Графіки навантажень електроустановок

ВИЗНАЧЕННЯ ПОТУЖНОСТІ ТРАНСФОРМАТОРНИХ ПІДСТАНЦІЙ

Споживачі електроенергії. Споживачами електроенергії є промислові підприємства, залізничний транспорт, комунальне господарство міст, сільське господарство й ін.

Основні споживачі електроенергії на залізничному транспорті (електрична тяга, залізничні вузли й заводи, об'єкти будівельних і колійних робіт) живляться в основному від енергосистем і частково від власних стаціонарних і пересувних електростанцій. До безпосередніх споживачів електроенергії від енергосистем на електрифікованих залізницях належать тягові підстанції з їхніми тяговими навантаженнями й не тяговими споживачами.

Споживачами електроенергії залізничних вузлів є: локомотивні депо з екіпірувальними пристроями; насосні станції водопостачання; вагонні депо й вагоноремонтні пункти, майстерні різних служб; пристрої зв'язку, централізації, автоблокування; компресорні станції; сортувальні гірки; пропарювальні станції; холодильники й елеватори; пасажирські будинки; пристрої зовнішнього освітлення територій станцій і приймально-відправних колій; культурно-побутові приміщення (лікарні, школи, клуби, магазини); житлові будинки.

До споживачів електроенергії вагоноремонтних, локомотиворемонтних, машинобудівних й інших заводів залізничного транспорту належать: основні цехи цих заводів; спеціальні пристрої (водопостачання, опалення й вентиляція, внутрішньозаводський транспорт, зарядні станції електрокарів і т.п.); зовнішнє освітлення заводської території, залізничних колій, складів, а також внутрішнє освітлення виробничих, службових і культурно-побутових приміщень.

Споживачами 1-й категорії залізничного електропостачання є: електрична тяга, вокзали, операційні палати лікарень і пунктів невідкладної допомоги, клуби, театри й т.п.; зовнішнє освітлення привокзальних платформ і площ, території головних колій залізничних вузлів; пристрої СЦБ і зв'язку; сортувальні гірки; компресорні й насосні станції водопостачання; екіпірування локомотивів; сталеплавильні, ливарні й прокатні цехи локомотиворемонтних, вагоноремонтних, машинобудівних й інших заводів. Інші споживачі ставляться до 2-й категорії.

Графіки навантажень. Електростанції протягом доби, місяця й року виробляють неоднакову кількість електроенергії внаслідок зміни споживаної потужності приєднаними приймачами електроенергії. Це порозумівається тим, що процес виробництва й споживання електроенергії здійснюється одночасно, і електростанції в будь-який момент часу виробляють рівно стільки електроенергії, скільки її потрібно для живлення електроспоживачів. Вироблену й спожиту, електроенергію за певний відрізок часу прийнято зображувати графіками, які одержали назву графіків навантажень електростанцій, підстанцій, споживачів. Графіки навантажень показують зміну навантаження в часі. Їх будують у прямокутних, координатах; по осі абсцис відкладають час у годинах, хвилинах або інших одиницях часу залежно від необхідної точності, а по осі ординат - потужність. Графік навантаження може бути побудований для одного споживача або групи споживачів з однаковим режимом роботи. Для кожного підприємства з декількома споживачами, що мають різні графіки навантажень, сумарний графік навантаження будують накладенням одного графіка на іншій і додаванням ординат, віднесених до того самого часу. Аналогічно будують графіки навантажень для підстанцій, електростанцій й енергосистеми. Графік, у якому враховані втрати енергії в електричній мережі від шин електростанції або підстанції до споживачів, буде представляти графік навантаження на шинах джерела енергії.

Графіки підрозділяють: по характеру потужності (графіки активних, реактивних навантажень тривалості (добові, місячні й річні); сезонні (зимові й літні, весняні й осінні), по місцю навантажень (графік споживача, підстанції, мережного району, електростанції, енергосистеми). Найменування графіка може відображати одночасно трохи його ознак, наприклад зимовий добовий графік активних навантажень підстанції. У практиці найбільше поширення одержали добові й річні графіки.

Добовий графік активних навантажень східчастої форми будують у такий спосіб. У процесі експлуатації електроустановки черговий по електроустановці через певні інтервали часу (1 г або 30 хв залежно від необхідної точності графіка) записує показання електровимірювальних приладів(ватметрів, лічильників) у добову відомість; потім на графіку наносить точки потужностей, що відповідають моментам часу запису в добовій відомості, і з'єднує їх прямими лініями. При цьому вважають навантаження незмінні в інтервалі між суміжними вимірами. Наприклад, зробивши вимір потужності в 00 г, рівний 400 кВт, уважають, що ця потужність незмінна до нового виміру, зробленого в 01 г, і проводять на графіку горизонтальну лиию1.В 01г потужність виявилася рівною 300 кВт — проводять горизонтальну лінію 2 в інтервалі від 1 до 2 г; аналогічно проводять лінії 3, 4, 5 і т.д. З'єднуючи горизонтальні відрізки ліній навантажень для всіх інтервалів часу вертикальними лініями, одержують ступінчастого графіка навантаження.

Площа графіка в певному масштабі виражає витрату або споживання енергії W за добу (у кВт∙ г). З добового графіка навантаження можна встановити найбільшу потужність Р_mах, час і тривалість її споживання (у практиці називають години «пік» навантаження). Це важливо знати для електроустановки, що живить трохи споживачів. Якби не складалися графіки навантажень споживачів при проектуванні й експлуатації електроустановки, то при одночасному збігу максимумів різних споживачів установлена потужність могла б виявитися недостатньою. Завищення потужності електроустановки приводить до її подорожчання й неповного використання встановленого на ній устаткування. Найкраще

використання установленого електроустаткування електроустановки

Добовий графік активних навантажень дає рівномірні графіки.

На підставі добового графіка навантаження можна визначити час включення й відключення устаткування, а також середньодобове навантаження електроустановки

де W - добове споживання електроенергії, рівне площі добового графіка, кВт∙ г, за час Т_доб = 24 г;

t - число годин роботи протягом доби з навантаженням Р.

Річний графік навантаження відбиває режим роботи електроустановки протягом року. Широкі практичні застосування одержав річний графік по тривалості. Він показує, скільки годин у році працює електроустановка з відповідною потужністю. Наприклад, із загального числа годин у році Т_річ = 8760 г електроустановка працює 3000 г про навантаження 2000 кВт, 1500 г — 1800 кВт, 1500 г — 1500 кВт й 2760 г — 1000 кВт. За графіком по тривалості визначають величину електроенергії, переробленою підстанцією.

При встановленні графіків навантажень проектованих електроустановок використають так звані типові добові графіки навантажень. Вони отримані на підставі тривалого досвіду експлуатації й проектування електроустановок різних видів і груп споживачів. Як приклад на рис. наведені типові добові графіки навантажень споживачів. У цих графіках по осі абсцис відкладений час у годинах, а по осі ординат - навантаження у відсотках від найбільшого навантаження споживача, прийнятої за 100 %. Знаючи розрахункову найбільшу потужність споживача, неважко побудувати його добовий графік навантаження шляхом множення розрахункової найбільшої потужності на відповідний відсоток від найбільшого навантаження для кожного моменту часу типового графіка. При користуванні типовими добовими графіками можливе внесення деяких корективів, що враховують особливість роботи конкретного підприємства, як то: тривалість і час зміни, число змін, час, обідньої перерви.

Типові добові графіки залізничного вузла (а), локомотиворемонтного заводу (б)

і сільськогосподарського навантаження (в)