8 = 7,8∙152 = 1186 МВт∙ч
t9=152∙6= 912 ч W8 = 7,2∙912 = 6566 МВт∙ч
Данные для построения годового графика сводим в табл. 2.17
Таблица 2.17 — Данные для построения годового графика нагрузки
| № ступени графика | P, % | Ppt., МВт | ti ,ч | W, МВт·ч |
| 11,4 | ||||
| 10,8 | ||||
| 10,2 | ||||
| 9,6 | ||||
| 9,0 | ||||
| 8,4 | ||||
| 7,8 | ||||
| 7,2 | ||||
| итого |
Годовой график активной нагрузки подстанции будет иметь вид, представленный на рисунке 2.6.
Рис. 2.6. Годовой график нагрузок
По зимнему графику определяем:
; 
; 
МВт
Приложение А
Характерные графики суточных активных и реактивных нагрузок предприятий различных отраслей промышленности
 |
рис.А.1-суточные графики нагрузок.
Графики нагрузок различных отраслей промышленности
| а) угледобычи | д) цветной металлургии; |
| б) нефтепереработки; | е) химии; |
| в) торфоразработки; | ж) тяжелого машиностроения; |
| г) черной металлургии; | з) ремонтно-механических заводов |
рис.А.2-суточные графики нагрузок.
Графики нагрузок различных отраслей промышленности
| и) станкостроительных; | н) легкой промышленности; |
| к) автомобильных; | о) прядильно-ткацких фабрик; |
| л) деревообрабатывающей пром-ти; | п) печатных и отделочных фабрик; |
| м) целлюлозно-бумажной пром-ти; | р) пищевой промышленности |
2.6. Выбор места расположения главной понизительной подстанции
Картограмма нагрузок
Для наглядного представления о размещении нагрузок на генеральном плане предприятия строят картограмму нагрузок.
Картограмма нагрузок предприятия представляет собой размещенные по генеральному плану предприятия окружности, причем площади, ограниченные этими окружностями, в выбранном масштабе равны расчетным нагрузкам цехов.
С учетом размеров территории генплана выбирается масштаб нагрузок, ориентируясь на наибольшую и наименьшую нагрузку, приняв удобный радиус.
| mа = Pн.м / πR 2 н.м | mа = Pн.б / πR 2 н.б |
| mр = Qн.м / πR 2 н.м | mр = Qн.б/ πR 2 н.б |
где m – масштаб активных и реактивных нагрузок, кВт/мм 2 или квар/ мм 2 
; Рн. м.,Qн. м – наименьшая мощность цеха, кВт (квар); Rн.м – наименьший визуально воспринимаемый радиус картограммы нагрузки, мм.; Pн.б — цех с наибольшей активной нагрузкой;
ℓ – расстояние до ближайшего цеха.
Определяются радиусы окружности riа активных и riр реактивных нагрузок всех цехов, для построения картограммы нагрузок:
, 
,
где: Ррi – расчётная активная нагрузка i- того цеха кВт; m –масштаб для картограммы кВт/мм 2 .
Осветительная нагрузка наносится на окружности в виде сектора, где a – угол сектора:
Данные расчета заносятся в табл.2.18
Данные для построения картограммы нагрузок
| № цеха на плане | Рt .Вт | Рр осв кВт | r мм | α |
| Потребители 380 В | ||||
| Потребители 10 кВ |
Силовые нагрузки до 1000В изображаются кругами с центром окружности в центре тяжести фигур считаем, что нагрузки распределяются равномерно по площади цеха. Картограмма нагрузок представлена на рис 2.7.
Рис.2. 7. Генплан завода с картограммой и ЦЭН.
Исходные данные представлены в табл. 2.19
Данные для построения картограммы нагрузок
| Параметры | Номер цеха | ||
| Цех №1 | Цех №2 | Цех №3 | |
| Р, кВт | 2583 | 299 | 2710 |
| Х,см | 10 | 5 | 15 |
| Y | 5 | 10 | 12 |
Для наибольшей нагрузки цеха № 3, примем радиус окружности riа = 4 см, так как расстояние от центра здания цеха № 3 до соседнего здания равно 8 с, то половина расстояния составляет 4 см., тогда масштаб активной нагрузки составит:
mа = Pн.б / πR 2 н.б = 2710 / 3,14 × 40 2 = 0,54 кВт / мм 2
Определяются радиусы окружности riа активных нагрузок всех цехов, для построения картограммы нагрузок.
Радиус окружности первого цеха:
;
Остальные рассчитываются аналогично, а данные расчетом помещаются в табл.2.12.
Определяется a – угол сектора осветительной нагрузки:
;
;
Остальные рассчитываются аналогично, а данные расчетом помещаются в табл.2.20.
Данные для построения картограммы нагрузок
| № цеха на плане | Рt .Вт | Рр осв кВт | r мм | α |
| 1 | 2583 | 235 | 39 | 33 0 |
| 2 | 299 | 19 | 13 | 230 |
| 3 | 2710 | 182 | 40 | 24 0 |
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Источник
