Καμπύλες ημερήσιου φορτίου κτιρίων κατοικιών

Οι τρόποι λειτουργίας των οικιακών ηλεκτρικών συσκευών είναι διαφορετικοί. Διαφέρουν ανάλογα με τον σκοπό και τη χρήση αυτών των συσκευών στην οικογένεια. Η φύση της αλλαγής φορτίου είναι πιο ευδιάκριτη στο λεγόμενο ημερήσιο πρόγραμμα φόρτωσης και ανάλογα με τον αριθμό των συνδεδεμένων διαμερισμάτων, την ημέρα της εβδομάδας και την εποχή του έτους, αυτά τα προγράμματα διαφέρουν μεταξύ τους.

Λόγω του γεγονότος ότι τα μέγιστα φορτία στα δίκτυα που τροφοδοτούν τους οικιακούς καταναλωτές παρατηρούνται το χειμώνα, τα γραφήματα ημερήσιας φόρτωσης της χειμερινής ημέρας παρουσιάζουν μεγαλύτερο ενδιαφέρον. Επιπλέον, η φύση του προγράμματος φόρτωσης επηρεάζεται σημαντικά από τον τρόπο παρασκευής του φαγητού.

Από αυτή την άποψη, τα ημερήσια προγράμματα φόρτισης μπορούν να χωριστούν σε τρεις κύριες ομάδες, ανάλογα με τη μέθοδο μαγειρέματος:

• για κτίρια με εστίες αερίου,

• σόμπες στερεών καυσίμων

• ηλεκτρικές σόμπες.

Παρακάτω αναφέρονται τα χαρακτηριστικά των χρονοδιαγραμμάτων για κτίρια με φούρνους αερίου και ηλεκτρισμού.

Ρύζι. 1. Μέσο ημερήσιο πρόγραμμα φόρτωσης στην είσοδο κτιρίου 62 κατοικιών με εστίες υγραερίου.

Το σχήμα του ημερήσιου προγράμματος φόρτωσης και τα χαρακτηριστικά του (πλήρωση) καθώς και το μέγιστο φορτίο ποικίλλουν πολύ. Επομένως, για έρευνα, οι μέσες τυπικές καμπύλες φορτίου καθορίζονται από έναν αριθμό γραφημάτων για τα μέσα μισάωρα φορτία.

Για τα στοιχεία των δικτύων που τροφοδοτούν διαμερίσματα με σόμπες υγραερίου, καθορίζονται τα μέσα χρονοδιαγράμματα για όλες τις ημέρες της εβδομάδας, συμπεριλαμβανομένων των Σαββάτων και των Κυριακών, καθώς δεν υπάρχει μεγάλη διαφορά στο πρόγραμμα φόρτωσης για τις ημέρες της εβδομάδας σε αυτά τα δίκτυα. Για στοιχεία των δικτύων που τροφοδοτούν διαμερίσματα με ηλεκτρικές σόμπες, καθορίζονται τα μέσα χρονοδιαγράμματα για τα Σαββατοκύριακα (Σάββατο και Κυριακή) και για τις καθημερινές, καθώς σε αυτά τα δίκτυα τα χρονοδιαγράμματα φόρτωσης για την εργασία και τα Σαββατοκύριακα διαφέρουν μεταξύ τους.

Χαρακτηριστικό γνώρισμα του προγράμματος φόρτωσης του Σαββατοκύριακου είναι η παρουσία πρωινών και ημερήσιων φορτίων αιχμής, τα οποία είναι κοντά σε μέγεθος με το φορτίο αιχμής το βράδυ τις καθημερινές.

Ρύζι. 2. Μέσο ημερήσιο πρόγραμμα κτιρίου κατοικιών (501 διαμερίσματα με εστίες υγραερίου) σε λεωφορεία σε υποσταθμούς. Οι μετρήσεις έγιναν με αυτοκαταγραφόμενα αμπερόμετρα.

Τα μέσα φορτία καθορίζονται από τις ενδείξεις του μετρητή από την τιμή της καταγεγραμμένης ενέργειας για το αντίστοιχο χρονικό διάστημα (συνήθως 30 λεπτά). Για να κατασκευαστεί ένα μέσο γράφημα, αθροίζονται τα μέσα φορτία που καταγράφονται την ίδια στιγμή, για παράδειγμα στις 14:00 (14:30, 15:00, κ.λπ.) όλες τις ημέρες της εβδομάδας και, στη συνέχεια, η τιμή που προκύπτει διαιρείται στο επτά.

Στο σχ. 1 δείχνει το μέσο ημερήσιο πρόγραμμα φόρτωσης στην είσοδο ενός κτιρίου 62 κατοικιών με σόμπες αερίου. Το Σχήμα 2 δείχνει το μέσο ημερήσιο πρόγραμμα φόρτωσης κτιρίων κατοικιών (501 διαμερίσματα) στα λεωφορεία ενός υποσταθμού μετασχηματιστή. Στο σχ.Το 3 δείχνει ένα παρόμοιο πρόγραμμα στην είσοδο ενός κτιρίου 108 μονάδων με ηλεκτρικές σόμπες για τις καθημερινές και τα Σαββατοκύριακα. Από το γράφημα στο σχ. 1 προκύπτει ότι στα δίκτυα κτιρίων με σόμπες αερίου στη Μόσχα, το μέγιστο χειμερινό φορτίο εμφανίζεται γύρω στις 18:00 και διαρκεί μέχρι τις 22-23, αλλά η υψηλότερη τιμή φορτίου παρατηρείται από 20 έως 21

Ρύζι. 3. Μέσο ημερήσιο πρόγραμμα φόρτωσης στην είσοδο κτιρίου 108 κατοικιών με ηλεκτρικές σόμπες. 1 — εργάσιμη, 2 — Σάββατο, 3 — Κυριακή.

Συντελεστής πλήρωσης ημερήσιου προγράμματος φόρτωσης

είναι στο εύρος 0,35-0,5.

Το πρωινό μέγιστο φορτίο διαρκεί 2 ώρες: από τις 7 έως τις 9 π.μ. και είναι ίσο με το 35-50% του μέγιστου βραδινού. Το φορτίο ημέρας είναι 30–45% και το νυχτερινό φορτίο είναι 20–30%.

Στα δίκτυα που τροφοδοτούν διαμερίσματα με ηλεκτρικές σόμπες, τις καθημερινές το βραδινό μέγιστο φορτίο συμπίπτει χρονικά με το μέγιστο φορτίο των σπιτιών με σόμπες αερίου. Το πρωινό μέγιστο ξεκινά στις 6:00 π.μ. και διαρκεί έως τις 11:00 π.μ.. Το πρωινό μέγιστο κυμαίνεται στο 60-65% του μέγιστου βραδιού. Το φορτίο κατά τη διάρκεια της ημέρας είναι 50-60% και το βράδυ-20%.Ο συντελεστής πλήρωσης του ημερήσιου προγράμματος φόρτωσης κυμαίνεται από 0,45 έως 0,55.

Τα Σάββατα και τις Κυριακές, εκτός από το μέγιστο βράδυ από τις 21:00 έως τις 23:00, υπάρχει επίσης ένα πρωινό μέγιστο, περίπου ίσο σε μέγεθος με το βράδυ, και ένα μέγιστο φορτίο κατά τη διάρκεια της ημέρας από τις 13:00 έως τις 17:00, ίσο με 85-90% της βραδινής μέγιστης. Για τέτοιες ημέρες, το ποσοστό κάλυψης του προγράμματος είναι υψηλότερο από τις καθημερινές. Τα δεδομένα που δίνονται είναι τυπικά για μεγάλες πόλεις. Σε μικρές πόλεις και χωριά όπου η εναλλαγή των εργαζομένων παίζει σημαντικό ρόλο, τα χρονοδιαγράμματα φόρτωσης μπορεί να διαφέρουν από αυτά που αναφέρονται παρακάτω.

Η ευρεία χρήση οικιακών ηλεκτρικών συσκευών εξοπλισμένων με ηλεκτρικούς κινητήρες χαμηλής ισχύος οδήγησε σε μείωση του συντελεστή ισχύος σε 0,9-0,92 σε σπίτια με σόμπες αερίου κατά τη διάρκεια του απογευματινού φορτίου αιχμής και κατά τη διάρκεια της υπόλοιπης ημέρας σε 0. 76-0,8 . Σε σπίτια με ηλεκτρικές σόμπες ο συντελεστής ισχύος είναι υψηλότερος και είναι 0,95 τόσο τη μέρα όσο και το βράδυ και 0,8 τη νύχτα.

Αυτή η περίσταση είναι πολύ σημαντική και πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά το σχεδιασμό ηλεκτρικών δικτύων, γιατί μέχρι τώρα ο σχεδιασμός γινόταν χωρίς να ληφθεί υπόψη αυτός ο παράγοντας. Ο συντελεστής ισχύος θεωρείται ότι είναι πρακτικά ενότητα, κάτι που ισχύει όταν το κύριο φορτίο είναι ο ηλεκτρικός φωτισμός που γίνεται με λαμπτήρες πυρακτώσεως.

Το φορτίο ενός κτιρίου κατοικιών χαρακτηρίζεται, κατά κανόνα, από τη χρήση μονοφασικών ηλεκτρικών δεκτών. Αυτό δεν μπορεί να μην επηρεάσει την κατανομή των φορτίων στις φάσεις του ηλεκτρικού δικτύου. Τα φορτία στις επιμέρους φάσεις αποδεικνύονται άνισα. Παρά το γεγονός ότι τόσο στο σχεδιασμό, την εγκατάσταση και τη λειτουργία ηλεκτρικών εγκαταστάσεων σε κτίρια κατοικιών λαμβάνονται μέτρα για την όσο το δυνατόν πιο ομοιόμορφη κατανομή των φορτίων στις φάσεις, οι μελέτες δείχνουν ότι στην πραγματικότητα η ανομοιομορφία του φασικού φορτίου είναι συχνά σημαντική.

Η κατάσταση επιδεινώθηκε από τη σύνδεση με την ευρεία χρήση οικιακών ηλεκτρικών συσκευών (ψυγεία, πλυντήρια, τηλεοράσεις, ραδιόφωνα κ.λπ.), οι οποίες έχουν διαφορετικούς και σε μεγάλο βαθμό τυχαίους τρόπους λειτουργίας, με αποτέλεσμα η ασυμμετρία των φορτίων φάσης σε τα αστικά δίκτυα έγιναν αναπόφευκτα.

Για παράδειγμα, σύμφωνα με τη Mosenergo, ακόμη και σε εξωτερικά δίκτυα με, κατά κανόνα, τριφασικές εισόδους σε κτίρια, με καλή οργάνωση της εργασίας και τακτική παρακολούθηση, δεν ήταν δυνατό να επιτευχθεί ασυμμετρία φορτίων φάσης κάτω από 20%. Η κατάσταση είναι ακόμη χειρότερη με τα χαμηλά κτίρια, χαρακτηριστικά μικρών πόλεων και χωριών, όπου οι είσοδοι των κτιρίων είναι κυρίως μονοφασικές. Μελέτες που πραγματοποιήθηκαν στη Μόσχα κατά την ταυτόχρονη μέτρηση φορτίων και στις τρεις φάσεις, καθώς και στον ουδέτερο αγωγό δικτύων τεσσάρων συρμάτων, επιβεβαίωσαν τα παραπάνω.

Ρύζι. 4. Γραφήματα μέσου ημερήσιου φορτίου ανά φάσεις ανύψωσης σε σπίτι με ηλεκτρικές σόμπες.

Στα δίκτυα εντός του σπιτιού, ιδιαίτερα στα δίκτυα κτιρίων με ηλεκτρικές σόμπες, παρατηρείται σημαντική ασυμμετρία φορτίων φάσης, όχι μόνο λόγω της ανομοιόμορφης κατανομής των μονοφασικών ηλεκτρικών δεκτών, αλλά και κυρίως του φυσικού χρόνου ενεργοποίησης. και εκτός ηλεκτρικών συσκευών. Για να δείξουμε αυτό που ειπώθηκε στο σχ. Το 4 δείχνει το μέσο ημερήσιο πρόγραμμα για κάθε φάση του ανυψωτικού σε ένα σπίτι με ηλεκτρικές σόμπες. Χαρακτηριστικά, τα γραφήματα που δίνονται είναι για μια γραμμή, σε κάθε φάση της οποίας συνδέονται ίσος αριθμός διαμερισμάτων.

Τα αποτελέσματα της επεξεργασίας δεδομένων που προέκυψαν κατά τις μετρήσεις φαίνονται σε πίνακα. 1 (σύμφωνα με το εργαστήριο ηλεκτρολογικού εξοπλισμού ΜΝΙΙΤΕΠ).

Πίνακας 1 Δεδομένα για τη μέτρηση των φορτίων φάσης

Ρυθμίσεις Φάση Α Φάση Β Φάση Γ Μέσες τιμές Μέσο φορτίο Рm, kW 4,25 3,32 4,58 4,1 Τυπική απόκλιση σр, kW 1,53 0,65 0,47 0,61 Μέγιστο φορτίο σχεδιασμού Pmax, kW 8 3,32 4,58 5, kW ανά διαμέρισμα. — — 1,77

Εκτίμηση ασυμμετρίας φορτίου

Για να εκτιμήσετε την ασυμμετρία των φορτίων, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την έννοια του συντελεστή ασυμμετρίας των φορτίων φάσης κατά τις ώρες αιχμής, που είναι ο λόγος του ρεύματος στον ουδέτερο αγωγό I0 προς το ρεύμα του μέσου φορτίου φάσης Iav.

Τιμές φορτίου σχεδιασμού:

— ανεξαρτήτως ασυμμετρίας

— λαμβάνοντας υπόψη την ασυμμετρία P

όπου: PMSRF — μέγιστο υπολογιζόμενο μέσο φορτίο φάσης (ανά φάση).

Pmkasf — μέγιστο υπολογιζόμενο μέσο φορτίο φάσης της πιο φορτισμένης φάσης.

Ο λόγος των δύο τελευταίων τύπων ονομάζεται συντελεστής μετάβασης από το φορτίο σχεδιασμού χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η ασυμμετρία στο φορτίο σχεδιασμού, λαμβάνοντας υπόψη την ασυμμετρία:

Η επεξεργασία μεμονωμένων γραφημάτων φάσης και γενικού φορτίου έδειξε ότι στα εσωτερικά ηλεκτρικά δίκτυα σπιτιών με σόμπες αερίου, η ασυμμετρία φορτίων φάσης με μέσες τιμές τριάντα λεπτών κατά τις ώρες αιχμής είναι εντός 20%. Το φορτίο σχεδιασμού για τη μέγιστη φορτισμένη φάση είναι 20-30% υψηλότερο από το μέγιστο σχεδιασμού του μέσου φορτίου φάσης.

Σε σπίτια με ηλεκτρικές σόμπες, η ασυμμετρία των φορτίων φάσης στην είσοδο ενός κτιρίου εκατό διαμερισμάτων είναι 20-30%, και στα εσωτερικά δίκτυα τροφοδοσίας (για αυτοκινητόδρομους που τροφοδοτούν 30-36 διαμερίσματα, η ασυμμετρία φτάνει τα 40-50 %). Με αυτόν τον τρόπο, διαπιστώθηκε η ανάγκη να λαμβάνεται υπόψη η ασυμμετρία των φορτίων φάσης κατά την επιλογή των παραμέτρων του ηλεκτρικού δικτύου. θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι όσο αυξάνεται ο αριθμός των συνδεδεμένων διαμερισμάτων, η ασυμμετρία μειώνεται.Η ανεξέλεγκτη ασυμμετρία των φορτίων φάσης μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικά σφάλματα στην επιλογή διατομών καλωδίων και καλωδίων.

Στο σχεδιασμό, η ασυμμετρία λαμβάνεται υπόψη με μια αντίστοιχη αύξηση των τιμών των κανονικοποιημένων ειδικών ηλεκτρικών φορτίων (kW / διαμέρισμα), δηλ. ο υπολογισμός εκτελείται για την πιο φορτισμένη φάση.

Στους ζυγούς μετασχηματιστή τροφοδοσίας, η ασυμμετρία των φορτίων φάσης επηρεάζει ελάχιστα και μπορεί να παραμεληθεί.

Πρέπει να αναφερθεί ότι με σημαντική ασυμμετρία φορτίων φάσης λόγω της εμφάνισης ρευμάτων αντίστροφης και μηδενικής ακολουθίας στο δίκτυο, επιτυγχάνονται πρόσθετες απώλειες τάσης και ισχύος, γεγονός που επιδεινώνει τους οικονομικούς δείκτες του δικτύου και την ποιότητα της τάσης στην ενέργεια Καταναλωτές.