​

Тема 1.4. Графіки навантаження і втрати енергії в електричних мережах

План

​

1. Загальні відомості про графіки навантаження.

2. Обчислення втрат електроенергії в проводах і трансформаторах.

3. Економічна густина струму

в провідниках

1. Загальні відомості про графіки навантаження.

​

​

Режим роботи окремих споживачів та їх груп загалом

не залишається сталим, їх потужність змінюється протягом

доби, місяця й сезону. Освітлювальне навантаження, наприклад, максимальне у вечірні години, до того ж взимку тривалість його більша, ніж улітку. Змінюється в часі і силове навантаження. Тому навантаження електростанцій або трансформаторних підстанцій, потужність яких визначається сумарною потужністю споживачів, також змінюватиметься.

Характеристику навантаження можна показати графіч

но. Якщо на осі абсцис відкласти години доби, а на осі ординат – відповідні їм навантаження, то дістанемо криву, яка називається добовим графіком навантаження (рис. 1.4.1). З графіка видно, що максимальне навантаження взимку буде між 18 і 20 годинами, а влітку – між 20 і 23 годинами. Узимку максимум навантаження настає раніше і значно більший, ніж улітку; денний зимовий мінімум навантаження також дещо більший. Розрізняють, крім добових, тижневі, сезонні й річні графіки навантаження. За видом навантаження бувають графіки активного і реактивного навантаження. На осі ординат можна відкладати навантаження як в одиницях потужності, так і в одиницях струму.

• Зміну навантаження за часом зображають суцільною

плавною кривою або ламаною, що складається з окремих

прямих ліній. Найбільш поширені графіки, в яких

горизонтальними лініями нанесено середні навантаження

за проміжок часу, для якого визначається зміна потужності

або струму (наприклад, за годину).

• Користуючись графіками навантаження, можна

проаналізувати роботу електростанції, підстанції чи

окремого споживача, визначити ступінь завантаження

агрегатів і можливість найраціональнішого розподілу

навантаження між окремими агрегатами.

• Аналіз режимів електроспоживання краще виконувати
• на підставі добових графіків навантаження. Для побудови добових графіків навантаження енергосистеми знімають покази двічі на рік у характерні дні, зазвичай, в третіх декадах червня і грудня для активного і реактивного навантаження.

​

​

Рис. 1.4.1. Зимовий (а) і літній (б) добові графіки навантаження

групи споживачів

​

• За даними добових графіків навантаження зими і літа
• можна побудувати річний графік за тривалістю. Для цього
• визначають спочатку тривалість сезону (річну кількість днів поділяють на зимовий і літній періоди: для зимового періоду можна прийняти 200 днів, а для літнього – 165). Потім, визначивши загальну добову тривалість певного навантаження, наприклад максимального, і, перемноживши це число годин на кількість днів сезону, визначають тривалість цього навантаження протягом сезону в годинах. Такі розрахунки повторюють для кожного наступного спадного навантаження. Дані
• розрахунків переносять на графік, в якому на осі ординат послідовно в спадному порядку проставляють навантаження, а на осі абсцис – їх тривалість у годинах. Підсумовуючи абсциси літнього і зимового графіків для однакових навантажень, визначають тривалість навантаження за рік. Такий графік називається річним графіком за тривалістю (рис. 1.4.2).

Рис. 1.4.2. Річний графік навантаження за тривалістю

Іншою формою річного навантаження є річний графік

максимумів навантаження. У ньому на осі абсцис відкладають

дні року або місяці в календарному порядку, а на осі ординат – відповідно максимальні навантаження.

2. Обчислення втрат електроенергії в проводах і трансформаторах.�

За добовими і річними навантаженнями легко визначити кількість енергії, що витрачається під час роботи електроустановки за добу чи за рік. Якби потужність установки не змінювалася, то кількість енергії W, що витрачається за час t, становила б:

W = Pt . (4.1)

Але, оскільки навантаження весь час змінюється, то:

• W = Pt + P t + P t + ⋅⋅⋅+ P t , (4.2)

де P1, P2, P3, – Рп – навантаження протягом відповідних

проміжків часу t1, t2, t3, – tn .

• Для зручності розрахунків графік зображують

ступінчастим, беручи ординату ступеня такою, що

дорівнює середній потужності за проміжок часу ступеня.

4.3. Економічна густина струму�в провідниках

• Вартість передачі електроенергії визначається вартістю
• втрат енергії в проводах, відрахуваннями від капітальних затрат і вартістю обслуговування. Остання визначається витратами експлуатаційної організації і залежить від загального кілометражу ліній та кількості підстанцій.
• Відрахування від капітальних затрат (відрахування на
• амортизацію, витрати на поточний ремонт) (bа + bпр)·К/100 із збільшенням перерізу проводів збільшуються, бо збільшується їх загальна вартість (капіталовкладення), а вартість втрат енергії αΔА (де α – вартість одиниці електроенергії) зменшується (рис. 1.4.6).
• Якщо скласти ординати (ba + bпр)·К/100 і αΔА

(відрахування від капіталовкладень і вартість втраченої

електроенергії), то дістанемо криву 3–О – вартість

передачі електроенергії без урахування обслуговування.

• Крива З–О має мінімум, який відповідає найвигіднішому

або, як його називають, найекономнішому перерізу

проводів Feк.

Для кожної лінії можна побудувати аналогічні криві і

визначити економічний переріз проводів. Проте, на практиці

ведуть розрахунки простіше. Правилами влаштування елект‐

роустановок передбачені значення економічної густини струму jЕК, що відповідають економічним перерізам проводів з різних металів за різної тривалості використання максимуму

навантаження (табл. 1.4.1).

Рис. 1.4.6. Залежність вартості ліній електропередачі�від площі перерізу проводів

Таблиця 1.4.1 Економічна густина струму, А/мм²� �

Спорудження лінії з однаковим перерізом зручніше, але втрати

потужності і витрата металу при цьому дещо більші, ніж при

ступінчастому виборі перерізу проводів.