2.3. Визначення електричних навантажень освітлювальних установок
Розрахунок потужності будівлі. В основі розрахунку використовується навантаження одного споживача, яким є квартира. Розрахункове електричне навантаження одного квартирного житлового будинку залежно від числа квартир рівне:
Ркв =Ркв.уд.∙n, (1)
де Ркв - розрахункове навантаження будинку квартирного типу; n - число квартир; Ркв.уд- питоме навантаження, відповідне числу квартир, кВт/кв.
Значення навантажень є приведеними, вони встановлені з урахуванням коефіцієнта одночасності залежно від числа квартир і є довідковими даними.
Силове навантаження загальнобудинкових приймачів електричної енергії, включаючи ліфти, визначають окремо, з урахуванням відповідних коефіцієнтів попиту і потужності. В результаті розрахункове навантаження житлового будинку, який не має вбудованих установ, визначають як суму навантаження квартир і силового навантаження загальнобудинкових приймачів:
Рж.д. = Ркв+kΣРс, (2)
де Рж.д- навантаження житлового будинку; Рс- силове навантаження загальнобудинкових установок; k- коефіцієнт, що враховує участь потужності силових установок в максимумі навантаження квартир, рівний 0,9.
В свою чергу, силове навантаження для ліфтових установок рівне:
Рс
=Рл =kс.л.
, (3)
де kс.л.- розрахунковий коефіцієнт попиту для ліфтових установок, визначуваний за довідковими даними; m - кількість ліфтів; Руст.- встановлена потужність електродвигуна ліфта, кВт.
Повне розрахункове навантаження житлового будинку визначають по формулі:
Sж.д. = Ркв/cosφж.д.+0,9 Ркв/cosφс, (4)
де cosφж.д и cosφс - коефіцієнти потужності, що характеризують навантаження квартир і загальнобудинкових приймачів відповідно.
Окрім будинків в житлових районах міст розташовуються установи і підприємства суспільно-комунального характеру, навантаження яких визначають, як правило, індивідуально в процесі розробки проектів їх внутрішнього електроустаткування. Навантаження визначають з використанням коефіцієнта попиту.
У результаті (наприклад, за наявності в житловому будинку вбудованого підприємства або установи) розрахункове навантаження житлового будинку визначається як:
ΣРж.д. = Рж.д+kРобщ., (5)
де ΣРж.д - сумарне навантаження житлового будинку і вбудованого підприємства в максимумі навантаження житлового будинку; Робщ - навантаження підприємства.
Сумарні розрахункові активні і реактивні навантаження в цілому по житловому району визначають підсумовуванням відповідних навантажень об'єктів.
Qр.ж.д. =Ркв∙tgφж.д.+0,9∙Рс∙tgφс. (6)
Розрахунок навантажень зводимо в таблицю
-
№ будинку
Р, кВт
Q, кВАр
S, кВА
Σ
Σ
Σ
2.4. Вибір трансформатора. Розрахунок втрати напруги загальної потужності трансформатора
При розробці схем енергопостачання об'єктів однією з важливих задач є визначення кількості і потужності силових трансформаторів на підстанціях. Число трансформаторів на споживацькій підстанції 6... 10/0,4 кВ залежить від категорії споживачів по надійності електропостачання.
Номінальна потужність трансформатора визначається розрахунковим навантаженням на шинах 0,4 кВ. Вибір трансформатора по потужності переслідує мету перевірки відповідності умовам роботи в нормальному режимі по економічних інтервалах навантаження з урахуванням допустимих і аварійних перевантажень.
У системах електропостачання знижуючі підстанції використовують для перетворення і розподілу електроенергії, одержаної звично від енергосистем. На всіх підстанціях для зміни напруги змінного струму служать силові трансформатори різного конструктивного виконання, що випускаються в широкому діапазоні номінальних потужностей і напруг.
Вибір трансформаторів полягає у визначенні їх необхідного числа, типу, номінальних напруг і потужності, а також групи і схеми з'єднання обмоток.
Трансформаторні підстанції (ТП) в даний час часто виконуються комплектними (КТП), і у всіх випадках, коли цьому не перешкоджають умови навколишнього середовища і обслуговування, встановлюються відкрито. Правильне визначення числа і потужності трансформаторів можливе тільки з урахуванням наступних чинників: категорії надійності електропостачання споживачів; компенсації реактивних навантажень на напрузі до 1 кВ; перевантажувальної здатності трансформаторів в нормальному і аварійному режимах; кроку стандартних потужностей; економічних режимів роботи трансформаторів залежно від графіка навантаження.
Вибір необхідного числа трансформаторів:
Звичайно на підстанції вибирають один або два трансформатори.
При цьому однотрансформаторні підстанції вибирають:
— для живлення електроприймачів, що допускають живлення тільки від одного нерезервованого джерела (електроприймачі III категорії);
— для живлення електроприймачів будь-яких категорій через замкнуті мережі, підключені до двох або декількох підстанцій (або через незамкнуті мережі, зв'язані між собою резервними лініями).
Два трансформатори встановлюють на підстанціях, що живлять електроприймачі I або II категорії і що не мають на вторинній напрузі зв'язку з іншими підстанціями.
Щоб обидва трансформатори могли надійно резервувати один одного, їх живлять від незалежних джерел по незалежних один від одного лініях. З огляду на те, що взаємне резервування трансформаторів повинне бути рівнозначним, їх вибирають однакової потужності.
Головні знижувальні підстанції (ГПП), як правило, споруджують двохтрансформаторними.
Необхідність в більшому числі трансформаторів зустрічається рідко.
Визначення кількості і потужності трансформаторів на підстанції:
— визначаємо кількість трансформаторних підстанцій (ТП) для розрахованого сумарного навантаження
NТП=
(7)
Кз – коефіцієнт завантаження в нормальному режимі (0,6 — 0,8);
Sтр – прийнята потужність трансформаторів ТП;
cos φ – коефіцієнт потужності (0,9);
nтр – кількість трансформаторів на ТП.
Вибираємо ТП в додатку 1.
Відповідно до ГОСТ 11920-85 і 12965-85 трансформатори мають наступні номінальні потужності: 100, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500 кВА.
Розрахунок втрати напруги загальної потужності трансформатора. При виборі потужності трансформаторів зв'язку з системою з однією підвищеною напругою рекомендується керуватися наступними положеннями:
1. Якщо на підвищену напругу трансформується потужність більше потужності одного генератора, то необхідно встановлювати два трансформатори.
2. Потужність двох трансформаторів повинна бути рівна потужності на генераторній напрузі при номінальному навантаженні на всіх генераторах.
3. При невеликій віддачі в систему можна встановлювати один трансформатор, потужністю, що забезпечує умови в п. 2 і покриття навантаження на генераторній напрузі при виході з роботи наймогутнішого генератора.
4. Якщо максимальне навантаження на шинах генераторної напруги перевищує встановлену потужність генераторів, то встановлюються два трансформатори, сумарна потужність яких рівна максимальній потужності, одержуваній з системи. В аварійних випадках один трансформатор з допустимим аварійним навантаженням повинен забезпечити бракуючу потужність на шинах генераторної напруги при нормальній роботі всіх генераторів.
При виборі потужності трансформаторів зв'язку з системою з двома підвищеними напругами слід керуватися наступним:
1. На електростанціях з розподілом потужності на генераторній напрузі і однією з підвищених напруг до 35 кВ зв'язок з системою здійснюється трьохобмотковими трансформаторами (оскільки при таких напругах відсутні глухі заземлення нейтралей мереж).
2. На електростанціях з двома підвищеними напругами 110 кВ і вище і при глухому заземленні нейтралей в мережах зв'язок з системою може бути здійснений трьохобмотувальними трансформаторами або автотрансформаторами (даний спосіб зв'язку розв'язується після техніко-економічних порівнянь).
3. Зв'язок шин генераторної напруги з шинами підвищених напруг в пп. 1 і 2 здійснюється двома трансформаторами або автотрансформаторами, загальна потужність яких повинна бути достатньою для того, щоб пропустити без перевантаження надмірну потужність з шин генераторної напруги в денний час (при роботі генераторів з номінальним навантаженням).
4. Якщо на одній з підвищених напруг здійснюється живлення споживачів по радіальній схемі, то потужність одного трансформатора (автотрансформатора) повинна забезпечити максимальне навантаження цих споживачів.
5. Потужності обмоток підвищених напруг трьохобмотковими трансформаторами доцільно приймати рівними 100% від номінальної потужності трансформатора, якщо навантаження кожної з них перевищує 40—50% номінальної потужності трансформатора; при менших навантаженнях на підвищених напругах потужність відповідних обмоток приймається рівною 67% номінальної потужності трансформатора.
6. Потужність автотрансформаторів необхідно вибирати з урахуванням коефіцієнта вигідності.
7. Всі трансформатори і автотрансформатори необхідно вибирати з регулювальними пристроями напруги під навантаженням на стороні високої напруги (оскільки режим роботи станції різко міняється протягом доби).
У нашому випадку від вибраної ТП живляться 3 будівлі. Відповідно навантаження на трансформаторі складе
(8) (9)
Коефіцієнт завантаження в нормальному режимі рівний:
(10)
Коефіцієнт завантаження в аварійному режимі рівний:
(11)
Оптимальні значення завантаження:
- в нормальному режимі: 0,66÷0,8
- в аварійному режимі: 1,22÷1,6.