Расчет и построение графиков нагрузки

Промышленных предприятий

Теоретические положения и соотношения

Электрическая нагрузка промышленных предприятий зависит от вида производства, режима рабочего дня и числа смен. Наглядное представление о характере изменения электрических нагрузок во времени (смена, сутки, месяц, год) дают графики нагрузок.

Графиком нагрузки называется кривая, показывающая изменение нагрузок за определенный промежуток времени. По роду нагрузки различают графики активной и реактивной нагрузки, по длительности – суточные и годовые графики нагрузок.

Каждая отрасль промышленности имеет свой характерный график нагрузок, определяемый технологическим процессом производства (приложение В). Если откладывать по оси абсцисс часы суток, а по оси ординат потребляемую в каждый момент времени мощность в процентах от максимальной мощности, то получим суточный график нагрузки.

Наибольшая возможная за сутки нагрузка принимается за 100 %. При известном расчетном максимуме нагрузки P_p можно перевести типовой график (Р, %) в график нагрузки данного промышленного потребителя в значении активной мощности (Р, кВт).

(5.1)

где Р_ст – мощность нагрузки в определенное время суток, кВт; n % – ордината соответствующей ступени типового графика %, Р_max – максимальная нагрузка, кВт.

Затем по суточному графику нагрузки определяют:

– суточный расход электроэнергии , (5.2)

где t – продолжительность i-ой ступени суточного графика, час;

– среднесуточную нагрузку , (5.3)

– коэффициент заполнения графика нагрузок К_з.г, характеризующий степень неравномерности режима работы электроустановок.

. (5.4)

Затем строят годовой график нагрузки по продолжительности.

Годовой график по продолжительности представляет собой кривую изменения убывающей нагрузки в течение года. Его можно построить по характерным суточным графикам только двух дней в году: зимнего и летнего. Для средней полосы России можно условно принять продолжительность зимнего периода 213 дней (октябрь – март), летнего – 152 дня (апрель – сентябрь). На оси ординат годового графика по продолжительности в соответствующем масштабе откладывают нагрузки в кВт от P_max до P_min, а по оси абсцисс в масштабе часы года от 0 до 8760 ч (365 дней в году по 24 часа в сутках: 24∙ 365 = 8760 ч).

По годовому графику нагрузки можно определить некоторые коэффициенты, характеризующие режим работы предприятия.

Годовой расход активной электроэнергии W, кВт∙ ч, за рассматриваемый период времени для предприятия равен площади годового графика: , (5.5)

где P_i – мощность i-той ступени графика, кВт; t_i – продолжительность времени i-той ступени графика, ч.

Число часов использования максимума активной мощности можно определить и по годовому графику активных нагрузок:

(ч), (5.6)

Т_м – показывает, сколько часов в году установка должна была бы работать с неизменной максимальной нагрузкой, чтобы потребить действительно потреблённое за год количество электроэнергии:

. (5.7)

Коэффициент использования активной установленной мощности k_и характеризует степень использования установленной мощности:

, (5.8)

где P_уст – суммарная установленная мощность, кВт.

. (5.9)

Обычно для каждого потребителя в справочной литературе приводится несколько суточных графиков, характеризующих работу предприятия в разное время года и в разные дни недели. Чаще всего используются графики зимних и летних суток. Максимальная нагрузка зимнего суточного графика Р_max принимается за 100 %. Ординаты всех остальных ступеней графика задаются в процентах относительно этого значения.

Примеры решения задач

Задача 5.1. Для завода целлюлозно-бумажной промышленности расчетная максимальная нагрузка составила P_p = 12 МВт. Суточный график зимнего дня представлен на рис. 5.1 (приложение В, рис. В2). 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 К_з.г, число часов использования максимума активной мощности Т_м .

Рис. 5.1. Суточный зимний график активной и реактивной нагрузок

Решение. По графику рис. 5.1 заполняется табл. 5.1. По формуле (5.1) производится пересчет активной мощности, заданной в процентах (по графику), в именованные единицы (МВт).

Таблица 5.1

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 лет	7, 2	9, 6	8, 4	9, 0	7, 8	9, 0

По данным табл. 5.1 строим суточные графики зимних и летних суток.

Рис. 5.2. Суточный зимний и летний график

Так как годовой график имеет ступенчатую форму, то нагрузку необходимо расположить в убывающем порядке, начиная с наибольшей (Р_max = 12 МВт). Принимаем t_зимн = 213 ч; t_летн = 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. 5.2.

Таблица 5.2

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 рис. 5.3.

Рис. 5.3. Годовой график нагрузок

По зимнему графику определяем:

; МВт.

5.3. Самостоятельная работа студентов. Варианты заданий

Задача 5.1 (СРС).

1. По заданному расчетному максимуму нагрузки перевести типовой график (%) в график нагрузки данного промышленного предприятия, расчеты свести в табл. 5.3. Для летнего периода принять нагрузку на 20 % ниже зимней.

 

Таблица 5.3

Построение суточных графиков нагрузок

периоды	Зимний период	Летний период
Часы суток	Р, %	Ррt, кВт	Ррt, кВт	Ррt, кВт

2. Построить суточные графики для зимнего и летнего периодов (исходные данные см. в табл. 5.4 и в приложении В).

3. Построить годовой график активной нагрузки.

4. По годовому графику активных нагрузок определить число часов использования максимальной нагрузки Т_м, потребленную предприятием электроэнергию W кВт∙ ч, среднегодовую нагрузку Р_ср, коэффициент заполнения графика к_з.г. Предприятие работает в две смены по восемь часов. Варианты заданий для самостоятельной работы студента представлены в табл. 5.4.

Таблица 5.4

Варианты заданий для самостоятельной работы студента

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: