План лекції

1. Загальні відомості.

2. Найпростіші імовірнісно-статистичні моделі визначення розрахункових навантажень.

3. Імовірнісні характеристики навантажень сільськогосподарських споживачів. Розрахунки навантажень по їхніх імовірнісних характеристиках.

4. Визначення розрахункових навантажень електричних мереж за допомогою коефіцієнтів одночасності.

1. Загальні відомості

Від електричних мереж у сільських районах звичайно живиться велика кількість різноманітних споживачів електричної енергії, під якими розуміють приймач або групу приймачів електричної енергії, об'єднаних технологічним процесом і розміщених на певній території. Приймачем електричної енергії (електроприймачем), у свою чергу, називають апарат, агрегат, механізм, призначений для перетворення електричної енергії в інший її вид.

У сільських районах існують наступні споживачі електричної енергії:

а) житлові будинки селян у сільських населених пунктах;

б) лікарні, школи, клуби, магазини, пекарні, пральні й інші підприємства, що обслуговують населення;

в) виробничі споживачі сільгосппідприємств (тваринницькі ферми, зерноочисні пункти, теплиці, сховища сільськогосподарської продукції, млини, гаражі, котельні та ін.);

г) підприємства агропромислового комплексу, хлібоприймальні пункти, підприємства по переробці сільськогосподарської продукції (молокозаводи, консервні заводи, м'ясокомбінати й т.п.);

д) інші споживачі, у числі яких можуть бути промислові підприємства й ін.

В особливу групу повинні бути виділені великі підприємства з виробництва сільськогосподарської продукції на промисловій основі, у першу чергу тваринницькі комплекси, птахофабрики й тепличні комбінати.

Схеми їх електропостачання відрізняються від типових схем у районах роззосередженого сільськогосподарського навантаження й наближаються до відповідних схем для промислових підприємств.

Для проектування електричних ліній, підстанцій і станцій необхідно знати навантаження окремих електроприймачів і їх груп.

Електричне навантаження в сільськім господарстві, як і в інших галузях народного господарства, величина змінна в часі, одні споживачі включаються, інші відключаються.

Потужність, споживана включеними електроприймачами, наприклад електродвигунами, також змінюється зі зміною завантаження робочих машин, що приводяться в дію. Крім того, із часом загальне навантаження безупинно збільшується, тому що росте ступінь електрифікації сільськогосподарського виробництва й побуту сільського населення.

Ці зміни, як правило, носять випадковий характер, однак вони підкоряються імовірнісним законам, які можуть бути встановлені з тим більшою точністю, чим більше перевірених даних було використано при їхньому визначенні.

Таким чином, докладне вивчення електричних навантажень у сільськім господарстві складне завдання. У нашому курсі це завдання розглядається частково й зводиться в першу чергу до визначення розрахункових навантажень, тобто найбільших значень повної потужності на вводах до споживача або в електричній мережі за проміжок часу 0,5 год наприкінці розрахункового періоду.

Розрізняють денний і вечірній максимуми навантажень споживача або групи споживачів.

За розрахунковий період ухвалюють час, що минув з моменту введення установки в експлуатацію до досягнення навантаженням розрахункового значення. У сільських електроустановках тривалість такого періоду приймають рівним 5...10 рокам. Необхідно також знати коефіцієнт потужності розрахункових навантажень.

Для розповсюджених у сільськім господарстві електроприймачів показники навантаження визначають по нормативах, які приводяться нижче. При складанні типових проектів і при визначенні навантажень, дані по яких відсутні в типовій методиці, використовують реальні графіки електричного навантаження.

Графіком навантаження називається залежність активної Р, реактивної В або повної S потужності навантаження від часу. Графіки навантаження можуть бути добовими й річними.

У більшості випадків у різні періоди року добові графіки навантаження відрізняються один від іншого. Особливо значно змінюється в середніх і північних широтах освітлювальне навантаження внаслідок зміни тривалості світлового дня. Як правило обмежуються двома характерними добовими графіками для зимового і для літнього періоду.

Рис. 8.1. Річний графік навантаження

Рис. 8.1. Річний графік по тривалості

Річний графік (рис. 8.1) - це зміна по місяцях року максимального півгодинного навантаження. Він характеризує коливання розрахункової потужності об'єкта протягом року.

Для практичних цілей зручний річний графік навантаження по тривалості (рис. 8.2). На цьому графіку по осі абсцис відкладають час (у році 8760 ч), -а по осі ординат - мінімальне навантаження, яке відповідає цьому часу. Річний графік по тривалості складають на основі добових графіків за всі дні року.

З достатньою точністю річний графік по тривалості можна побудувати, користуючись добовими графіками тільки для двох днів у році - зимового й літнього.

Маючи графіки навантаження об'єкта, можна визначити всі величини, необхідні для проектування системи електропостачання.

Для визначення розрахункового навантаження на графіку беруть ділянку, де протягом не менш напівгодини потужність найбільша. У тих випадках, коли максимум навантаження на графіку триває менш напівгодини, еквівалентну потужність визначають по формулі

де P1, P2, Рn - найбільші навантаження; t1, ..., tn - тривалість дії навантажень.

Для того щоб знайти розрахункове навантаження, виражене повною потужністю S, необхідно знати коефіцієнт потужності навантаження cosφ у період її максимуму.

Розрахункове навантаження визначають у денний й у вечірній час окремо.

Маючи річний графік навантаження об'єкта по тривалості, можна визначити час використання максимального навантаження Т як основа прямокутника, рівновеликого по площі фігури ABCD, висота якого дорівнює розрахунковому навантаженню. Очевидно, що цей час 8780

Знаючи розрахункове навантаження й час використання максимального навантаження, легко знайти енергію, споживану об'єктом протягом року:

Цю величину необхідно знати при виконанні техніко- економічних розрахунків.

Очевидно, що чим більше значення Т, тим краще використовується електропостачальна установка. У границях при навантаженні, незмінному протягом усього року й рівний розрахунковому, Т = 8760 год. У сільськім господарстві навантаження протягом доби й року сильно міняється й звичайне значення Т перебуває в межах від 900 до 3400 год.

Для всякого споживача електроенергії характерна його встановлена (або номінальна) потужність, зазначена в паспорті електричної лампи, електродвигуна або іншої установки. Ураховується також приєднана потужність, тобто потужність, яку споживає з мережі електроприймач при повному його навантаженні. Для всіх електроприймачів, крім електродвигунів, приєднана потужність рівна встановленій.

При наявності великого числа електроприймачів вони звичайно одночасно не працюють. Тому розрахункову потужність на вводі в приміщення визначають як арифметичну суму приєднаних потужностей електроприймачів, помножену на коефіцієнт одночасності до < 1. Коефіцієнтом одночасності називають відношення розрахункового навантаження групи з декількох електроприймачів до суми їх максимальних навантажень.

Точні способи визначення навантажень вимагають значної кількості вихідних даних і великої обчислювальної роботи. Тому на практиці широко використовують наближені методи, які дозволяють порівняно швидко знаходити потрібні величини з погрішністю, що звичайно не перевищує ±10 %. Слід зазначити, що для багатьох завдань більша точність і не потрібна, тому що середній інтервал між найближчими стандартними перетинами проводів або ступенями потужності трансформаторів більш ніж в 2 рази перевищує ±10 %.