Задачей расчета электрических нагрузок является оценка расчетной мощности для каждого элемента электрической сети, по которой будут определены мощности элементов сети. Электрической нагрузкой называют мощность или ток, потребляемые электроприёмником, либо потребителем в установленные моменты или интервалы времени. Нагрузка может измеряться полной, активной и реактивной мощностью либо полным, активным или реактивным током. Расчет нагрузок городской сети включает определение нагрузок отдельных потребителей (жилих домов, общественных зданий, коммунально-бытовых предприятий и т.д.) и элементов системы электроснабжения (распределительных линий, ТП, РП, центров питания и т.д.)

Расчётную нагрузку грепповых сетей освещения общедомовых помещений жилых зданий (лестничных клеток, вестибюлей, технических этажей) следует определять по светотехническому расчёту с коэффициентом спроса равным 1.

Расчеты электрических нагрузок будем производить на примере трансформаторной подстанци №1 (ТП – 1), остальные расчеты аналогичны, результаты расчетов сводим в таблицу 1.9.

Расчетная, активная и реактивная нагрузки питающих линий, вводов и на шинах РУ-0,4 кВ ТП от электроприемников квартир Pкв., кВт; Qкв., кВар; определяются по формулам:

Pкв. = Pкв. уд. * n (1.1.)

Qкв. = Pкв. * Cos φкв. (1.2.)

Где Pкв. уд. – удельная нагрузка электроприемников квартир, принимаемая по таблице 2.1.1. [ 6 ] в зависимости от числа квартир, присоединенных к линии (ТП), типа кухонных плит и наличия бытовых кондеционеров воздуха, кВт/квартиру; Pкв. уд. – удельные расчетные нагрузки квартир включают в себя нагрузку освещения общедомовых помещений (лестничных клеток, подполий, технических этажей, чердаков и т. д.)

n – количество квартир, присоединенных к линии (ТП).

Pкв. = 1,23*467 = 593,1 кВт

Qкв. = 593,1 * 0,95 = 563,4 кВар

Расчетная, активная и реактивная нагрузки линий питания лифтовых установок Pр. лиф., кВт; Qр. лиф., кВар; определяются по формулам:

Pр. лиф. = ∑ Pn. i. * Kс. лиф. (1.3.)

Qр. лиф. = Pр. лиф. * Cos φлиф. (1.4.)

Где Kс. лиф. – коэффициент спроса, определяемый по таблице 2.1.2. [6] в зависимости от количества лифтовых установок и этажности зданий;

Pn. i. – установленная мощность i-го лифта, кВт

Pр. лиф. = 9 * 5 * 0,5 = 22,5 кВт

Qр. лиф. = 22,5 * 0,85 = 19,1 кВар

Расчетная, активная и реактивная электрические нагрузки жилых домов (квартир и силовых электроприемников) Pр.ж.д, кВт; Qр.ж.д, кВар, определяется по формулам;

Pр.ж.д = Pкв + kу Pр. лиф. (1.5.)

Qр.ж.д = Qкв + kу Qр. лиф. (1.6.)

где Pкв – расчетная электрическая нагрузка квартир, кВт;

Pр. лиф. – расчетная активная нагрузка силовых электроприемников жилого дома, (лифтов) кВт;

Qр. лиф. – расчетная реактивная нагрузка силовых электроприемников жилого дома, (лифтов) кВт;

kу – коэффициент участия в максимуме нагрузки силовых электроприемников (равен 0,9).

Pр.ж.д = 593,1 + 0,9 * 22,5 = 613,4 кВт

Qр.ж.д. = 563,4 + 0,9 * 19,1 = 580,6 кВар

Расчетная активная и реактивная электрические нагрузки на вводе подстанции до 1 кВ при смешанном питании потребителей жилых домов и общественных зданий (помещений), Рп/с., кВт; Qп/с., кВар, определяются по формулам:

Рп/с. = Рр.ж.з. + ∑ ΔР (1.7.)

Qп/с. = Qр. ж. з. + ∑ ΔР * Cos φоб. зд. (1.8.)

Где ΔР = Ро.з. * kу – мщность общественных зданий умноженная на коэффициент участия в максимуме нагрузок общественных зданий по таблице 42.7 [ 7 ].

Рп/с. = 613,4 + 57,9 = 671,3 кВт

Qп/с. = 740,1 + 46,3 * 0,9 = 622,3 кВар

Полная мощность на вводе подстанции, Sп/с., кВА, определяется по формуле:

Sп/с. = √ Рп/с.² + Qп/с.² (1.9.)

Sп/с. = √ 671,3² + 622,3² = 915,4 кВА

Таблица 1.9.

Расчет электрических нагрузок

№ п/п	Наименование	P п/с, кВт	Q п/с, кВар	S п/с, кВА
1	ТП – 1	671,3	622,3	915,4
2	ТП – 2	554,2	469,7	726,5
3	ТП – 3	215	169,3	273,6
4	ТП – 4	791,5	672,2	1038,4
5	ТП – 5	656,3	492,7	820,6
6	ТП – 6	410,3	309,2	513,8
7	ТП – 7	119,9	85,6	147,3
8	ТП – 8	96,3	66,4	116,9

1.3 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

1.3.1 ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Основным критерием выбора оптимальной мощности трансформаторов являются: экономические соображения, обеспечивающие минимум приведённых затрат, условия нагрева, зависящие от температуры, коэффициента начальной загрузки, длительности максимума.

От правильного размещения подстанций на территории массовой жилой застройки города, а также числа подстанций и мощности трансформаторов, установленных в каждой подстанции, зависят экономические показатели и надежность системы электроснабжения потребителей. Трансформаторные подстанции следует приблизить к центру питаемых ими групп потребителей, так как при этом сокращается протяжонность низковольтных сетей, снижаются сечения проводов и жил кабелей, а это приводит к значительной экономии цветных металлов и снижению потерь энергии. Снижаются также капитальные затраты на сооружение сетей. Поэтому система с мелкими подстанциями (мощность отдельных трансформаторов обычно не превышает 1000 кВА при вторичном напряжении сети 0,4/0,23 кВ) оказывается выгодной и применяется повсеместно [ 5 ].

Количество силовых трансформаторов на трансформаторной подстанции зависит от категории нагрузки по степени бесперебойности электроснабжения. Основная часть потребителей электроэнергии относится к 2-й категории по надёжности электроснабжения. Часть потребителей электроэнергии относятся к потребителям 3-й категории.

Принимается двухтрансформаторная КТП с использованием масляных трансформаторов.

Мощность каждого трансформатора должна быть такой, чтобы при отключении одного из трансформаторов оставшейся в работе обеспечивал электроэнергией потребителей 1 и 2 категорий. За основу выбора берётся перегрузочная способность трансформаторов. Обычно в практике проектирования пользуются перегрузочной способностью для потребителей, работающих по двухсменному режиму раборы, а жилые районы можно отнести к таким режимам работы, так как днем загруженность заключается в работающих магазинах, школах, детских садах и т. д., а вечером в жилых домах. Перегрузочная способность заключается в следующем: при выходе из строя одного из трансформаторов второй трансформатор может нести перегрузку величиной 40% в течении 6-и часов в сутки 5 рабочих дней недели.

Выбор трансформаторов будем производить на примере трансформаторной подстанци № 1 (ТП–1), остальные расчеты аналогичны, результаты расчетов сводим в таблицу 1.11.

Мощность трансформатора определяется по формуле:

Sнагр.

Sтр. = (1.10.)

Кз. * n

где, Sнагр. – расчетная мощность нагрузки ТП.

n – количество трансформаторов на подстанции. n = 2

Кз. – коэффициент загрузки трансформатора. Кз. = 0.7

606.99

Sтр. = = 433.56кВА

0,7*2

Выбираем ближайшый больший по мощности трансформатор:

ТМ-630/10

Sном =630кВА

ΔРхх=1.3кВт.

ΔРкз=7.8 кВт.

Uкз = 5.5%

Iхх =2%

Проверяем перегрузочную способность трансформаторов в аварийном режиме: 1,4 * Sномт ≥ Sp

1,4 * 630 = 882 > 606

Условие выполняется.

Таблица 1.10.

Выбор трансформаторов

№ п/п	Т.П.	Трансформатор	Sном., кВА	ΔPх.х, кВт	ΔPк.з., кВт	Uк.з., %	Iх.х., %
1	ТП – 1	Т1.1. TM- 630/10	630	1.3	7.6	5,5	2
2	ТП – 1	Т1.2.TM- 630/10	630	1.3	7.6	5,5	2
3	ТП – 2	Т2.1. ТМ-630/10	630	1.3	7.6	5,5	2
4	ТП – 2	Т2.2. ТМ-630/10	630	1.3	7,6	5,5	2
5	ТП – 3	Т3.1. ТМ-400/10	400	0.95	5.5	4.5	2.1
6	ТП – 3	Т3.2. ТМ-400/10	400	0.95	5.5	4.5	2.1
7	ТП – 4	Т4.1. ТМ-630/10	630	1.3	7.6	5,5	2
8	ТП – 4	Т4.2. ТМ-630/10	630	1.3	7.6	5,5	2
9	ТП – 5	Т5.1. ТМ-400/10	400	0.95	5.5	4.5	2.1
10	ТП – 5	Т5.2. ТМ-400/10	400	0.95	5.5	4.5	2.1
11	ТП – 6	Т6.1. ТМ-400/10	400	0.95	5.5	4.5	2.1
12	ТП – 6	Т6.2. ТМ-400/10	400	0.95	5.5	4.5	2.1
13	ТП – 7	Т7.1. ТМ-630/10	630	1.3	7.6	5,5	2
14	ТП – 7	Т7.2. ТМ-630/10	630	1.3	7.6	5,5	2
15	ТП – 8	Т8.1. ТМ-630/10	630	1.3	7.6	5,5	2
16	ТП – 8	Т8.2. ТМ-630/10	630	1.3	7.6	5,5	2

1.3.2 РАСЧЕТ СЕЧЕНИЯ ЛЭП

Критерием расчета сечения линий электропередачи является:

1. длительно допустимый ток Iдоп;

2 экономическая плотность тока Iэк;

3. допустимая потеря напряжения.

В сетях выше 1000 В расчёт сечений ведётся по первым двум условиям, а в сетях до 1000 В расчётным условием является – длительно допустимый ток и допустимая потеря напряжения.

Рассчитываем значение тока:

Sрасч. * Ко

Iрасч. = (1.11.)

√3 *Uв. н.

Где: Sрасч. – мощность всех подстанций кольца.

Ко – коэффициент одновременности для электрических нагрузок в сетях 6 – 20 кВ учитывающий количество ТП [8].

3361.1

Iрасч.L1. = = 194.3А

√ 3 * 10

Все проводники электрической сети проверяют по допустимому нагреву током нагрузки Для выбора сечений и проверки проводов и кабелей пользуются таблицами приведёнными в ПУЭ. Для этого сопоставляют расчетные токи элементов сети с длительно допустимыми токами, приведёнными в таблицах для проводов и кабелей. Необходимо выдержать соотношение

Iрасч. ≤ Iдоп.

где: Iрасч. – расчетный ток нагрузки, А;

Iдоп. – предельно допустимый ток для данного сечения проводника, А.

По данным справочной литературы выбираем бронированный трехжильный кабель с алюминиевыми жилами и бумажной изоляцией, пропитанной маслоканифольной и не стекающей массами, в свинцовой или алюминиевой оболочке. ААБл (3 *95) Sкаб. = 95 мм2 Iдл. =205А

194,3≤ 205

Условие выполняется.

При проектировании электрических сетей важно обеспечить наименьшую стоимость электроэнергии. Это зависит от выбранных сечений проводов. Если их занизить, то потери энергии возрастут, а если увеличить – уменьшится стоимость потерянной энергии, однако это приводит к росту капитальных первоначальных затрат на сооружение сети. Сечение, соответствующее минимуму стоимости передачи электроэнергии, называют экономическим

Sэ. ≤ Sкаб., мм²

Экономическая плотность тока является функцией двух переменных: числа часов использования максимальной нагрузки Тм и материала проводника. По справочной литературе для Тм = 5000 часов и материала проводника – алюминий, определим экономическую плотность тока jэк. = 2,5А/мм2, тогда расчётное значение экономического сечения линий равно:

Iрасч.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13