1.5 Расчет и построение графиков нагрузки промышленных предприятий

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 (прил. 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).

, (53)

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 , (54)

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

– среднесуточную нагрузку , (55)

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

. (56)

Для планирования годового потребления и выработки электроэнергии составляют годовые графики нагрузки по продолжительности и годовые графики изменения суточных максимумов нагрузок.

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, а при наиболее точном построении еще и весенне-осенний график нагрузки.

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). 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.

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: , (57)

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), (58)

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

(59)

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

, (60)

где P_уст – суммарная установленная мощность, кВт.

. (61)

Пример13. Для завода целлюлозно-бумажной промышленности расчетная максимальная нагрузка составила P_p=12 МВт. Суточный график зимнего дня представлен на рис.6 (Прил. Г рис. м). 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.6. - Суточный зимний график активной и реактивной нагрузок

Решение: По графику рис.6 заполняется табл.13. По формуле 53 производится пересчет активной мощности, заданной в процентах (по графику) в именованные единицы (МВт).

Таблица 13.

Перевод типового графика нагрузок в график нагрузки данного предприятия для зимнего и летнего периодов

часы	1-6	7-14	15	16-18	19	20-24
По суточному зимнему графику
P, %	80	100	90	95	85	95
Ppt зим	9,6	12	10,8	11,4	10,2	11,4
По суточному летнему графику
P, %	60	80	70	75	65	75
Ppt зим	7,2	9,6	8,4	9,0	7,8	9,0

По данным табл. 13 строим суточные графики зимних и летних суток (рис.7).

Рис. 7 Суточные зимний и летний график активной нагрузки

Так как годовой график имеет ступенчатую форму, то нагрузку необходимо расположить в убывающем порядке, начиная с наибольшей (Р_max =12 МВт). Принимаем продолжительность t_зимн= 213ч; t_летн = 152 ч.

Данные для построения годового графика сводим в табл. 14.

Таблица 14

Данные для построения годового графика нагрузки

№ ступени графика	P, %	Ppt., МВт	ti ,ч	W, МВт·ч
1	100	12	213∙9 = 1917	12∙1917 = 23004
2	95	11,4	213∙7 = 1491	11,4∙1491 = 16997
3	90	10,8	213∙1 =213	10,8∙213 = 2300
4	85	10,2	213∙1 = 213	10,8∙213 = 2300
5	80	9,6	213∙ 6 + 152∙ 9= 2646	9,6∙2646 = 25402
6	75	9,0	152∙7 = 1064	9∙1064 = 9576
7	70	8,4	152∙1= 152	8,4∙152 = 1277
8	65	7,8	152∙1= 152	7,8∙152 = 1186
9	60	7,2	152∙6= 912	7,2∙912 = 6566
итого			∑ti=8760 ч	88481 МВт·ч

Годовой график активной нагрузки подстанции будет иметь вид, представленный на рисунке 8.

Рис. 8 Годовой график активной нагрузки завода

По годовому графику определяем:

; ;МВт