1.2. Выбор схемы электроснабжения подстанции и питающихся от нее потребителей

Питание систем электроснабжения осуществляется через питающие пункты энергосистемы и электростанции (обчно ТЭЦ).

Системы электроснабжения состоят из питающих распределительных подстанций и связывающих их электрических сетей.

Система электроснабжения должна быть надежной, экономичной и безопасной в эксплуатации. Она должна обеспечивать необходимое количество электроэнергии в нормальном и послеаварийном режимах. Построение системы электроснабжения должно быть таким, чтобы в нормальном режиме все элементы системы находились под нагрузеой с максимально возможным использованием их пропускной способности.

В данном пункте рассматривается назначение отдельных потребителей в общем технологическом процессе, при этом выбирается род тока (постоянный или переменный), режим работы (постоянный, повторно-кратковременный или кратковременный ) – исходя из значения коэффициента использования, возможность перегрузки. При выборе напряжения следует привести возможные значения напряжения, основные области его применения и выбор напряжения для данного ПГВ, ГПП или цеха. Можно использовать учебник «Электроснабжение промышленных предприятий и установок» Липкина Б.Ю. 1990 г. стр. 150 – 151.

Для промышленных потребителей выбирается снабжение по радиальной, магистральной или смешанной схеме электроснабжения с обязательным обоснованием выбора.

Городская электрическая сеть строится на следующих принципах:

• Максимальное приближение подстанции к потребителям

• Исключение обесточенных резервов

• Раздельная работа источников питания по условиям надежности электроснабжения и снижения токов короткого замыкания

• Широкое применение кабельных, а не воздушных линий электропередач.

Два первых условия диктуются экономическими соображениями, причем первое вызвано стремоением сократить потери мощности и энергии, а второе – снизить капитальные затраты на сооружение сети. Широкое применение кабельных линий объясняется факторами безопасности и ограниченности территории, так как охранные зоны воздушных линий занимают много места.

Для жилых микрорайонов использовать часть пособия 2.9. – выбор схемы питания.

Также в этой части выбираются типы проводников и кабелей, которыми выполняется питающая и распределительная сеть, выбирается способ прокладки – на воздухе, под землей или внутри промышленных зданий прокладываются сети.

Выбирается конструктивное исполнение подстанции и распределительных сетей – комплектная или сборная конструкция, какие аппараты должны использоваться. При этом обращается внимание на заданную схему.

4.Расчетная часть.

2.1. Расчет электрических нагрузок на шинах подстанции

Расчет электрических нагрузок ведется несколькими методами согласно задания.

Расчет по методу коэффициента спроса

Данный метод используется для оценочных расчетов максимальных нагрузок промышленных предприятий на высшем напряжении системы электроснабжения и для расчета осветительных нагрузок цехов предприятия.

Расчетная нагрузка предприятия определяется суммированием расчетных нагрузок отдельных цехов, с учетом коэффициента разновременности максимумов нагрузки К_р.м:

где - сумма расчетных активных нагрузок цехов, определяемых как

Р_р= К_с*Р_уст

_- сумма расчетных реактивных нагрузок цехов,

Q_p= P_p*tgφ

К_р.м. = 0,8…0,95 в зависимости от типа производства, выбирается студентами.

Коэффициент спроса связывает расчетную максимальную нагрузку Р_р с номинальной мощностью электроприемников.

Таблица 1

Таблица перевода коэффициента использования в коэффициент спроса

Ки	0,4	0,5	0,55	0,6	0,7	0,8	0,9
Кс	0,5	0,6	0,63	0,65-0,7	0,75 0,8	0,85-0,9	0,92-0,95

Расчет по методу коэффициента максимума

Все электроприемники (ЭП) распределяем на два распределительных пункта (РП) и ведем расчет отдельно для РП-1 и РП-2.

Определяем нагрузки для сети 0,4 кВ.

Определяем номинальную, средневзвешенную активную и реактивную мощности для каждого электроприемника РП1 и РП2

Р_н = Р_уст n

Р_см = к_и Р_н

Q_см = Р_см tg

где Р_уст – установленная мощность ЭП;

к_и – коэффициент использования оборудования;

Затем определяем средние нагрузки по РП:

Р_нΣ = Σ Р_н

Р_смΣ = Σ Р_см

Q_смΣ = Σ Q_см

n_Σ = Σ n_i

Определяем средневзвешенный коэффициент использования и модуль сборки:

К_и.гр. = Р_смΣ / P_нΣ

m = Р_{уст. мaкс.} / P_{уст. мин}

Определяем эффективное число электроприемников:

При n 5, к_иср 0,2, m 3

n _э = ;

Определяем коэффициенты максимума к_м , зная n_э и к_и.гр. для РП1 и РП2

Определяем максимальные расчетные нагрузки:

Р_м = к_м P_смΣ

Q_м = 1,1 Q_см при n 10

Q_м = Q_смΣ при n > 10

Суммируем нагрузки по РП1 и РП2 и получаем итоговые нагрузки по РУ-0,4 кВ

Р_см =

Р_н =

Q_см =

n =

Р_м =

Q_м =

S_м =

I_м =

cos φ =

Результаты расчетов заносим в таблицу 2

Таблица 2

Расчет электрических нагрузок

Потребители РП-1

Потребители РП-2

Итого по п/станции

Итого

Итого

n,шт

Руст, кВт

m

ки

Рн, кВт

nэ

Рсм, кВт

Qсм кВт

км

Рм, кВт

Qм, кВар

Sм, кВА

Iм, А

Расчет нагрузок для жилых микрорайонов

В основе расчета используется нагрузка одного потребителя, в качестве которого выступает квартира. Расчетная электрическая нагрузка одной квартиры жилых домов в зависимости от числа квартир равна:

,

где - расчетная нагрузка дома квартирного типа;

- число квартир;

- удельная нагрузка, соответствующая числу квартир, кВт/кв.

Таблица 3

Удельная расчетная нагрузка электроприемников квартир

Плиты	Число квартир
	12	40	100	400	1000
На природном газе	2,45	1,8	1,6	1,45	0,8
На сжиженном газе	2,65	2	1,8	1,5	1,2
Электрические	3,4	2,5	2,15	1,9	1,5

Значение нагрузок являются приведенными – они установлены с учетом коэффициента одновременности в зависимости от числа квартир и являются справочными данными.

Силовую нагрузку общедомовых приемников электрической энергии, включая лифты определяются отдельно, с учетом соответствующих коэффициентов спроса и мощности. В результате расчетную нагрузку жилого дома, который не имеет встроеных учреждений, определяют как сумму нагрузки квартир и силовой нагрузки общедомовых приемников:

= Р_кв.+ К_у (Р_л.+Р_с.т)

где - нагрузка жилого дома;

- силовая нагрузка общедомовых установок;

К _у - коэффициент, учитывающий участие мощности силовых установок в максимуме нагрузки квартир, равный 0,9.

Силовая нагрузка складывается из мощности лифтовых установок Р_л и мощности электродвигателей насосов водоснабжения, насосов системы отопления и наружного освещения Р_­с.т.

В свою очередь, силовая нагрузка для лифтовых установок равна:

где - расчетный коэффициент спроса для лифтовых установок, определяемый по справочным данным (таблица 4)

m – количество лифтов;

- установленная мощность элетродвигателя лифта, кВт.

Р_­с.т. = К_{с с.т.} ∑ Р_{с.т.уст.}

где Р_{с.т.уст.} – установленные мощности электродвигателей насосов водоснабжения, вентиляторов и теплоснабжения

К_{с с.т.} - коэффициент спроса сантехнических установок (таблица 5)

Таблица 4

Коэффициенты спроса лифтовых установок

Число лифтовых установок	Число этажей жилого дома
	До 12	Более 12
4…5 10 Более 10	0,7 0,5 0,35	0,8 0,6 0,4

Таблица 5

Коэффициенты спроса санитарно-технических устройств

Число электродвигателей	Кс с.т.	Число электродвигателей	Кс с.т.
2 5 10	1 0,8 0,7	20 30 50	0,65 0,6 0,55

Кроме домов в жилых районах городов распологаются учреждения и предприятия общественно-коммунального характера, нагрузку которых определяют, как правило, индувидуально в процессе разработки проектов их внутреннего электрооборудования. Нагрузки определяют с использованием коэффициента спроса.

В результате (например, при наличии в жилом доме встроенного предприятия или учреждения) расчетная нагрузка жилого дома получается равной:

где - суммарная нагрузка жилого дома и встроенного предприятия в максимуме нагрузки жилого дома;

- нагрузка предприятия.

Расчетные электрические нагрузки общественных зданий (помещений) определяются по удельным расчетным электрическим нагрузкам Р_общ.уд., отнесенным или к площади, или к числу мест.

Таблица 6

Удельные расчетные электрические нагрузки общественных зданий

Общественные здания	Удельная нагрузка		Соs φ	Время использования максимума нагрузки , час.
	Единица	значение
Предприятия общественного питания	кВт/место	0,9	0,98	3300-4700
Продовольственный магазин с кондиционированием Промтоварный магазин с кондиционированием Универсам с кондиционированием	кВт/ торгового зала	0,14 0,11 0,13	0,8 0,9 0,85	4100-4200
Школа односменная с пищеблоком Детские ясли-сад с пищеблоком Больница многопрофильная с пищеблоком Поликлиника Аптека с приготовлением лекарств	кВт/ученик кВт/место кВт/койко- место кВт/посещений кВт/ торгового зала	0,14 0,40 2,2 0,15 0,1	0,95 0,97 0,93 0,92 0,93	800 3200-3800 1900-2200 1300-1600
Кинотеатр с кондиционированием	кВт/место	0,12	0,92	-
Парикмахерская Гостиница с кондиционированием и пищеблоком Фабрика химчистки и прачечная с самообслуживанием	кВт/рабочее место кВт/место кВт/кг белья в смену	1,3 0,4 0,065	0,97 0,9 0,8	2500-3500 4800-5000 2300

Все исходные данные записываем в таблицу 7.

Таблица 7.

Исходные данные.

Потреби- тель (адрес)	Этажность	Площадь	Вмести- мость чел.	Удельная нагрузка	cosφ	Кол. лифтов	Руст кВт	Кс.с.т.	Кл.

Расчет нагрузок сводим в таблицу 8

Таблица 8.

Результаты расчета нагрузок

№ дома	Р, кВт	Q, кВар	S, кВА
Итоговые нагрузки:	∑	∑	∑