Графики нагрузок. Определение расчетной нагрузки

Графиком нагрузки называется кривая, показывающая изменение нагрузок за определенный (заданный) промежуток времени.

По роду нагрузки различают графики активной и реактивной мощности, по длительности рассматриваемого промежутка времени – в основном суточные и годовой графики.

Для простоты далее будут рассмотрены графики активной нагрузки и их характеристики. Все приводимые далее определения, характеристики, расчетные формулы справедливы как для графиков активных мощностей, так и реактивных.

Индивидуальные графики нагрузок, характеризуют изменение во времени нагрузки отдельных ЭП или его элементов. Они могут быть получены с помощью самопишущего прибора (ваттметра). Суммарный (групповой) график нагрузки нескольких ЭП или всех элементов, входящих в энергоемкий ЭП, можно построить по индивидуальным графикам путем наложения нагрузок для каждого момента времени. Аналогично на действующих предприятиях строится суммарный график нагрузок всех ЭП цеха или предприятия в целом.

Зная график изменения электрической нагрузки цеха (участка, предприятия) за максимально загруженную смену (длительность t_см=8 часов) можно определить расчетную нагрузку (рис.2.4). По величине расчетной нагрузки выбирают сечения проводников электрических сетей, электрооборудование, уставки релейной защиты в определенных точках электрической сети промышленного предприятия.

Криволинейный график Р(t) заменяется ступенчатым с интервалом времени 30 минут. Для каждого 30 минутного интервала в течение всей смены находятся средние тридцатиминутные нагрузки Р_ср1 – Р_ср16, из которых находится максимальная (например, Р_ср11). Эта нагрузка, обозначенная Р_р, и является расчетной.

Итак, расчетная нагрузка Р_р определяется как максимальная из средних 30 – минутных нагрузок наиболее загруженной смены промышленного предприятия (цеха, участка). Иногда ее еще называют получасовым максимумом.

Площадь, ограниченная кривой графика и осями координат, пропорциональна количеству ЭЭ, израсходованному за рассматриваемый период времени (смену, сутки, год).

Средняя нагрузка Р_с, кВт, (за смену, месяц, год)

где Аа – израсходованная за определенный промежуток времени активная ЭЭ, кВт*ч; Тр – рассматриваемый период времени, ч.

Основой метода расчета электрических нагрузок проектируемого предприятий являются графики нагрузок действующих предприятий аналогичных отраслей промышленности. На действующих предприятиях такие графики строятся по показаниям измерительных приборов (ваттметров и счетчиков ЭЭ), записанным в журнал учета с интервалом 30 минут или с помощью самопишущих приборов.

Для ориентировочных расчетов можно пользоваться типовыми суточными и годовыми графиками нагрузок, характерными для некоторых отраслей промышленности. Наибольшая возможная за сутки нагрузка на типовым графиках принимается за 100%. При известной расчетной нагрузке Р_р можно перевести типовой график (%) в график нагрузки данного промышленного предприятия в значения мощности, кВт

где Р_ст – мощность на графике в определенное время суток, кВт; n% - ордината соответствующей ступени типового графика, %.

Годовой график характеризует изменение расчетной нагрузки предприятия в течение года.

Годовой график по продолжительности представляет собой кривую изменения убывающей нагрузки в течение года (8760 час). Для его построения используют характерные суточные графики зимнего и летнего дней. На обоих графиках проводят линии, соответствующие нагрузкам Р₁, Р₂,…Р_n и для каждого графика определяется время, в течение которого действуют эти нагрузки. Если предположить, что в году 183 зимних и 182 летних дней, тогда продолжительность действия нагрузок Р₁, Р₂,…Р_n в течение года составит соответственно

t₁=183t_1зим+182t_1лет;

t₂=183t_2зим+182t_2лет;

------------------------

t_n=182t_nзим+182t_nлет;

где t_зим и t_лет – соответственно время действия той или иной нагрузки Р₁, Р₂,…Р_n по зимнему и летнему суточным графикам нагрузки. Откладывая соответствующие значения в координатах Р и t и соединяя их ломанной кривой, получают годовой график по продолжительности (рис. 2.5).

Площадь под кривой годового графика пропорциональна количеству потребляемой промышленным предприятием ЭЭ за год. По годовому графику нагрузки можно определить число часов использования максимума нагрузки

где Р_max – максимальная нагрузка; Аа – годовой расход активной ЭЭ, кВт*ч.

Т_max - это такое число часов, в течение которых предприятие, работая с постоянной максимальной нагрузкой, потребило бы количество ЭЭ, равное годовому расходу ее. Т.е. площадь прямоугольника на годовом графике нагрузки со сторонами Р_max и Т_max равна площади под годовым графиком. Т_max определяется характером и сменностью работы потребителя и составляет в год от 1800 (для предприятий с односменным режимом работы) до 7000 (с трехсменным) часов.

По годовому графику нагрузки действующего предприятия можно определить среднегодовую нагрузку, кВт

где Т₂ – годовое число часов работы предприятия или ЭУ. Т₂ зависит от количества смен работы на предприятии и их продолжительностью и составляет от 2000 до 6600 часов.

Для проектируемых предприятий графиков отдельных групп ЭП в узлах присоединения к системе электроснабжения, как правило, нет. Поэтому в простой практике пользуются не типовыми графиками, а методами расчета электрических нагрузок.

[1,с.15-19; 2,с.73-76; 102-107; 4,с.10-15]