Графики электрических нагрузок

Графики электрических нагрузок позволяют правильно подойти к выбору основного оборудования подстанций — трансформаторов, компенсирующих устройств, кабелей и наметить наиболее экономичный режим их работы.

В условиях действующего предприятия графики электрических нагрузок помогают выявить основные показатели электрических нагрузок, которые необходимы для проектирования электроснабжения аналогичных производств.

Суточные графики показывают изменение нагрузок в течение суток. Их строят по показаниям счетчиков активной и реактивной энергии через каждый час либо каждые полчаса (для выявления получасового максимума нагрузки).

Для суточных графиков активной и реактивной нагрузок характерны следующие величины: максимум активной (реактивной) нагрузки за сутки P ‘ м (Q ‘ м) кВт ( квар), максимум активной нагрузки в наиболее загруженной смене P м кВт, расход активной (реактивной) энергии за сутки Wcут ( V cут), кВт-ч (квар-ч), расход активной (реактивной) энергии за наиболее загруженную смену Wcм (Vcм), кВт-ч (квар-ч).

Используя эти характерные величины и зная общую номинальную мощность всех рабочих электроприемников (Ри, кВт), можно определить следующие характерные для суточных графиков показатели:

Cреднюю активную нагрузку за сутки (кВт) :

Средниюю активную нагрузку за наиболее загруженную смену (кВт) :

К оэффициент использования номинальной мощности Р н за наиболее загруженную смену :

К оэффициент мощности в период максимума :

Cредневзвешенный коэффициент мощности за наиболее загруженную смену

К оэффициент заполнения суточного графика активной и реактивной нагрузки :

К оэффициент максимума активной нагрузки за наиболее загруженную смену :

Годовые графики активной и реактивной нагрузок по продолжительности, построенные на основании суточных или месячных графиков нагрузок, позволяют уточнить величину годового потребления электроэнергии, наметить режим работы трансформаторов на подстанциях в течение года, правильно выбрать компенсирующие устройства.

Для годовых графиков активной и реактивной нагрузок по продолжительности характерны следующие величины: годовой максимум активной (реактивной) нагрузки P м.г (Qм.г), кВт (квар), годовой расход активной (реактивной) энергии Wг (V г ), кВт-ч (квар-ч).

Производными для этих графиков будут следующие характерные показатели:

Г одовое число часов использования максимума активной (Гм, ч) и реактивной (Гм. р, ч) нагрузок :

где Тт — годовой фонд рабочего времени, ч,

Г одовой коэффициент сменности по энергоиспользованию :

К оэффициент заполнения годовых графиков активной и реактивной нагрузок :

Для анализа и сопоставления показателей, полученных на одном предприятии, с показателями аналогичных производств других предприятий необходимо графики электрических нагрузок дополнять данными, характеризующими технологию производства в соответствующий графикам период времени.

В качестве примера на рис. 1 и 2 приведены суточный и годовой графики активных нагрузок цеха мощностью 5,5 млн. м2 в год, построенные на основании показаний счетчиков активной энергии во время обследования электрических нагрузок предприятия.

Источник

Время использования максимальных нагрузок

Время использования максимальных нагрузок определяется по годовому графику по продолжительности за рассматриваемый промежуток времени.

Годовое число часов использования максимума активной нагрузки это отношение годового расхода активной электроэнергии к получасовой максимальной мощности

, (5.12)

По времени использования максимальных нагрузок определяется согласно [1] экономическая плотность тока при выборе проводников.

Для удобства инженерных расчётов электрических нагрузок коэффициенты, характеризующие графики нагрузок индивидуальных ЭП, аналитические выражения для их определения и соотношения между этими коэффициентами приведены в таблице 5.1, а коэффициенты, характеризующие графики нагрузок группы ЭП в таблице 5.2. В этих таблицах все коэффициенты записаны применительно к активной мощности. Определение коэффициентов по реактивной мощности и току производится аналогично приведённым формулам.

Коэффициенты, используемые при расчёте нагрузок индивидуальных ЭП

Коэффициент	Обозначение	Для одиночного ЭП
Включения	kв
Использования	kи.а
Загрузки	kз.а
Формы графика	kФ

Коэффициенты, используемые при расчёте электрических нагрузок

Источник

Графики электрических нагрузок: их классификация, назначение, получение.

Графики электрических нагрузок: их классификация, назначение, получение.

Режимы работы потребителей эл.эн не остаются постоянными, а непрерывно меняются в течение суток, недель, месяцев и года

Различают графики активных и реактивных нагрузок.

По продолжительности: сменные, суточные и годовые

Индивидуальные графики нагрузки обозначаются строчными буквами: p(t), q(t), i(t); групповые графики нагрузок обозначаются теми же, но прописными буквами: P(t), Q(t), I(t).

В условиях эксплуатации изменения нагрузки по активной и реактивной мощности во времени описывают в виде ступенчатой кривой по показаниям счетчиков активной и реактивной мощности, снятым через одинаковые определенные интервалы времени.

На рис. приведен график изменения нагрузки цеха в течение одной (максимально загруженной) смены длительностью 8 ч. Криволинейный график заменен ступенчатым с интервалом времени 30 мин. Для каждого 30-минутного интервала в течении всей смены найдены средние 30-ти минутные нагрузки Рср1-Рсрi, из которых одна является максимальной. Эта нагрузка обозначается Рр, называется расчетной, и по ее значению выбирают проводники и уставки защиты в определенных точках электрической сети, оценивать потери напряжения, выбирать мощности генераторов и решать технико-экономические вопросы.

Понятие времени использования максимальной нагрузки, его определение.

Суточный график активной нагрузки перестраивается в годовой график нагрузок по продолжительности (рис. 2.1), по которому определяется число часов использования максимума нагрузки .

Рис. 2.1. Годовой график нагрузки по продолжительности

Площадь годового графика по продолжительности – это количество потребленной за год промышленным предприятием электрической энергии ( ).

Число часов использования максимальной нагрузки ( ) – это такое время, в течение которого через электрическую сеть, работающую с максимальной нагрузкой, передавалось бы такое же количество электроэнергии, которое передается через нее в течение года по действительному графику нагрузки:

(ч). (2.7)

Величиной пользуются при определении потерь электроэнергии. Для этого нужно знать величину – время максимальных потерь, т. е. время, в течение которого электрическая сеть, работая с неизменной максимальной нагрузкой, имеет потери электроэнергии, равные действительным годовым потерям.

Время максимальных потерь: (ч),

где – потери активной энергии, кВт×ч, или расход электроэнергии на покрытие потерь;

– наибольшие потери мощности, кВт.

Определение приведенных затрат на установку силового оборудования.

Суммарные приведенные затраты на установку силового оборудования определяются из выражения

где – капитальные затраты на установку одного трансформатора, тыс. у.е. [3].

Стоимость потерь электрической энергии в трансформаторе

(2.18)

где – каталожные данные, кВт [3];

– коэффициент загрузки трансформатора;

=8760 – число часов работы трансформатора в течение года, ч.

Если на подстанции работают параллельно n однотипных трансформаторов, то их эквивалентные сопротивления в n раз меньше, а проводимости в n раз больше. С учетом этого формула (2.18) для двух трансформаторов примет вид

. (2.19)

Потери мощности в трансформаторах складываются из потерь активной и реактивной мощности.

Потери активной мощности определяются потерями на нагрев обмоток трансформатора, зависящих от тока нагрузки, и потерь на перемагничивание и вихревые токи (нагрев стали), не зависящих от тока нагрузки.

Потери реактивной мощности также складываются из двух составляющих: потерь реактивной мощности, вызванных рассеянием магнитного потока в трансформаторе и зависящих от квадрата тока нагрузки, и потерь на намагничивание трансформатора, не зависящих от тока нагрузки и определяемых током холостого хода.

Графики электрических нагрузок: их классификация, назначение, получение.

Режимы работы потребителей эл.эн не остаются постоянными, а непрерывно меняются в течение суток, недель, месяцев и года

Различают графики активных и реактивных нагрузок.

По продолжительности: сменные, суточные и годовые

Индивидуальные графики нагрузки обозначаются строчными буквами: p(t), q(t), i(t); групповые графики нагрузок обозначаются теми же, но прописными буквами: P(t), Q(t), I(t).

В условиях эксплуатации изменения нагрузки по активной и реактивной мощности во времени описывают в виде ступенчатой кривой по показаниям счетчиков активной и реактивной мощности, снятым через одинаковые определенные интервалы времени.

На рис. приведен график изменения нагрузки цеха в течение одной (максимально загруженной) смены длительностью 8 ч. Криволинейный график заменен ступенчатым с интервалом времени 30 мин. Для каждого 30-минутного интервала в течении всей смены найдены средние 30-ти минутные нагрузки Рср1-Рсрi, из которых одна является максимальной. Эта нагрузка обозначается Рр, называется расчетной, и по ее значению выбирают проводники и уставки защиты в определенных точках электрической сети, оценивать потери напряжения, выбирать мощности генераторов и решать технико-экономические вопросы.

Источник

Время использования максимальных нагрузок

Время использования максимальных нагрузок определяется по годовому графику по продолжительности за рассматриваемый промежуток времени.

Годовое число часов использования максимума активной нагрузки – это отношение годового расхода активной электроэнергии к получасовой максимальной мощности:

, (3.12)

где – годовое число часов использования максимальной активной нагрузки, ч; – годовой расход активной электроэнергии, кВт·ч; – получасовая максимальная мощность, кВт.

По времени использования максимальных нагрузок определяется согласно [1] экономическая плотность тока при выборе проводников.

Для удобства инженерных расчётов электрических нагрузок коэффициенты, характеризующие графики нагрузок индивидуальных ЭП, аналитические выражения для их определения и соотношения между этими коэффициентами приведены в табл. 3.1, а коэффициенты, характеризующие графики нагрузок группы ЭП, – в табл. 3.2. В этих таблицах все коэффициенты записаны применительно к активной мощности. Определение коэффициентов по реактивной мощности и току производится аналогично приведённым формулам.

Коэффициенты, используемые при расчёте нагрузок

Коэффициент	Обозначение	Для одиночного ЭП
Включения
Использования
Загрузки
Формы графика

Коэффициенты, используемые при расчёте электрических нагрузок

Источник

Графики нагрузок электрических станций. Экономические показатели электростанций

Любого потребителя электрической энергии, или их группу, можно охарактеризовать графиком нагрузки – количеством потребленной электроэнергии за единицу времени. Эта величина не является постоянной и, соответственно, с изменением нагрузки потребителя меняется и количество вырабатываемой электростанцией электроэнергии.

Изменение нагрузки электрических станций колеблется как по часам (в течении суток), ток и по дням (в течении года). Данные изменения изображают графически. Колебания электрической нагрузки будет зависеть от назначения электростанции и целей, для которых отпускается электроэнергия.

Ниже показан график работы электрической станции с преобладающей осветительной нагрузкой:

Из графика видно, что максимальный пик приходится на промежуток между 17-00 и 22-00 для зимнего периода (кривая а), и между 21-00 и 01-00 летом (кривая б). в летнее время пик потребления электрической энергии наступает значительно позднее, он значительно короче по времени и меньше по количеству потребленной электрической энергии.

Станции, которые обслуживают осветительную нагрузку встречаются крайне редко. Они помимо осветительной нагрузки обслуживают еще промышленное оборудование, а также оборудование коммунальных нужд, городского электротранспорта и железных дорог. При этом график нагрузок резко изменяется. В дневное время количество потребляемой электрической энергии резко возрастет, и кроме вечернего, возникнет еще и дневной максимум.

Ниже показаны характерные суточные графики активной нагрузки (в процентном соотношении) промышленного и культурного центра для зимнего и летнего периода:

Проанализировав летний и зимний график можно построить годовой график, или как его еще называют – график по продолжительности. Для построения годового графика необходимо определить количество дней работы в году по летнему и зимнему графику.

Определив общую суточную длительность какой-то нагрузки, к примеру, максимальной, и умножив это число часов на количество дней работы по данному суточному графику (зимнему, например), находим продолжительность этой нагрузки за рассматриваемую часть года. Повторяя такие действия для каждого следующего значения нагрузки можно построить график годовой. Площадь годового графика (при выраженных осях ординат в киловаттах) будет выражать годовое количество отпущенной электростанцией электрической энергии в киловатт-часах.

Годовые графики могут строить как для электростанций, так и для потребителей. Имея значения суточные зимних и летних потреблений электрической энергии подбирают наиболее оптимальное количество генераторов, которые будут установлены на электростанции, при этом стремятся подобрать генераторы таким образом, что бы их мощность была одинакова. Эти же значения используют и при решении вопроса о мощности и количестве работающих агрегатов в различное время суток. Годовые графики необходимы для определения потребности в топливе, а также для решения вопроса о распределении нагрузки между параллельно работающими электростанциями и решения других задач.

Ниже показан годовой график электростанции промышленного и культурного центра, с выраженной нагрузкой в процентах:

На основе построенных суточных и годовых диаграмм можно определить некоторые коэффициент, которые характеризуют работу электрической станции, ее экономичность, а также правильность выбора ее агрегатов.

Где Э_а выработанная электроэнергия за определенное количество Т часов работы электростанции.

2. Число часов использования максимума:

Где Р_max нагрузка максимальная за рассматриваемый период времени.

Наиболее часто определяют годовое число часов использования максимума. Данная величина для электростанций районного значения находится в пределах 5000-7000 часов, для заводских ТЭЦ примерно 2500-5000 часов, а небольшие электростанции малых городов 2500-3000 часов. Чем больше Т_max – тем лучше используется оборудование электростанции.

3. Коэффициент нагрузки электростанции:

Данный коэффициент характеризует экономичность работы электростанции. Он показывает какую долю составляет электрическая энергия выработанная на электростанции от той, которая могла бы быть выработана при максимальной загрузке станции. Чем выше будет К_н, тем меньше себестоимость 1 кВт*ч электроэнергии.

Для электростанций районного значения К_н обычно составляет 0,7 – 0,8; для заводских 0,4 – 0,55; для электростанций небольших городов порядка 0,3 – 0,4.

4. Коэффициент резерва:

Где Р_уст – мощность установленная агрегатов электрической станции.

Коэффициент резерва всегда больше единицы и его значение всегда напрямую зависит от назначения и важности электростанции.

При эксплуатации могут иметь место кратковременные, но довольно значительные повышения потребление электрической энергии, вызванное совпадением максимального потребления электрической энергии со стороны потребителей (пиковые нагрузки).

Для того что бы снизить эти пики и, соответственно, снизить количество генераторов на станции применяют следующие методы регулирования графика нагрузок:

При резком росте потребляемой электроэнергии, например в случае аварии, отключение одной или нескольких машин на станции, регулирование графика потребления электроэнергии регулируется автоматически, путем отключения менее ответственных потребителей.

Естественное регулирование потребляемой электроэнергии легко достигается в крупных энергосистемах, которые могут охватывать большие районы и огромное количество потребителей, что позволит переводить нагрузку с одной электростанции на другую, которая менее загружена.

Экономические показатели электростанций

Для выявления степени экономичности при строительстве электростанции используют показатель стоимости 1 кВт установленной мощности, который можно определить по формуле:

Где К – стоимость сооружений общая, денежных единиц; Р_уст – мощность общая электростанции, кВт.

Общая стоимость сооружений довольно существенно зависит от единичной мощности генераторов, их типов и числа, от видов применяемого топлива, а также от водоснабжения. Чем выше единичная мощность устанавливаемых агрегатов и общая электрическая мощность станции, тем ниже размер капиталовложений на 1 кВт.

Источник