3.2. Визначення електричних навантажень на вводах споживачів електричної енергії

При розрахунку сумарної потужності споживачів електроенергії розділяють на групи (окремо для денного та вечірнього максимумів). У групи входять споживачі одного характеру, потужність яких не відрізняється більше ніж у чотири рази.

В окремих групах потужності підсумовуються за допомогою коефіцієнта одночасності:

,

Потужність денного максимуму.

Група № 1

Житлові будинки (80 будинків К₀=0,24 )

Р_д(1)=0,26·80·1,05=21,84 кВт.

Група № 2

Корівники на 200 г.,свинарник, овочекартоплесх, магазин, (4 будинки К₀=0,73)

Р_д(2)=0,73·(6·2+2+6+4)=17,52 кВт.

Група № 3

Гараж тракторів, гараж автомобілів, зерносховище, склад, початкова школа, (5 будинків К₀=0,73)

Р_д(3)=0,73·(15+30+10+15+11)=59,13 кВт.

Група №4

Адмін. будинки, лазня (2 будинки К₀=0,73)

Р_д(4)=0,73·(3·15+7)=37,96 кВт.

Потужність вечірнього максимуму

Група № 1

Житлові будинки (80 будинків К₀=0,24 )

Р_в(1)=0,24·80·3,0=57,6 кВт.

Група № 2

Корівники на 200 г., свинарник, овочекартоплесх, магазин, зерносховище (5 будинків К₀=0,73)

Р_в(2)=0,73·(6·2+2+6+4+2)=23,36 кВт.

Група № 3

Гараж тракторів, гараж автомобілів, склад, школа, амін. будин, лазня (6 будинків К₀=0,73)

Р_в(3)=0,73·(5+15+5+7+4+8)=37,23 кВт.

Потужність груп підсумовують за допомогою добавок:

Р=Р_max+P(Р_min)

де Р_max - більша потужність;

Р(Р_min) - добавка від меншої потужності.

У вечірнє навантаження також включається навантаження вуличного та зовнішнього освітлення.

Освітлення вулиць з житловими будинками визначається по формулі:

Р_в.о.=Р_в.н.·L_в·10^-3,

де Р_в.о. - навантаження вуличного освітлення, кВт.;

Р_в.н. - норма вуличного освітлення [Л.3, додаток 5], Вт/м;

L_в - загальна довжина вулиць, м.

Р_в.о.=7∙1900·10^-3 =13,3 кВт.

Навантаження зовнішнього освітлення Р_з.о., (території ферм, господарчих дворів L_пер=1020 обчислюють з розрахунку 250 Вт на одне приміщення і 3 Вт на один метр довжини периметра території.

Р_з.о.=(250·N_пр.+3·L_пер.)·10^-3,

де N_пр. - кількість приміщень, шт.;

L_пер. - довжина периметра території, м.

Р_з.о.=(250·8+3·1020)·10^-3=5,06 кВт.

Навантаження вуличного та зовнішнього освітлення підсумовують з коефіцієнтом одночасності К_о=1 і включають в вечірній максимум з коефіцієнтом участі, який дорівнює одиниці.

Сумарна потужність груп денного максимуму:

Р_д=21,84+17,52+59,13+37,96=136,45 кВт.

Сумарна потужність груп вечірнього максимуму:

Р_в=57,6+23,36+37,23=118,19 кВт.

Р_в.заг.= 118,19 +13,3+5,06=136,55 кВт.

4. Електричний розрахунок лінії 10 кВ

Розрахунок лінії 10 кВ включає в себе: знаходження розрахункових навантажень існуючих трансформаторних підстанцій 10/0,4 кВ; підрахунок електричних навантажень на ділянках лінії 10 кВ; вибір перерізів проводів ліній 10 кВ.

Розрахункові навантаження Р_р існуючих підстанцій 10/0,4 кВ на розрахунковий рік знаходять по формулі

Р_р=К_н·Р_м,

де Р_м - максимальне існуюче навантаження ТП, кВт (згідно завдання);

К_н - коефіцієнт зростання навантаження ТП, кВт змінюється залежно від виду споживачів.

Знайдені розрахункові навантаження записуються в таблицю де наван­таження існуючих ТП визначено множенням розрахункового навантаження на коефіцієнт участі його в денному К_д та вечірньому K_в максимумах (для виробничих споживачів К_д=1,0; К_в=0,6; для комунально-побутових споживачів - K_д=0,3...0,4, К_в=1, для змішаних споживачів - К_д=К_в=1,0).

Таблиця 4.1 Розрахункові навантаження ТП-10/0,4 кВт

№ ТП	Pм , кВт.	Вид навантаження	Рр=Кн·Рм, кВт.	Pд=Kд·Pр, кВт.	Pв=Kв·Pр, кВт.
1.	60	виробниче	126	126	72.6
2.	40	виробниче	84	84	50.4
3.	50	комунальне	90	31.5	90
4.	120	виробниче	252	252	151.2
5.	100	комунальне	180	63	170.45
6.	-	виробниче	-	136.45	118.19
7.	95	комунальне	171	59.85	171

Для точки приєднання заданого населеного пункту до лінії 10 кВ у таблицю записуються сумарні розрахункові навантаження одержані раніше.

Підрахунок електричних навантажень на ділянках лінії 10 кВ починають з кінця лінії, підсумовуючи навантаження ТП по денному та вечірньому максимумах (окремо по добавках) беручи дані з таблиць.

На кожній ділянці лінії необхідно знайти виробниче навантаження Р_вир, яке включає в денний час навантаження ТП з виробничим і змішаним видом споживачів, і вечірній час тільки навантаження ТП з виробничим видом, та загальне навантаження Р_заг, яке включає навантаження всіх ТП.

Розрахунки навантажень лінії 10кВ виконують в табличній формі (табл.5).

Переріз проводів лінії 10 кВ вибирають за мінімумом приведених затрат (з використанням економічних інтервалів потужностей) залежно від еквівалентної потужності S_е на ділянці лінії. Границі економічних інтервалів для вибору перерізів проводів ліній 10 кВ.

К

Рис. 2 Схема розподільчої мережі 10 кВ з навантаженнями.

Таблиця 4.2 Розрахунок навантажень лінії 10 кВ.

Ділянка	Вид наван­таження	Навантаження
		Денне, кВт					Вечірнє, кВт
		Рдб	Рдм	Р(Рдм)	Рд	Рвб		Рвм	Р(Рвм)	Рв
6-7	Рвир	-	-	-	-	-		-	-	-
	Рзаг	59.85	-	-	59.85	171		-	-	171
2-6	Рвир	136.45	-	-	136.45	118.19		-	-	118.19
	Рзаг	136.45	59.85	+44	180.45	171		118.19	+87		258
4-5	Рвир	-	-	-	-	-		-	-	-
	Рзаг	63	-	-	63	170.45		-	-	170.45
3-4	Рвир	252	-	-	252	151.2		-	-	151.2
	Рзаг	252	63	+47	299	170.45		151.2	+116	286.45
2-3	Рвир	-	-	-	-	-		-	-	-
	Рзаг	299	31.6	+21	311	286.45		90	+67	353.45
1-2	Рвир	252	136.45	+102	416	151.2		118.19	+87	272.2
			84	+62				50.4	+36
	Рзаг	311	252	+192	532	353.45		258	+203	592,95
			50.4	+36				50.4	+36
0-1	Рвир	416	126	+94	510	272.2		72.6	+53	365.5
	Рзаг	532	126	+94	626	592.45		72.6	+53	645.45

Еквівалентна потужність ділянки лінії 10 кВ

S_е=К_д·S_м

де S_м - максимальна потужність ділянки лінії (найбільша з розрахункових навантажень денного S_д або вечірнього S_в максимумів), кВА;

К_д - коефіцієнт який враховує динаміку зростання навантаження (для сільських мереж рекомендується 0,7).

Розрахункове денне S_д та вечірнє S_в навантаження знаходять виходячи з загального денного Р_д та вечірнього Р_в навантажень і коефіцієнта потужностей користуючись формулою:

.

Таблиця 4.3. Розрахунки по вибору перерізів проводів лінії 10 кВ

Ділянка	Денне навантаження				Вечірнє навантаження				Sм , кВА		Sе , кВА		Провід		Втрата напруги, %
	Рвир/Рзаг	cos	Sд,	Рвир/Рзаг		cos	Sв,							Uф		Uф
0-1	0.78	0.73	857.5	0.46		0,87	741.9	857.5		600.25		AС-50		0.25		0.25
1-2	0.81	0.72	738.8	0.43		0,88	680.9	738.8		517.16		AС-50		0.48		0.73
2-3	0	0.89	565.4	0		0,93	380.1	565.4		395.78		AС-25		0.36		1.09
3-4	0.84	0.71	421.1	0,52		0,86	333.1	421.1		294.77		AС-25		0.21		1.3
4-5	0	0.89	114.5	0		0,93	183.3	183.3		128.3		AС-25		0.12		1.42
2-6	0.76	0.74	243.8	0,46		0,87	296.5	296.5		207.55		AС-25		0.08		1.5
6-7	0	0.89	108.8	0		0,93	183.9	183.9		128.73		AС-25		0.09		1.59

Перевірка проводів лінії 10 кВ на допустиму втрату напруги.

Переріз проводів лінії 10 кВ, які вибрані за допомогою економічних інтервалів потужностей, потрібно перевірити на допустиму втрату напруги. При цьому фактична втрата напруги до найвіддаленішої точки у мережі не повинна перевищувати допустиму, U_ф<U_доп.

Фактична втрата напруги на і - тій ділянці лінії (%)

де Р_і - розрахункова активна потужність ділянки лінії, кВт;

Q_і - розрахункова реактивна потужність ділянки лінії, кВар;

r_і - активний опір ділянки лінії, Ом;

х_і - реактивний опір ділянки лінії, Ом;

U_н - номінальна напруга лінії.

P_i – (max P_д, P_в з табл5),

,

,

де L_і - довжина ділянки лінії, км;

r_0і - питомий активний опір провода і-тої ділянки лінії, Ом/км;

х_0і- питомий реактивний опір провода і-тої ділянки лінії, Ом/км.

Для проводу AC - 50, r₀=0,6 Ом/км

AC - 35, r₀=0,78 Ом/км.;

AC - 25, r₀= 1,26 Ом/км.

Для наближених розрахунків повітряних мереж, виконаних проводами з кольорових металів, для ліній напругою 6, 10, 20, 35 кВ можна прийняти x₀=0,4 Ом/км.

Для визначення втрат на кожній ділянці складаю допоміжну таблицю, де записую значення опорів та довжин ділянок.

Таблиця 4.4. Дані ділянок лінії 10 кВ

Ділянка	Провід	Sм	Pі , кВт	Qі , кВА	Li , км	rі , Ом	xі , Ом	U(%)
0-1	AС-50	857.5	645.45	563.7	0.4	0.24	0.16	0.25
1-2	AС-50	738.8	592.95	440.7	0.9	0.54	0.36	0.48
2-3	AС-35	565.4	353.45	441.3	0.8	0.62	0.32	0.36
3-4	AС-35	421.1	299	296.5	0.6	0.47	0.24	0.21
4-5	AС-25	183.3	170.45	67	0.5	0.63	0.2	0.12
2-6	AС-25	296.5	258	146.1	0.2	0.25	0.08	0.08
6-7	AС-25	183.9	171	67.6	0.4	0.5	0.2	0.09

Фактичну напругу будь якого споживача визначають як суму втрат напруги на окремих ділянках

У загальному випадку фактичну втрату напруги потрібно знаходити по денному та вечірньому максимумах навантажень окремо. Але в деяких випадках можна оцінити, при якому навантаженні (денному чи вечірньому) буде мати місце більша втрата.

Для визначення допустимої втрати напруги в мережі складається таблиця відхилень напруги. У цій таблиці розглядають два режими: режим максимальних навантажень і режим мінімальних навантажень (100% і 25%). Відхилення напруги на шинах 10 кВ РТП у режимі максимальних навантажень становить +3%, а мінімальних навантажень становить 0%.

При складанні таблиці розглядають дві споживчі ТП, ближня та віддалена. Ближня - це ТП приєднана в безпосередній близькості до шин РТП де втрата напруги дорівнює нулю.

Допустиме відхилення напруги для найвіддаленішого споживача у нормальному режимі становить ±5%.

Для визначення допустимої втрати напруги мережі треба спочатку розглянути роботу найвіддаленішого споживача, що живиться від найвіддаленішої ТП в режимі максимального навантаження.

Розглянемо надбавку відгалуження +5% - втрата напруги становить:

Таблиця 4.5. Розрахунок допустимої втрати напруги.

Елемент мережі	Ближня ТП		Віддалена ТП
	100%	25%	100%	25%
Шини 10 кВ РТП	+3	0	+3	0
Лінія 10 кВ	0	0	-6	-1.5
ТП 10/0,4кВ: постійна надбавка	+5	+5	+5	+5
регульована надбавка	0	0	+2.5	+2.5
втрати напруги	-4	-1	-4	-1
Лінія 0,38 кВ	-9	0	-5.5	0
Споживач	-5	+4	-5	+5
Допустиме відхилення напруги споживача	-5	+5	-5	+5