Curve di carico giornaliero degli edifici residenziali

Le modalità di funzionamento degli elettrodomestici sono diverse. Variano a seconda dello scopo e dell'uso di questi dispositivi in ​​famiglia. La natura del cambio di carico è più chiaramente visibile nel cosiddetto programma di carico giornaliero e, a seconda del numero di appartamenti collegati, del giorno della settimana e del periodo dell'anno, questi programmi differiscono l'uno dall'altro.

A causa del fatto che in inverno si osservano i carichi massimi nelle reti che riforniscono i consumatori domestici, i grafici del carico giornaliero della giornata invernale sono di grande interesse. Inoltre, la natura del programma di carico è significativamente influenzata dal modo in cui il cibo viene preparato.

Da questo punto di vista, i programmi di ricarica giornalieri possono essere suddivisi in tre gruppi principali, a seconda del metodo di cottura:

• per edifici con stufe a gas,

• stufe a combustibile solido

• stufe elettriche.

Di seguito si riportano le caratteristiche delle planimetrie degli edifici con forni a gas ed elettrici.

Riso. 1. Programma di carico giornaliero medio all'ingresso di un edificio di 62 abitazioni con stufe a gas.

La forma del programma di carico giornaliero e le sue caratteristiche (riempimento) nonché il carico massimo variano notevolmente. Pertanto, per la ricerca, curve di carico tipico medio determinate da un numero di grafici per i carichi medi mezz'ora.

Per gli elementi delle reti che forniscono appartamenti con stufe a gas, gli orari medi sono determinati per tutti i giorni della settimana, compresi sabato e domenica, poiché in queste reti non vi è una grande differenza nel programma di carico per i giorni della settimana. Per gli elementi delle reti che forniscono appartamenti con stufe elettriche, gli orari medi sono determinati per i fine settimana (sabato e domenica) e per i giorni feriali, poiché in queste reti i programmi di carico per lavoro e fine settimana differiscono l'uno dall'altro.

Una caratteristica del programma di carico del fine settimana è la presenza di carichi di punta mattutini e diurni, che sono di dimensioni vicine al carico di punta serale nei giorni feriali.

Riso. 2. Programma giornaliero medio di un edificio residenziale (501 appartamenti con stufe a gas) negli autobus nelle sottostazioni. Le misurazioni sono state effettuate con amperometri autoregistranti.

I carichi medi sono determinati dalle letture del contatore dal valore dell'energia registrata per il periodo di tempo corrispondente (solitamente 30 minuti). Per costruire un grafico medio si sommano i carichi medi registrati contemporaneamente, ad esempio alle 14:00 (14:30, 15:00, ecc.) di tutti i giorni della settimana, quindi si divide il valore risultante per Sette.

Nella fig. 1 mostra il programma di carico giornaliero medio all'ingresso di un edificio di 62 abitazioni con stufe a gas. La figura 2 mostra il programma di carico giornaliero medio degli edifici residenziali (501 appartamenti) negli autobus di una sottostazione di trasformazione. Nella fig.3 mostra un programma simile all'ingresso di un edificio di 108 unità con stufe elettriche per i giorni feriali e nei fine settimana. Dal grafico di fig. 1 ne consegue che nelle reti di edifici con stufe a gas a Mosca il carico massimo invernale si verifica intorno alle 18:00 e dura fino alle 22-23, ma il valore di carico più alto si osserva dalle 20 alle 21

Riso. 3. Programma di carico medio giornaliero all'ingresso di un edificio di 108 unità abitative con stufe elettriche. 1 — giorno lavorativo, 2 — sabato, 3 — domenica.

Fattore di riempimento del programma di carico giornaliero

è compreso tra 0,35 e 0,5.

Il carico massimo mattutino dura 2 ore: dalle 7 alle 9 ed è pari al 35-50% del massimo serale; il carico diurno è del 30–45% e il carico notturno è del 20–30%.

Nelle reti che forniscono appartamenti con stufe elettriche, nei giorni feriali il carico massimo serale coincide nel tempo con il carico massimo delle case con stufe a gas. Il massimo mattutino inizia alle 6:00 e dura fino alle 11:00 Il massimo mattutino è compreso tra il 60 e il 65% del massimo serale. Il carico diurno è del 50-60% e quello notturno del 20% Il fattore di riempimento del programma di carico giornaliero varia da 0,45 a 0,55.

Il sabato e la domenica, oltre al massimo serale dalle 21:00 alle 23:00, è previsto anche un massimo mattutino, di entità approssimativamente uguale a quello serale, e un carico massimo diurno dalle 13:00 alle 17:00, pari all'85-90% del massimo serale. Per tali giorni, il tasso di riempimento del programma è superiore rispetto ai giorni feriali. I dati forniti sono tipici delle grandi città. Nelle piccole città e nei villaggi in cui il turnover dei lavoratori gioca un ruolo significativo, i programmi di carico possono differire da quelli discussi di seguito.

L'uso diffuso di elettrodomestici dotati di motori elettrici di piccola potenza ha portato ad una diminuzione del fattore di potenza a 0,9-0,92 nelle case con stufe a gas durante il picco di carico serale, e durante il resto della giornata a 0,76-0,8 . Nelle case con stufe elettriche il fattore di potenza è più alto ed è 0,95 sia di giorno che di sera, e 0,8 di notte.

Questa circostanza è molto importante e deve essere tenuta in considerazione nella progettazione delle reti elettriche, perché fino ad ora la progettazione è stata eseguita senza tener conto di questo fattore. Si assume che il fattore di potenza sia praticamente unitario, il che è vero quando il carico principale è l'illuminazione elettrica realizzata con lampade ad incandescenza.

Il carico di un edificio residenziale è caratterizzato, di norma, dall'utilizzo di ricevitori elettrici monofase. Ciò non può non influire sulla distribuzione dei carichi sulle fasi della rete elettrica. I carichi sulle singole fasi risultano disuguali. Nonostante sia nella progettazione, nell'installazione e nel funzionamento degli impianti elettrici negli edifici residenziali, vengano prese misure per distribuire i carichi sulle fasi nel modo più uniforme possibile, gli studi dimostrano che in realtà l'irregolarità del carico di fase è spesso significativa.

La situazione è stata aggravata dalla connessione con l'uso diffuso di elettrodomestici (frigoriferi, lavatrici, televisori, radio, ecc.), che hanno modalità di funzionamento diverse e in gran parte casuali, per cui l'asimmetria delle fasi si carica in le reti urbane divennero inevitabili.

Ad esempio, secondo Mosenergo, anche nelle reti esterne con, di norma, ingressi trifase agli edifici, con una buona organizzazione del lavoro e un monitoraggio regolare, non è stato possibile ottenere un'asimmetria dei carichi di fase inferiore al 20%. La situazione è ancora peggiore con gli edifici bassi, tipici delle piccole città e dei paesi, dove gli ingressi degli edifici sono per lo più monofase. Gli studi condotti a Mosca durante la misurazione simultanea dei carichi su tutte e tre le fasi, nonché sul conduttore neutro delle reti a quattro fili, hanno confermato quanto sopra.

Riso. 4. Grafici di carico medio giornaliero per fasi di una colonna montante in una casa con stufe elettriche.

Nelle reti interne all'abitazione, soprattutto nelle reti di edifici con stufe elettriche, esiste una notevole asimmetria dei carichi di fase, dovuta non solo alla distribuzione non uniforme dei ricevitori elettrici monofase, ma anche principalmente al momento naturale di accensione e fuori dagli apparecchi elettrici. Per illustrare quanto detto in fig. 4 è riportato il programma giornaliero medio per ogni fase dell'alzata in una casa con stufe elettriche. Tipicamente, i grafici riportati sono per una linea, ad ogni fase della quale sono collegati un numero uguale di appartamenti.

I risultati dell'elaborazione dei dati ottenuti durante le misurazioni sono riportati in una tabella. 1 (secondo il laboratorio di apparecchiature elettriche MNIITEP).

Tabella 1 Dati per la misurazione dei carichi di fase

Impostazioni Fase A Fase B Fase C Valori medi Carico medio Рm, kW 4,25 3,32 4,58 4,1 Deviazione standard σð, kW 1,53 0,65 0,47 0,61 Carico massimo di progetto Pmax, kW 8 ,84 5,3 6,1 5,93 Carico unitario per appartamento, kW / appartamento — — — 1.77

Valutazione dell'asimmetria del carico

Per stimare l'asimmetria dei carichi si può utilizzare il concetto di fattore di asimmetria dei carichi di fase durante le ore di punta, che è il rapporto tra la corrente nel conduttore neutro I0 e la corrente del carico di fase medio Iav.

Valori di carico di progetto:

- indipendentemente dall'asimmetria

— tenendo conto dell'asimmetria P

dove: PMSRF — carico di fase medio massimo calcolato (per fase);

Pmkasf — carico di fase medio massimo calcolato della fase più caricata.

Il rapporto delle ultime due formule è chiamato coefficiente di transizione dal carico di progetto senza tener conto dell'asimmetria al carico di progetto, tenendo conto dell'asimmetria:

L'elaborazione dei grafici di fase individuale e di carico generale ha mostrato che nelle reti elettriche interne delle case con stufe a gas, l'asimmetria dei carichi di fase con valori medi di trenta minuti durante le ore di carico di punta è entro il 20%. Il carico di progetto per la fase di carico massimo è del 20-30% superiore al massimo di progetto del carico di fase medio.

Nelle case con stufe elettriche, l'asimmetria dei carichi di fase all'ingresso di un edificio di cento appartamenti è del 20-30%, e nelle reti di alimentazione interna (per le autostrade che alimentano 30-36 appartamenti, l'asimmetria raggiunge il 40-50 %). Si è così affermata la necessità di tenere conto dell'asimmetria dei carichi di fase nella scelta dei parametri della rete elettrica; va tenuto presente che all'aumentare del numero di appartamenti collegati, l'asimmetria diminuisce.L'asimmetria non spiegata dei carichi di fase può portare a errori significativi nella selezione delle sezioni trasversali di fili e cavi.

Nella progettazione, l'asimmetria viene presa in considerazione da un corrispondente aumento dei valori dei carichi elettrici specifici normalizzati (kW / appartamento), ovvero il calcolo viene eseguito per la fase più caricata.

Nelle sbarre del trasformatore di alimentazione, l'asimmetria dei carichi di fase incide poco e può essere trascurata.

Va detto che con una significativa asimmetria dei carichi di fase dovuta alla comparsa di correnti inverse e di sequenza zero nella rete, si ottengono ulteriori perdite di tensione e potenza, che peggiorano gli indicatori economici della rete e la qualità della tensione a energia consumatori.