Під електричними навантаженнями розуміються значення потужності, споживаної системою, або струму в лінії живлення.
Режим роботи приймачів електроенергії змінюється протягом доби, тижнів і місяців року. При цьому змінюється і навантаження на всі ланки СЕС. Ці зміни зображують у вигляді графіків, на яких по осі ординат відкладають значення навантажень в кВт або у відсотках від максимального навантаження, а по осі абсцис - час дії цих навантажень.
Графіки електричних навантажень є графічне зображення зміни в часі активної і реактивної потужності і втрат потужності в СЕС.
Графіки електричних навантажень дають наочне уявлення про характер зміни електричного навантаження в лінії або в системі.
Значення електричних навантажень визначають вибір всіх елементів СЕС: потужності генераторів, силових трансформаторів підстанцій, перетин провідників живильної і розподільної мережі, тип і технічні параметри комутаційної і захисної апаратури.
Розрізняють добові і річні графіки навантажень. Річний графік будується на підставі добового за сумарною тривалості дії окремих значень навантажень за рік в порядку їх зменшення.
Реальні графіки електричних навантажень діючих систем можна отримати, встановивши в лінії живлення вимірювачі потужності або самописці. Реальні графіки мають вигляд плавної кривої. Для зручності розрахунку їх замінюють ступінчастою лінією з мінімальною тривалістю ступені 30 або 60 хв.
Найбільш сприятливим з точки зору експлуатації системи електропостачання та раціонального використання електротехнічного обладнання є рівномірний графік навантаження. Отримання рівномірного графіка навантаження можна добитися відповідної організацією виробничого технологічного процесу і створенням об'єднаних енергетичних систем.
При рівномірному графіку коливання напруги в мережі будуть мінімальними. Тому відпадає необхідність проведення заходів з підтримки напруги в системі в межах, встановлених нормами на якість електроенергії: перемикати регулятор РПН силових трансформаторів, регулювати потужність компенсуючого пристрою, перемикати харчування окремих споживачів на резервні лінії і т.п.
Крім того, стабільне значення електричного навантаження дозволяють вибрати типи і параметри всіх елементів системи з мінімальним запасом за всіма показниками, в результаті чого вони будуть працювати з навантаженням, близькою до номінальної. Це підвищує ефективність використання всього електрообладнання. При рівномірному графіку навантажень стає можливим більш точне визначення розрахункових струмів на всіх ділянках системи і струмів спрацьовування захисту від ненормальних режимів роботи. При цьому знижується кількість несанкціонованих відключень в системі, тобто підвищується надійність електропостачання
Малюнок 8. Приклад реального (1) і ідеального (2) добового графіка активного навантаження.
Малюнок 9. Приклад ступеневої добового (а) і річного (б) графіка активної (Р) і реактивної (Q) навантаження.
Графіки можуть бути побудовані як для всієї енергетичної системи, так і для окремих її частин, аж до виробничих ділянок і конкретних ліній живлення.
Щоб повніше охарактеризувати роботу СЕС протягом року, необхідно мати зимовий і літній добові графіки електричних навантажень за найбільш завантажену зміну.
Найбільше навантаження по добовому графіку називають максимальною добовим навантаженням Рмак.
Площа графіка електричного навантаження, обмежена осями координат і кривої зміни навантаження, являє собою в масштабі кількість електроенергії в кВ годину, виробленої або спожитої цією установкою або системою за відповідний проміжок часу.
Для діючих підприємств, знаючи спожиту електроенергію, можна розрахувати середню потужність за певний проміжок часу.
Наприклад, середньодобова і середньорічне навантаження визначається:
де Wсут. - енергія, спожита за добу;
Wг. - енергія, спожита за рік;
8760 - кількість годин роботи в році при тризмінному графіку;
24 - кількість годин у добі.
Графіки можуть бути побудовані для активної і реактивної потужності і для втрат потужності (DР, # 8710; Q) в системі.
Розрізняють постійні і змінні електричні втрати. Постійні втрати не залежать від величини навантаження; до них відносяться втрати на нагрів сердечників електричних машин і апаратів від вихрових струмів.
Змінні втрати залежать від величини навантаження; до них відносяться втрати на активних опорах обмоток електричних машин і апаратів.
Важливим показником, що характеризує роботу СЕС, є час використання максимуму електричного навантаження.
Час використання максимуму електричного навантаження Тм - це час, протягом якого система за умови, що вона працює постійно з максимальним навантаженням, передає або виробляє таку саму кількість електроенергії, що і працюючи по реальному змінному графіку навантаження.
[Л2. §2.4; Л3 §2.2; Л16, §3.1; Л17, гл.8]
1. Що розуміється під електричними навантаженнями?
2. Що являє собою графік електричного навантаження?
3. Як отримати реальний графік електричного навантаження діючої системи електропостачання?
4. Який вигляд має ідеальний графік електричного навантаження?
5. Яка шляху досягнення рівномірності графіка електричного навантаження?
6. Чому рівномірний графік є найкращим?
7. Який параметр в масштабі виражає площу графіка електричного навантаження?
8. За яким принципом будується річний графік електричного навантаження?
9. Дати визначення параметру Тм.
10. Як визначити середню добову і річну потужність?