Розрахунок сумарної потужності заданого населеного пункту

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 та вечірнього максимуму:

Група № 1

Житлові будинки - 40 будинків, ()

1=0,29*(40*4,1)=47,6 кВт

1=0,29*(40*7)=81,2кВт

Група № 2

Житлові будинки - 40 будинків, ()

2=0,29*(40*4,1)=47,6 кВт

3=0,29*(40*7)=81,2кВт

Група № 3

Житлові будинки - 20 будинків, магазин – 1 шт., лазня – 1 шт., школа – 1шт. адмін..споруда– 2шт. ()

кВт

кВт

 

 

Група №4

Житлові будинки - 30 будинків, ()

 

4=0,29*(30*4,1)=35,6 кВт

4=0,29*(30*7)=60,9кВт

 

Група № 5

Ферма ВРХ, овочесховище, склад КДУ-2,

()

кВт

кВт

 

Група № 6

Свиноферма, зерносховище, майстерня тракторів, майстерня автомобілів.

()

кВт

кВт

 

 

Потужність груп підсумовують за допомогою добавок

 

де Р_max - більша потужність;

DР(Р_min) - добавка від меншої потужності.

У вечірнє навантаження також включається навантаження вуличного та зовнішнього освітлення.

Освітлення вулиць з житловими будинками визначається по формулі:

 

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

Р_в.н. - норма вуличного освітлення, Вт/м;

L_в - загальна довжина вулиць, м.

= 16,5 кВт

 

 

Навантаження зовнішнього освітлення Р_{з.о .}, (території ферм, господарчих дворів L_пер=5000 м) 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.=(250·7+3·5000)·10^-3=16,5 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

=47,6(28)+47,6(28)+38,4(25)+35,6(23)+128+123(85)=317 кВт

 

Сумарна потужність груп вечірнього максимуму:

=81,2(56,8)+81,2(56,8)+48,7(28,6)+

+60,9(42)+114+69,3(47,5)+16,5=361кВт

Отримані дані записуємо в таблицю 4.

 

Таблиця 4. Потужність групи

Номер групи	Рд, кВт	Рв, кВт
	47,6	81,2
	47,6	81,2
	38,4	48,7
	35,6	60,9
		69,3
Населеного пункту

Електричний розрахунок мережі 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 перетинів проводів ліній 10 кВ.

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

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

К_н - коефіцієнт зростання навантаження, змінюється залежно від виду споживачів(див. табл. 5).

Таблиця 5. Коефіцієнт зростання навантаження

 

Вид споживачів	Розрахунковий рік
	7
Виробничі Змішані Комунально-побутові	1,3 1,3 1,2	1,4 1,4 1,3	2,1 2,0 1,8

 

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; 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).

Коефіцієнт зростання навантаження вибираю на 7 розрахункових років.

 

Таблиця 6. 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.		Комунальне
2.		Комунальне
3.		Комунальне
4.		Змішане
5.	-	Змішане	-
6.		Комунальне
7.		Комунальне

 

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 виконуємо таблицею (таблиця 7).

Переріз проводів лінії 10 кВ вибираємо по мінімуму приведених затрат
(з використанням економічних інтервалів потужностей) залежно від еквівалентної потужності S_е на ділянці лінії.

 

 

46 65

К

4

5

3

1

2

6

Шини 10 кВ

7

0

РТП 35/10

317 361

56 56

40 130

56 182

31 104

К

3

37 123

З

 

 

К

К

К

 

Рис. 2 Схема розподільчої мережі 10 кВ з навантаженнями.

 

 

Таблиця 7. Розрахунок навантажень лінії 10 кВ.

 

Ділянка	Вид наван­таження	Навантаження
Денне, кВт	Вечірнє, кВт
Рд б	Рд м	DР(Рдм)	Рд	Рвб	Рвм	DР(Рвм)	Рв
6-7	Рвир	-	-	-	-	-	-	-	-
Рзаг	20	-	-	20	65	-	-	65
2-6	Рвир	37	-	-	37	123	-	-	123
Рзаг	37	20	+13	50	65	123	+106	171
4-5	Рвир	317	-	-	317	-	-	-	-
Рзаг	317	50	+36	353	361	171	+153	514
3-4	Рвир	-	-	-	-	-	-	-	-
Рзаг	353	56	+39	392	514	56	+39	553
2-3	Рвир	40	-	-	40	130	-	-	130
Рзаг	392	40	+28	420	553	130	+98	651
1-2	Рвир	56	-	-	56	182	-	-	182
Рзаг	420	40/37	+28/+24	448	651	130/123	112/106	767
0-1	Рвир	-	-	-	-	-	-	-	-
Рзаг	448	31	+21	469	767	104	+77	844

 

 

Еквівалентна потужність ділянки лінії 10 кВ

 

 

де S_max - 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 [5 c16 рис.3] користуючись формулою:

 

.

 

 

Таблиця 8. Розрахунки по вибору перетинів проводів лінії 10 кВ

Ділянка	Денне навантаження	Вечірнє навантаження	Sм , кВА	Sе , кВА	Провід	Втрата напруги %
Рвир/Рзаг	cosj	Sд,	Рвир/Рзаг	cosj	Sв,	DUі/åDUі
6-7		0,9		-	0,82				А35	0,18	1,13
2-6		0,7		-	0,75			89,6	А35	0,2	0,95
4-5		0,8		-	0,83				А35	0,3	1,81
3-4		0,9		-	0,92				А35	0,33	1,51
2-3	0,83	0,7		-	0,75				А35	0,43	1,18
1-2	0,83	0,7		-	0,75				А50	0,4	0,75
0-1		0,9		-	0,92				А50	0,35	0,35

 

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, ∑ DU_і<U_доп.

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

 

.

 

де Р_і - розрахункова активна потужність ділянки лінії, Вт;

P_i – (max P_д, P_в з табл. 6);

Q_і - розрахункова реактивна потужність ділянки лінії, вар;

;

r_і - активний опір ділянки лінії, Ом;

,

де L_і - довжина ділянки лінії, км;

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

х_і - реактивний опір ділянки лінії, Ом;

,

де х_0і - питомий реактивний опір провода і -тої ділянки лінії, 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 складаємо допоміжну таблицю, де записуємо значення опорів та довжин ділянок.

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 -4%.

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.

dU¹⁰⁰=3-4,5+5+2,5-4-(-4)=6 %

У режимі мінімального навантаження втрата напруги в лінії 10 кВ становить 0,5%, а в мережі напругою 0,38 кВ =0%.

У режимі мінімального навантаження відхилення напруги у найвіддаленішого споживача до ТП становить:

dU²⁵=-4-0,5+5+2,5-1=2%

У найближчої трансформаторної підстанції приймаємо

dU¹⁰⁰=3+0+5+2,5-4-(-5)=8,5%,

dU²⁵=-4+0+5+2,5-1=2,5%.

Таблиця 9. Розрахунок допустимої втрати напруги.

 

Елемент мережі	Ближня ТП	Віддалена ТП
100%	25%	100%	25%
Шини 10 кВ РТП	+3	-4	+3	-4
Лінія 10 кВ			-4,5	-0,5
ТП 10/0,4кВ: постійна надбавка	+5	+5	+5	+5
регульована надбавка	+2,5	+2,5	+2,5	+2,5
втрати напруги	-4	-1	-4	-1
Лінія 0,38 кВ	-8,5		-6
Споживач	-5	+2,5	-5	+2
Допустиме відхилення напруги споживача	-5	+5	-5	+5