§ 1. Общие положения по определению электрических нагрузок (5.1).
5.1. Электрической нагрузкой называется величина мощности или электрического тока, потребляемых токоприемником или устройством, потребляющим электроэнергию. |
Электрические нагрузки (мощность или ток) жилых квартир зависят от многих случайных факторов.
Принято нормировать электрические нагрузки в киловаттах на квартиру (семью).
Утверждённые расчётные удельные нагрузки на квартиру приняты для периода зимнего максимума, т.е. для периода наибольших нагрузок в жилых зданиях.
Расчетные нагрузки для лифтовых установок определяются на основе коэффициентов спроса, зависящих от числа лифтов и этажности зданий. Коэффициент спроса определяется по отношению наибольшей расчетной нагрузки в данной точке сети к установленной мощности электроприемника.
Электрические нагрузки различных встроенных и пристроенных к жилым домам торговых, коммунально-бытовых и других предприятий определяются с учетом коэффициента участия их в максимуме нагрузки электрической сети города.
|
|
Как показали исследования, установленная мощность электроприемников в квартирах колеблется в пределах от 0,1 до 4,11 кВт в домах с газовыми плитами и от 0,18 до 5,42 кВт в домах с электроплитами без учета установленной мощности электроплиты. Установленная мощность бытовых электроприборов колеблется в пределах от 0,1 до 3,38 кВт в домах с газовыми плитами и 0,1 до 4,6 кВт в домах с электроплитами. Установленная мощность освещения в квартирах колеблется в пределах от 0,04 до 1,4 кВт. На перспективу установленная мощность электроприемников в квартире достигнет при газовой плите 10 – 14 кВт, а при электроплите 17 – 22 кВт.
Наибольшая нагрузка жилых домов в зависимости от числа квартир в доме (n) может быть определена по выражениям:
для домов с газовыми плитами
для домов с электроплитами
Вероятная оценка позволяет определить средние максимумы нагрузки (кВт):
где средняя мощность і-го прибора (устройства) присоединённого к данной
фазе;
і-й коэффициент корелляции: 0,6 – для освещения и телевизоров;
0,5 – для радио; 0,2 – для холодильников; 0,1 – стиральных машин и
пылесосов; 0,2 – для утюгов; 0,15 – для прочих приборов.
Жилые дома характеризуются значительной несимметрией токов и напряжений.
Асимметрия (несимметрия) токов и напряжений (3.9) в электрической сети обусловлена неравномерной нагрузкой фаз и вероятным характером работы бытовых электроприборов.
Несимметрия приводит к дополнительным потерям мощности и электроэнергии в сети, а также к перегрузу отдельных фаз.
Асимметрия (несимметрия) характеризуется коэффициентом несимметрии напряжения (тока) (3,12, 3,13) и коэффициентом неуравновешенности (3,14).
|
|
При проектировании электроснабжения несимметрию учитывают путём соответствующего увеличения нормируемых удельных электрических нагрузок, кВт квартира. Расчет ведут по наиболее нагруженной фазе:
Где - мощность наиболее нагруженной фазы.
§ 2. Расчёт электрических нагрузок.
Для расчётов следует пользоваться ведомственными строительными нормами ВСН 59 – 88, а также «Державними будівельними нормами України» ДБН В. 2.5-23-2003. Для определения электрических нагрузок квартир одного или группы жилых домов, можно пользоваться формулой:
где удельная расчётная нагрузка (5.2) потребителей квартир, кВт;
удельная расчётная мощность бытовых кондиционеров, кВт;
- количество квартир присоединённых к трансформаторной подстанции.
5.2. Удельная расчетная нагрузка – это величина нормируемой мощности потребителей, приходящаяся на одну трёхкомнатную квартиру жилого дома, определенная по результатам статистических исследований. |
Расчётная нагрузка линий, питающих лифтовых установок жилого дома, определяется по формуле:
Где коэффициент спроса (5.3) лифтовых установок;
установленная мощность двигателя і-ой лифтовой установки, кВт.
5.3. Коэффициент спроса – это определенное по статистическим данным отношение фактической мощности группы потребителей или токоприемников к их суммарной паспортной мощности, показывающие, какую долю суммарной паспортной мощности составляет фактическая мощность. |
Расчётная нагрузка жилого дома определяется по формуле:
Где расчетная нагрузка потребителей квартир, кВт;
расчетная нагрузка силовых потребителей жилого дома, кВт;
0,9 - общий коэффициент спроса силовых потребителей жилого дома.
Расчётная нагрузка силовых потребителей жилого дома складывается из расчётной нагрузки лифтовых установок жилого дома () и расчётной нагрузки других силовых потребителей (), они определяются по выражению:
Расчетная нагрузка лифтовых установок и санитарно-технических установок определяется по формулам:
; ,
где и - коэффициенты спроса лифтовых установок и прочих силовых
установок;
и - установленные паспортные мощности электродвигателей лифтовой
установки и др. силовых установок (вентиляторов, насосов и др.),
кВт;
и - количество лифтовых и прочих установок в жилом доме.
Расчётная реактивная нагрузка жилого дома определяется по формуле:
где и - соответственно расчётная реактивная мощность квартир и силовых
потребителей жилого дома, кВАр.
Расчётная реактивная нагрузка квартир определяется как произведение активной мощности и тангенса угла сдвига фаз между векторами напряжения и тока:
;
Тангенсы углов:
(нагрузки квартир), (лифтовых установок), (силовых нагрузок –вентиляторов и насосов) определяются по таблицам, приведённым в справочной литературе в зависимости от характера нагрузки, а коэффициенты спроса - в зависимости от этажности домов.
Расчётная полная нагрузка жилого дома определяется по выражению:
кВА.
Расчётный ток питающей линии для жилого дома определяется по формуле:
Расчётные (удельные) нагрузки для жилого дома определены, исходя из условной жилой площади одной квартиры равной 55 (табл.5.1), коэффициенты спроса, и
- по статистическим данным (табл.5.2, 5.3).
Расчётные удельные нагрузки в кВт/квартира. Таблица 5.1.
Наименование потребителей | Количество квартир в доме | ||||||||
1-3 | |||||||||
Квартиры с газовыми плитами | 4,50 | 2,30 | 1,75 | 1,45 | 1,30 | 1,15 | 1,00 | 0,80 | 0,60 |
Квартиры с электроплитами | 6,00 | 3,20 | 2,70 | 2,40 | 2,15 | 2,00 | 1,80 | 1,50 | 1,30 |
Коэффициенты спроса в зависимости от количества лифтовых установок и высоты (этажности) жилых домов. Таблица 5.2.
|
|
Количество лифтовых установок | Коэффициент спроса для домов высотой | |
До 12 этажей | 12 этажей и более | |
2 - 3 | 0,80 | 0,9 |
4 - 5 | 0,70 | 0,8 |
6 - 7 | 0,60 | 0,7 |
9 - 10 | 0,50 | 0,6 |
11 - 12 | 0,40 | 0,5 |
более 20 | 0,35 | 0,4 |
Расчётные и принимаются в зависимости от особенностей Таблица 5.3.
потребителей.
Линии питания | Расчётные коэффициенты | |
Квартир с электроплитами | 0,98 | 0,20 |
Квартир с газовыми плитами | 0,96 | 0,29 |
Хозяйственных насосов, вентиляционных Установок и др. сантехнических установок | 0,85 | 0,62 |
Лифтов | 0,60 | 1,33 |
§. 3. Коэффициенты, учитывающие несовпадение максимумов (5.4) силовых,
осветительных и общих нагрузок зданий, подключённых к одной
трансформаторной подстанции (ТП).
5.4. Коэффициент, учитывающий несовпадение максимумов групповых нагрузок потребителей – это отношение расчётной совмещённой мощности потребителей, определяемой по графику нагрузки, к суммарной мощности группы этих потребителей. |
Максимумы нагрузок отдельных потребителей (домов) во времени всегда не совпадают. При совместном питании этих нагрузок от общей ТП расчётная нагрузка определяется по формуле:
где - коэффициент учитывающий несовпадение максимумов нагрузок
(табл. 5-4);
- максимальная силовая нагрузка;
- максимальная осветительная нагрузка;
- максимальная нагрузка холодильных установок;
0,4 - коэффициент, учитывающий время работы холодильной установки как 40% от общего рабочего времени.
Если от одной ТП питается несколько домов (зданий), учитывается несовпадение максимумов их нагрузок по формуле:
,
где - наибольшая из нагрузок зданий, присоединенных к одной линии, кВт;
- расчётные нагрузки зданий 1,2,…n (кроме здания, имеющего
максимальную нагрузку ), кВт;
- коэффициенты несовпадения максимумов нагрузки зданий 1,2,…n
Коэффициенты несовпадения максимумов нагрузок. Таблица 5.4.
Здания | Коэффициент при отношении расчётной осветительной нагрузки к силовой, % | ||
20-75 | 76-140 | 141-250 | |
Предприятия торговли | 0,90/0,85 | 0,85/0,75 | 0,91/0,85 |
Учебные заведения | 0,95 | 0,90 | 0,85 |
Учреждения | 0,95/0,85 | 0,90/0,75 | 0,95/0,85 |
В знаменателе приведены значения для зданий с кондиционерами.
|
|
§.4. Зависимость между расчётной мощностью электропотребителей и числом
часов за год использования максимума мощности.
На основании суточных и годовых графиков нагрузок может быть определено годовое число часов использования максимума нагрузки (5.5) и коэффициенты заполнения графика нагрузки, используемые при проектировании и эксплуатации электроустановок.
5.5 Число часов использования максимума нагрузки – это отношение годового расхода электроэнергии к максимальной мощности группы электроприемников, например, потребителей жилого дома. |
Таким образом, число часов использования максимума нагрузки () равно предполагаемой длительности работы потребителя при условии, что его мощность равна максимальной мощности () по графику нагрузки:
, ч,
где W – годовой расход электроэнергии, кВт·ч;
- максимальная мощность по графику, кВт.
Расход электроэнергии (W) может быть определен как площадь графика нагрузки.
При известных W и зависимость между максимальной расчётной нагрузкой, электропотреблением и годовым числом использования максимума нагрузки может быть определена по выражению:
.
Для возможности использования метода расчета нагрузки, исходя из числа часов на основании научных исследований были предложены эмпирические формулы для его определения в зависимости от числа присоединенных квартир (n) к данному элементу сети (ТП).
Для домов с газовыми плитами определяется по формуле:
При большом числе квартир (n) принимается = 250 часов.
Для домов с электроплитами определяется по формуле:
.
При большом числе квартир (n) принимается часов.
При этом годовой расход электроэнергии жилого дома будет:
,
где Р – расчётная нагрузка жилого дома, кВт.
По графику нагрузки может быть определена также средне годовая нагрузка ():
,
где Т – годовое число часов работы нагрузки.
График нагрузки обычно характеризуется коэффициентом заполнения графика нагрузки (5.6).
5.6. Коэффициентом заполнения графика нагрузки называется отношение средней мощности к максимальной мощности по графику нагрузки. |
Таким образом, коэффициент заполнения графика нагрузки определяется по выражению:
Коэффициент заполнения графика нагрузки показывает, какую долю средняя нагрузка составляет по отношению к максимальной по графику.