1.Графики нагрузок подстанции

Согласно исходным данным от энергосистемы по двухцепной воздушной линии напряжением 110 кВ (ВЛ-110 кВ) протяженностью 55 км получает питание главная понижающая подстанция (ГПП), предназначенная для электроснабжения предприятия радиоэлектронной промышленности. Подстанция тупиковая. Провода ВЛ-110 кВ расположены вертикально. Расстояние между фазными проводами – 4,0 м. Мощность короткого замыкания системы S_кз= 1400 МВА.

Таблица 1 – Данные предприятия

Наименование потребителя	Рнб, МВт	cos φ	tg φ
Предприятие радиоэлектронной промышленности	27	0,8	0,75

Суточные графики нагрузок предприятия будем строить по типовым графикам лёгкой про­мышленности. При построении графиков принимаем нагрузку неизменной в течение двух часов, для чего скорректируем типовые графики нагрузок.

Если подстанция обеспечивает электроэнергией только один промышленный объект, то графики их совпадают. Если же от подстанции получают питание несколько потребителей, график ее стро­ится путем почасового суммирования ординат графиков указанных потребителей.

Графики для отмеченных характерных периодов и число суток, которые могут быть отнесены к тому или иному периоду (зима - 183 дня, лето - 182 дня), позволяют получить годовые графики продолжительности нагрузок подстанции

Фактический график нагрузки может быть получен с помощью регистрирующих приборов,которые фиксируют изменения соответствующего параметра во времени.

Кроме максимальной активной мощности(P_max), для построения графика необходимо знать характер изменения нагрузки потребителя во времени, который можно определить в соответствии типовым графиком нагрузок для предприятий лёгкой промышленности.

Для удобства расчетов график выполняется ступенчатым. Наибольшая возможная за сутки нагрузка принимается за 100%, а остальные ступени графика показывают относительное значение нагрузки для данного времени суток.

Результаты расчёта – в таблице 2.

Таблица 2 - Расчёт электрических нагрузок потребителей

Время года	ед. изм.	Часы
		0-2	2-4	4-6	6-8	8-10	10-12
Зима	%	50	45	70	90	95	92
	МВт	13,5	12,15	18,9	24,3	25,65	24,84
Лето	%	45	35	65	86	92	90
	МВт	12,15	9,45	17,55	23,22	24,84	24,3
Зима	МВА	16,88	15,19	23,63	30,38	32,06	31,05
Лето	МВА	15,19	11,81	21,94	29,03	31,05	30,38
Время года	ед. изм.	Часы
		12-14	14-16	16-18	18-20	20-22	22-24
Зима	%	92	90	77	77	84	72
	МВт	24,84	24,3	20,79	20,79	22,68	19,44
Лето	%	90	84	75	75	80	68
	МВт	24,3	22,68	20,25	20,25	21,6	18,36
Зима	МВА	31,05	30,38	25,99	25,99	28,35	24,3
Лето	МВА	30,38	28,35	25,31	25,31	27,0	22,95

Построение графика полной мощности подстанции необходимо для выбора и проверки на перегрузочную способность трансформаторов на подстанции. Для этого необходимо произвести расчет средне взвешенного коэффициента мощности нагрузки для каждой ступени графика нагрузки–tgφ. _{По результатам расчетов определено, что} tgφ_{= 0,75.}

Далее вычисляется полная мощность для каждого часа графика полной мощности подстанции:

Результаты расчёта – в таблице 2.

Рисунок 1 – Суточные графики активной нагрузки подстанции

Рисунок 2 – Суточные графики полной мощности подстанции

Годовой график показывает длительность работы установки втечение года с различными нагрузками. По оси ординат откладывают нагрузки в соответствующем масштабе, по оси абсцисс – часы года от 0 до 8760. Нагрузки на графике располагают в порядке их убывания от P_max до P_min. Принято,что длительность сезонных времен года зима и лето составляют соответственно 183 и 182 дня. Построение годового графика по продолжительности нагрузок производится на основании известных суточных графиков нагрузки зимнего и летнего периода, полученных в таблице 2. График по продолжительности нагрузок применяют врасчетах технико-экономических показателей установки, расчетах потерь электроэнергии, при оценке использования оборудования в течение года и т.д.

Рисунок 3 – Годовой график по продолжительности нагрузок

Площадь, ограниченная кривой графика активной нагрузки, численно равна энергии, отпущенной с шин подстанции потребителям за рассматриваемый период (год):

Wп= ∑ Pi ×TiМВт·ч,

где Pi – мощность i- ступени графика Ti – продолжительность ступени.

По данным суточных графиков определяем: Wп= 179275,7 МВт·ч.

Средняя нагрузка по графику за рассматриваемый период (год) равна:

Pср= Wп/ T МВт,

где: T – длительность рассматриваемого периода;

Wп – электроэнергия за рассматриваемый период.

Рср = 179275,7 / 8760 = 20,46 МВт

Степень неравномерности графика работы электроустановки оценивают коэффициентом заполнения:

kзап = Wп / Pmax · T= Pср/ Pmax

kзап = 20,46 / 27 = 0,757

Коэффициент заполнения графика нагрузки показывает, во сколько раз отпущенное с шин количество электроэнергии за рассматриваемый период меньше того количества электроэнергии, которое было бы отпущено с шин подстанции за то же время, если бы нагрузка установки все время была бы максимальной. Очевидно, что чем равномернее график, тем ближе значение kзап к единице.

Для характеристики графика нагрузки подстанции можно воспользоваться числом часов максимальной нагрузки и числом часов максимальных потерь за год.

Параметры Т_нб и можно найти аналитически по формулам:

где Р_i - значение мощности в интервале времени t;

n – количество интервалов;

Р_нб- пиковая (наибольшая) мощность в двухчасовом интервале по графику.

В соответствии с принятыми ограничениями t_i=2 часам, n=12 интервалам, P_НБ определяется по суммарной активной нагрузке (без учета потерь): P_НБ = 25,65 МВт.