Баланс активной и реактивной мощности

Ранжируем (нумеруем) ступени графиков зимнего и летнего, начиная с максимального значения. Получаем шесть рангов - шесть по величине мощности ступеней (числами на рисунке 1.11 показаны номера ступеней в порядке убывания).

Условно принимаем число «зимних» суток равным 213 и число «летних» суток – 152.

Построение годового графика нагрузок по продолжительности.

На рисунках 1.1-1.10 представлены характерные суточные графики нагрузок (полной мощности S* в относительных единицах) некоторых отраслей промышленности. Отрасль промышленности, для которой проектируется сеть, указана в задание на проектирование.

Для упрощения расчетов принято, что графики активной и реактивной мощности в относительных единицах совпадают во времени и, следовательно, совпадают с графиком полной мощности.

По суточному графику требуется построить годовой график активной нагрузки по продолжительности, который строится в порядке убывания ступеней графика и показывает, сколько часов в году предприятие работает с той или иной активной мощностью нагрузки. Площадь такого графика, построенного в именованных единицах равна полной энергии, потребленной предприятием за год. Площадь графика, построенного в относительных единицах равна числу часов использования максимальной нагрузки – ТМ.

 

Зимние и летние графики нагрузок

различных отраслей промышленности

  S* о.е.  
0,9                                                  
                                                 
0,7                                                  
                                                 
0,5                                                  
                                                 
0,3                                                  
                                                 
0,1                                                  
                                                 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24ч
                                                       

Рисунок 1.1 - Пищевая

  S* о.е.  
0,9                                                  
                                                 
0,7                                                  
                                                 
0,5                                                  
                                                 
0,3                                                  
                                                 
0,1                                                  
                                                 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24ч
                                                       

 

Рисунок 1.2- Химическая


 

  S* о.е.  
0,9                                                  
                                                 
0,7                                                  
                                                 
0,5                                                  
                                                 
0,3                                                  
                                                 
0,1                                                  
                                                 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24ч
                                                       

 

Рисунок 1.3 - Резинотехническая

 

  S* о.е.  
0,9                                                  
                                                 
0,7                                                  
                                                 
0,5                                                  
                                                 
0,3                                                  
                                                 
0,1                                                  
                                                 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24ч
  Рисунок 1.4 - Металлообрабатывающая  
  S* о.е.  
0,9                                                  
                                                 
0,7                                                  
                                                 
0,5                                                  
                                                 
0,3                                                  
                                                 
0,1                                                  
                                                 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24ч
  Рисунок 1.5 - Бумажная    
                                                       

 

  S* о.е.  
0,9                                                  
                                                 
0,7                                                  
                                                 
0,5                                                  
                                                 
0,3                                                  
                                                 
0,1                                                  
                                                 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24ч
                                                       

 

Рисунок 1.6 - Легкая

 

 

  S* о.е.  
0,9                                                  
                                                 
0,7                                                  
                                                 
0,5                                                  
                                                 
0,3                                                  
                                                 
0,1                                                  
                                                 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24ч
Рисунок 1.7 - Черная металлургия    
  S* о.е.  
0,9                                                  
                                                 
0,7                                                  
                                                 
0,5                                                  
                                                 
0,3                                                  
                                                 
0,1                                                  
                                                 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24ч
  Рисунок 1.8 - Тяжелого машиностроения    
                                                         

 

  S* о.е.  
0,9                                                  
                                                 
0,7                                                  
                                                 
0,5                                                  
                                                 
0,3                                                  
                                                 
0,1                                                  
                                                 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24ч
                                                       

Рисунок 1.9 - Цветная металлургия

 

 

  %  
0,9                                                  
                                                 
0,7                                                  
                                                 
0,5                                                  
                                                 
0,3                                                  
                                                 
0,1                                                  
                                                 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24ч
                                                       

Рисунок 1.10 - Деревообрабатывающая

 

Примечание: Условные обозначения на рисунках 1.1 – 1.10

  зимний суточный график
  летний суточный график

Пример 1.2.На рисунке 1.11 приведены суточные графики нагрузок для бумажной промышленности. Построим годовой график нагрузки по продолжительности и найдем число часов использования максимума нагрузки.

  S о.е.  
0,9                                                
                                               
0,7                                              
                                                 
0,5                                                
                                             
0,3                                              
                                                 
0,1                                                  
                                                 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24ч
                                                       

Рисунок 1.11 - суточные графики нагрузок для бумажной промышленности

Суммарная продолжительность i- ой ступени годового графика - Ti=Tiз+Tiл;

где Tiз - суммарная годовая продолжительность i- ой ступени по зимнему графику;

Tiл - суммарная годовая продолжительность i- ой ступени по летнему графику.

 

Tiл=tiл*152, (1.3)

 

Tiз=tiз*213, (1.4)

 

где tiл - суммарная продолжительность i-ой ступени по суточному летнему графику;

tiз - суммарная продолжительность i-ой ступени по суточному зимнему графику;

Расчет сводим в таблицу 1.3

 

Таблица 1.3 – Построение годового графика нагрузки по продолжительности

 

№ ступени Pi, о.е. tiз, ч tiл, ч Tiз, ч Tiл, ч Ti=Tiз+Tiл Pi(о.е.)*Ti ,ч
 
0,8   340,8
0,7 2895,2
0,5  
0,4   511,2
0,3   364,8
Итого:   5238,2

 

Проверкой правильности расчетов являются контрольные цифры в строке «Итого:». В столбцах 3 и 4 должно получиться число 24 (число часов в сутках), а в столбце 7 – число 8760 (число часов в году).

Важной характеристикой, определяющей плотность годового графика, является продолжительность (в часах) использования максимальной нагрузки - ТМ.

Тм – это время, за которое потребитель, работая с максимальной нагрузкой, потребляет такое же количество электроэнергии, как и при работе по действительному графику в течение года.

Число часов использования максимума нагрузки определяется по выражению

 

, (1.5)

 

Так как в нашем случае графики представлены в относительных единицах, РМ=1, то , то есть это число, стоящее в правом нижнем углу таблицы 1.

Находим число часов использования максимума нагрузки:

 

ТМ = 5238,2 ч

 

По значению Тм определяем по ПУЭ jэ - экономическую плотность тока для выбранных проводов (марки АС): jэ=1А/мм2.

Для воздушных ЛЭП со сталеалюминевыми проводами величину экономической плотности тока в зависимости от Тм можно принять по таблице /1/ 1.4.

 

Таблица 1.4 – Экономическая плотность тока

 

Тм час 1000÷3000 3000÷5000 5000÷8760
jэк А/мм2 1,3 1,1 1,0

 

 

Исходными данными для расчета потокораспределения при курсовом проектировании являются активные нагрузки пунктов потребления Pi и их коэффициенты мощности (cos φi )

По заданным значениям активных нагрузок Pi и коэффициентам мощности потребителей cos φi определяются tg φi,, заданные реактивные нагрузки - Qзi и полные нагрузки Sзi:

 

Qзi=tg φi *Pi; (1.6)

Sзi= (1.7)

Пример1.3.Определить нагрузки подстанций при следующих исходных данных:

№ подстанции
Рм, Мвт
сos j 0,75 0,75 0,76 0,77 0,78

Для первой нагрузки по сos j1 =0,75 определяем

 

tg j1 = 0,88,

Значение tg j можно определять по выражению .

Реактивная и полная нагрузка первого потребителя

 

Qз1=tg φ1 *P1

Qз1=0,88*20=17,6 Мвар;

Sз1=

Sз1= =26,7 МВА;

 

Расчет для остальных нагрузок сводим в таблицу 1.5

 

Таблица 1.5 Определение заданных нагрузок

 

№ n/c Pi , MBт cos φi tg φi Qзi, Mвар Sзi, MBA
0,75 0,88 17,6 26,7
0,75 0,88 22,1 33,3
0,76 0,86 12,8 19,7
0,77 0,83 9,1 14,3
0,78 0,80 6,4 10,3
Итого     68,0 104,3