Лекция №3. Режимы работы электроустановок

Содержание лекции:

- графики нагрузок, и технико - экономические показатели работы электроустановок.

 

Цель лекции:

-изучение методов построения графиков нагрузки и определение основных характеристик.

Режим потребления электроэнергии может быть представлен графиком нагрузки, то есть диаграммой изменения мощности электроустановки во времени. Графики строят в прямоугольных осях координат, откладывая по оси абсцисс часы суток от 0 до 24 ч, а по оси ординат нагрузку в киловаттах или мегаваттах.

По виду фиксируемого параметра различают графики активной Р, реактивной Q, полной S мощностей или тока I электроустановки. Различают суточные графики для разных дней недели и разных периодов года (зимний, летний, весенний, осенний), а также годовые графики. По месту использования различают графики нагрузки на потребительские, подстанционные и станционные

Эксплуатационные графики могут быть легко получены с помощью самописцев или снятием показаний (как правило, через час) с регистрирующих приборов, фиксирующих изменения соответствующего параметра. Площадь, ограниченная осями координат и ломаной линией графика нагрузок, представляет количество электроэнергии (кВт · ч) за сутки. Пользоваться такими графиками неудобно и им придают ступенчатую форму, считая, что нагрузка в интервале между двумя измерениями остается неизменной, как это показано на рисунке. При ступенчатой форме графика легче подсчитать количество электроэнергии.

 

Рисунок 3.1 – Суточный график нагрузки построенный по точкам и ступенчатый график нагрузки.

 

Типовые графики используются при проектировании и получены в результате систематического сбора и обработки статистических данных.

При построении графика в именованных единицах и для перспективного графика при проектировании необходимого определить Р _max для чего необходимо располагать сведениями об установленной мощности электроприемников:

 

Р_уст = SР_ном. (3.1.1)

 

Присоединенная мощность на шинах подстанции потребителей будет равна

 

, (3.1.2)

 

где h_ср,п и h_ср,с – соответственно средние КПД электроустановок потребителей и местной сети при номинальной нагрузке.

Действительная нагрузка потребителей обычно меньше суммарной установленной мощности. Это учитывается коэффициентами одновременности k_О и нагрузки k_З. Тогда для максимальной нагрузки потребителя получим:

 

(3.1.3)

где k_спр – коэффициент спроса рассматриваемой группы потребителей, определяемый по справочникам.

 

Суточные графики нагрузок подстанции и станции отличаются от потребительских дополнительным учетом потерь мощности в различных звеньях сети - линиях электропередачи и трансформаторах. Суммируя графики нагрузки потребителей и потери в электросетях, получают результирующий график нагрузки генераторов электростанции. При этом учитывают расход электроэнергии на собственные нужды, который зависит от вида топлива и дается в процентах от установленной мощности генераторов. Тогда график нагрузки электростанции можно представить в виде показанном на рисунке 3.2.

 

Рисунок 3.2 Построение графика нагрузки станции

 

 

При проектировании электрической части электростанции необходимо знать график нагрузки трансформаторов и автотрансформаторов связи с энергосистемой. Способ построения такого графика для трансформаторов связи ТЭЦ с энергосистемой показан на рисунке.

 

Рисунок 3.3 - Построение суточного графика нагрузки трансформаторов

 

Требуемый график получают, вычитая из графика нагрузки генераторов Р_r график потребления местной нагрузки и расход электроэнергии на собственные нужды Р_{с, н}.

Годовые графики нагрузки строятся в виде графиков суточных максимальных нагрузок и графиков по продолжительности. Годовые графики суточных максимальных нагрузок показывают изменение суточных максимумов в течение всего года. Годовой график по продолжительности представляет диаграмму нагрузок за весь год, расположенных в порядке постепенного убывания.

 

Рисунок 3.4 - Построение годового графика активной нагрузки

по продолжительности.

 

Площадь годового графика по продолжительности представляет собой в определенном масштабе энергию в кВт ч, потребляемую или вырабатываемую в течение года, точно так же, как площадь суточного графика представляет энергию в течение суток. Средняя годовая нагрузка уста­новки

 

, (3.1.4)

 

где 8760 – число часов в году.

Площадь, ограниченная кривой графика активной нагрузки, численно равна энергии, численно равна энергии, произведенной или потребленной электроустановкой за рассматриваемый период:

 

(3.1.5)

 

где Р_i - мощность i -й ступени графика;

Т_i – продолжительность ступени.

Средняя нагрузка установки за рассматриваемый период (сутки, год):

(3.1.6)

 

где Т – длительность рассматриваемого периода;

W_п - электроэнергия за рассматриваемый период.

Степень неравномерности графика работы установки оцениваюткоэффициентом заполнения:

 

. (3.1.7)

 

Для характеристики графика нагрузки установки можно воспользоваться также условной продолжительностью использования максимальной нагрузки:

 

. (3.1.8)

 

Эта величина показывает, сколько часов за рассматриваемый период Т (обычно год) установка должна быть работать с неизменной максимальной нагрузкой, чтобы выработать (потребить) действительное количество электроэнергии W_п за этот период времени.

В практике применяют также коэффициент использования установленной мощности:

. (3.1.9)

 

 

продолжительность использования установленной мощности:

 

. (3.1.10)

Коэффициент использования k_и характеризует степень использования установленной мощности агрегатов. Очевидно, что k_и < 1, а Т_уст < Т. С учетом соотношения Р_уст > Р _max имеем k_и ≤ k_эп