Denní křivky zatížení obytných budov

Provozní režimy domácích elektrických spotřebičů jsou různé. Liší se v závislosti na účelu a použití těchto zařízení v rodině. Charakter změny zátěže je nejzřetelněji patrný v tzv. denním rozvrhu zatížení a v závislosti na počtu připojených bytů, dni v týdnu a roční době se tyto rozvrhy od sebe liší.

Vzhledem k tomu, že maximální zátěže v sítích zásobujících domácí spotřebitele jsou dodržovány v zimním období, jsou nejzajímavější denní grafy zátěže zimního dne. Charakter rozvrhu nakládání je navíc výrazně ovlivněn způsobem přípravy jídla.

Z tohoto hlediska lze denní plány nabíjení rozdělit do tří hlavních skupin v závislosti na způsobu vaření:

• pro budovy s plynovými kamny,

• kamna na tuhá paliva

• elektrické sporáky.

Níže jsou uvedeny charakteristiky rozvrhů pro budovy s plynovými a elektrickými pecemi.

Rýže. 1. Průměrný denní rozvrh zatížení u vchodu do 62-bytového domu s plynovými kamny.

Tvar denního rozvrhu zatížení a jeho charakteristiky (náplň), jakož i maximální zatížení se značně liší. Proto pro výzkum průměrné typické křivky zatížení určené řadou grafů pro průměrné půlhodinové zatížení.

Pro prvky sítí zásobujících byty plynovými kamny jsou průměrné rozvrhy určeny pro všechny dny v týdnu, včetně sobot a nedělí, protože v těchto sítích není velký rozdíl v rozvrhu zatížení pro dny v týdnu. Pro prvky sítí zásobujících byty elektrickými kamny jsou průměrné rozvrhy určeny pro víkendy (sobota a neděle) a pro všední dny, protože v těchto sítích se rozvrhy zatížení pro práci a víkendy navzájem liší.

Charakteristickým rysem víkendového rozvrhu zatížení je přítomnost ranních a denních špiček, které se velikostí blíží večerní špičce ve všední dny.

Rýže. 2. Průměrný denní jízdní řád bytového domu (501 bytů s plynovými sporáky) v autobusech na rozvodnách. Měření bylo prováděno samočinnými ampérmetry.

Průměrné zátěže jsou určeny z odečtů elektroměru hodnotou zaznamenané energie za odpovídající dobu (obvykle 30 minut). Pro sestavení průměrného grafu se sečtou průměrná zatížení zaznamenaná ve stejnou dobu, například ve 14:00 (14:30, 15:00 atd.) ve všech dnech v týdnu, a poté se výsledná hodnota vydělí v sedm.

Na Obr. 1 ukazuje průměrný denní rozvrh zatížení u vchodu do 62-bytového domu s plynovými kamny. Obrázek 2 ukazuje průměrný denní rozvrh zatížení obytných budov (501 bytů) v autobusech trafostanice. Na Obr.3 ukazuje podobný rozvrh u vchodu do budovy se 108 jednotkami s elektrickými kamny pro všední dny a víkendy. Z grafu na Obr. 1 vyplývá, že v sítích budov s plynovými kamny v Moskvě se zimní maximální zatížení vyskytuje kolem 18:00 a trvá do 22-23, ale nejvyšší hodnota zatížení je pozorována od 20 do 21

Rýže. 3. Průměrný denní rozvrh zatížení u vchodu do 108 obytného domu s elektrickými kamny. 1 — pracovní den, 2 — sobota, 3 — neděle.

Faktor plnění plánu denního zatížení

je v rozmezí 0,35-0,5.

Ranní maximální zatížení trvá 2 hodiny: od 7 do 9 hodin a rovná se 35-50 % večerního maxima; denní zátěž je 30–45 % a noční zátěž 20–30 %.

V sítích zásobujících byty elektrickými kamny se ve všední dny večerní maximální zatížení časově shoduje s maximálním zatížením domů s plynovými kamny. Ranní maximum začíná v 6:00 a trvá do 11:00 hod. Ranní maximum se pohybuje v rozmezí 60-65 % večerního maxima. Denní zatížení je 50–60 % a noční 20 %.Faktor plnění denního plánu zatížení se pohybuje od 0,45 do 0,55.

V sobotu a neděli platí kromě večerního maxima od 21:00 do 23:00 také ranní maximum, velikostně přibližně stejné jako večerní, a maximální denní zatížení od 13:00 do 17:00, rovna 85-90 % večerního maxima. Pro takové dny je míra naplnění plánu vyšší než v pracovní dny. Uvedené údaje jsou typické pro velká města. V malých městech a vesnicích, kde fluktuace pracovníků hraje významnou roli, se rozvrhy vytížení mohou lišit od níže uvedených.

Široké používání domácích elektrických spotřebičů vybavených elektromotory s nízkým výkonem vedlo ke snížení účiníku na 0,9-0,92 v domech s plynovými kamny během večerní špičky a během zbytku dne na 0. 76-0,8 . V domech s elektrickými kamny je účiník vyšší a je 0,95 ve dne i večer a 0,8 v noci.

Tato okolnost je velmi důležitá a musí být zohledněna při navrhování elektrických sítí, protože dosud byl návrh prováděn bez zohlednění tohoto faktoru. Předpokládá se, že účiník je prakticky jednotný, což platí, když je hlavní zátěží elektrické osvětlení vyrobené žárovkami.

Zatížení obytné budovy je zpravidla charakterizováno použitím jednofázových elektrických přijímačů. To nemůže neovlivnit rozložení zátěže na fázích elektrické sítě. Zatížení jednotlivých fází se ukazuje jako nestejné. Navzdory skutečnosti, že jak při projektování, instalaci a provozu elektrických instalací v obytných budovách jsou přijímána opatření k co nejrovnoměrnějšímu rozložení zátěže na fáze, studie ukazují, že ve skutečnosti je nerovnoměrnost fázového zatížení často významná.

Situaci zhoršilo spojení s rozšířeným používáním domácích elektrospotřebičů (ledničky, pračky, televizory, rádia atd.), které mají různé a do značné míry náhodné režimy provozu, v důsledku čehož dochází k asymetrii fázových zátěží v městské sítě se staly nevyhnutelnými.

Například ani v externích sítích se zpravidla třífázovými vstupy do budov, při dobré organizaci práce a pravidelném monitorování, nebylo možné podle Mosenerga dosáhnout asymetrie fázového zatížení pod 20 %. Ještě horší situace je u nízkopodlažních budov, typických pro malá města a vesnice, kde jsou vjezdy do budov většinou jednofázové. Studie provedené v Moskvě při současném měření zátěže na všech třech fázích a také na nulovém vodiči čtyřvodičových sítí výše uvedené potvrdily.

Rýže. 4. Grafy průměrné denní zátěže podle fází stoupačky v domě s elektrickými kamny.

V sítích uvnitř domu, zejména v sítích budov s elektrickými kamny, dochází k výrazné asymetrii fázových zátěží, a to nejen v důsledku nerovnoměrného rozložení jednofázových elektrických přijímačů, ale především v důsledku přirozené doby zapínání. a vypnutí elektrických spotřebičů. Pro ilustraci toho, co bylo řečeno na Obr. 4 ukazuje průměrný denní rozvrh pro každou fázi stoupačky v domě s elektrickými kamny. Charakteristické je, že uvedené grafy jsou pro vedení, ke každé fázi je připojen stejný počet bytů.

Výsledky zpracování dat získané během měření jsou uvedeny v tabulce. 1 (podle laboratoře elektrických zařízení MNIITEP).

Tabulka 1 Údaje pro měření fázových zatížení

Nastavení Fáze A Fáze B Fáze C Průměrné hodnoty Průměrné zatížení Рm, kW 4,25 3,32 4,58 4,1 Směrodatná odchylka σр, kW 1,53 0,65 0,47 0,61 Maximální návrhové zatížení Pmax, kW 8 ,84 5,3 6,1 5,93 kW — — 1,77

Posouzení asymetrie zatížení

Pro odhad asymetrie zátěží můžete použít koncept faktoru asymetrie fázových zátěží ve špičkách, což je poměr proudu v nulovém vodiči I0 k proudu průměrného fázového zatížení Iav.

Návrhové hodnoty zatížení:

— bez ohledu na asymetrii

— s přihlédnutím k asymetrii P

kde: PMSRF – maximální vypočítané průměrné zatížení fáze (na fázi);

Pmkasf — maximální vypočítané průměrné zatížení fáze nejvíce zatížené fáze.

Poměr posledních dvou vzorců se nazývá koeficient přechodu z návrhového zatížení bez zohlednění asymetrie k návrhovému zatížení, s přihlédnutím k asymetrii:

Zpracování jednotlivých fázových a obecných grafů zatížení ukázalo, že ve vnitřních elektrických sítích domů s plynovými kamny je asymetrie fázových zátěží s průměrnými třicetiminutovými hodnotami v hodinách špičkového zatížení do 20 %. Návrhové zatížení pro maximální zatíženou fázi je o 20-30 % vyšší než návrhové maximum průměrného fázového zatížení.

V domech s elektrickými kamny je asymetrie fázového zatížení u vchodu do budovy se stovkou bytů 20-30% a ve vnitřních napájecích sítích (u dálnic zásobujících 30-36 bytů dosahuje asymetrie 40-50 %). Tímto způsobem byla stanovena potřeba vzít v úvahu asymetrii fázových zátěží při výběru parametrů elektrické sítě; je třeba si uvědomit, že s rostoucím počtem propojených bytů se asymetrie snižuje.Nezapočtená asymetrie fázových zátěží může vést k významným chybám při výběru průřezů vodičů a kabelů.

Při návrhu je asymetrie zohledněna odpovídajícím zvýšením hodnot normalizovaných měrných elektrických zátěží (kW / byt), tzn. výpočet se provádí pro nejvíce zatíženou fázi.

Na přípojnicích napájecího transformátoru má asymetrie fázových zátěží vliv jen nepatrně a lze ji zanedbat.

Je třeba zmínit, že při výrazné asymetrii fázových zátěží v důsledku výskytu zpětných a nulových proudů v síti dochází k dalším ztrátám napětí a výkonu, což zhoršuje ekonomické ukazatele sítě a kvalitu napětí při energii spotřebitelů.