Определение максимальных нагрузок при наличии в группе, наряду с трехфазными, также однофазных электроприемников

Если суммарная установленная мощность стационарных и передвижных однофазных электроприемников не превышает 15% суммарной мощности трехфазных электроприемников, то всю нагрузку можно считать трехфазной, независимо от степени равномерности распределения однофазных нагрузок по фазам.

В противном случае, т. е. если суммарная установленная мощность однофазных электроприемников превышает 15% суммарной мощности трехфазных электроприемников, распределение однофазных нагрузок по фазам следует производить с таким расчетом, чтобы достигалась наибольшая степень равномерности.

Когда это удается, подсчет нагрузок можно производить обычным способом, если же нет, то подсчет следует вести для одной наиболее загруженной фазы. При этом возможны два случая:

1. все однофазные электроприемники включены на фазное напряжение,

2. в числе однофазных электроприемников имеются и такие, которые включены на линейное напряжение.

В первом случае за установленные мощности следует принимать у групп трехфазных электроприемников (если они имеются) одну треть их фактической мощности, у групп однофазных электроприемников — мощность, подключенную к наиболее загруженной фазе.

По полученным таким путем фазным мощностям подсчитывают любым из способов максимальную нагрузку наиболее загруженной фазы, а затем, умножая эту нагрузку на 3, определяют нагрузку трехфазной линии.

Во втором случае наиболее загруженную фазу можно определить только путем подсчета средних мощностей, для чего однофазные нагрузки, включенные на линейное напряжение, необходимо привести к соответствующим фазам.

Приведенную к фазе а активную мощность однофазных приемников, включенных, например, между фазами ab и ас, определяют по выражению:

Соответственно, реактивная мощность таких приемников

здесь Рab, Рас — мощности, присоединенные на линейное напряжение соответственно между фазами ab и ас, p(ab)a, p(ac)a, q(ab)a, q(ac)a, - коэффициенты приведения нагрузок, включенных на линейное напряжение, к фазе а.

Путем круговой перестановки индексов могут быть получены выражения для приведения мощности к любой фазе.

42. Особенности расчета электрических сетей жилых зданий.

Нагрузки жилых зданий. Расчетную нагрузку групповых сетей освещения общедомовых помещений жилых зданий (лестничных клеток, вестибюлей, технических этажей и подполий, подвалов, чердаков, колясочных), а также жилых помещений общежитий сле­дует определять по светотехническому расчету с коэффициентом спроса, равным I.

Расчетную нагрузку питающих линий, вводов и на шинах РУ 0.4 кВ трансформаторной подстанции (ТП) от электроприемников квартир Р_кв определяют по формуле, кВт:

Р_кв = Р_кв._уд ·n,

где Р_кв.уд - удельная нагрузка электроприемников квартир, прини­мая по таблице П1.1 [1] в зависимости от числа квартир, присоединенных к линии (ТП), типа кухонных плит и наличия бытовых кондиционе­ров воздуха, кВт/квартира;

п - число квартир, присоединенных к линии (ТП).

Расчетную нагрузку питающих линий, вводов и на шинах РУ 0,4 кВ ТП от общего освещения общежитий коридорного типа определяют с учетом коэффициента спроса кс, принимаемого в за­висимости от установленной мощности светильников Р_у.

Расчетную нагрузку групповых и питающих линий от электро­приемников, подключаемых к розеткам в общежитиях коридорного типа, Ррр определяют по формуле, кВт:

Р_рр = Руд n_р k_ор,

где Р_уд — удельная мощность на одну розетку, при числе розеток до 100 принимаемая 0,1 кВт; свыше 100 - 0,06 кВт;

п_р — число розе­ток;

k_ор — коэффициент одновременности для сети розеток, опре­деляемый в зависимости от числа розеток.

Расчетную нагрузку питающих линий, вводов и на шинах РУ 4 кВ ТП от бытовых напольных электрических плит общежитий коридорного типа Р_{р пл} определяют по формуле, кВт:

Р_{р пл}= Р_пл n_пл k_с.пл,

где Р_пл — установленная мощность электроплиты, кВт;

n_пл — число электроплит;

к_{с пл} — коэффициент спроса, определяемый в зависи­мости от числа присоединенных плит.

Расчетную нагрузку вводов и на шинах 0,4 кВ ТП при смешанном питании от них общего освещения, розеток, кухонных электриче­ских плит и помещений общественного назначения в общежитиях коридорного типа определяют как сумму расчетных нагрузок пита­ющих линий, умноженную на 0,75. При этом расчетную нагрузку питающих линий освещения общедомовых помещений определяют с учетом примечания 3 к табл. П1.1 [1]

Расчетную нагрузку линий питания лифтовых установок Р л определяют по формуле, кВт:

ι=1

где к_сл — коэффициент спроса, определяемый по табл. П1.2 [1] в зави­симости от количества лифтовых установок и этажности зданий;

п_л -число лифтовых установок, питаемых линией;

P_ni — установлен­ная мощность электродвигателя ι-го лифта по паспорту, кВт.

Расчетную нагрузку линий питания электродвигателей санитар­но-технических устройств определяют по их установленной мощно­сти с учетом коэффициента спроса, принимаемого по табл. П1.7 [1].

Для расчета линий питания одновременно работающих электро­приемников противопожарных устройств к_с принимают равным 1. При этом следует учитывать одновременную работу вентиляторов дымоудаления и подпора воздуха, расположенных только в одной секции.

Расчетную нагрузку жилого дома Р_р жд (квартир и силовых элект­роприемников) определяют по формуле, кВт:

Р_р.жд = Р_кв +0,9Р_с,

где Р_кв - расчетная нагрузка электроприемников квартир, кВт;

Р_с -расчетная нагрузка силовых электроприемников, кВт.

Коэффициенты мощности питающих линий жилых зданий при­ведены в [1].

Нагрузки жилых зданий значительно изменяются в течение суток, зависят от времени года и постоянно растут за счет увели­чения числа и мощности приобретаемых электробытовых при­боров. Правильное и обоснованное определение электрических нагрузок обеспечивает рациональный выбор числа и мощности трансформаторных подстанций, сечений проводов и кабелей, электрооборудования.

Нагрузки общественных зданий. Коэффициенты спроса для расчета нагрузок рабочего освещения питающей сети и вводов об­щественных зданий принимают по табл. П1.3 [1].

Коэффициент спроса для расчета групповой сети рабочего осве­щения, питающих и групповых сетей эвакуационного и аварийного освещения зданий, освещения витрин и световой рекламы прини­мают равным 1.

Коэффициенты спроса для расчета электрических нагрузок ли­ний, питающих постановочное освещение в залах, клубах и домах культуры, принимают равными 0,35 для регулируемого освещения эстрады и 0,2 — для нерегулируемого.

Расчетную электрическую нагрузку линий, питающих розетки, Ррр определяют по формуле, кВт:

Р_рр = k_ср Р_ур n_р,

где к_ср — расчетный коэффициент спроса;

Р_ур - установленная мощность розетки, принимаемая 0,06 кВт (в том числе для подключения оргтехники);

п_р — число розеток.

При смешанном питании общего освещения и розеточной сети расчетную нагрузку Р_ро определяют по формуле, кВт:

Р_ро =Р'_ро +P_рр,

где Р'_ро - расчетная нагрузка линий общего освещения, кВт;

Р_рр - расчетная нагрузка розеточной сети, кВт.

Расчетную нагрузку силовых питающих линий и вводов Р_р с опре­деляют по формуле, кВт:

Р_рс = к_сс Р_ус,

где к_сс — расчетный коэффициент спроса;

Р_ус — установленная мощность электроприемников (кроме противопожарных устройств и резервных), кВт.

Коэффициенты спроса для расчета нагрузки вводов, питающих и распределительных линий силовых электрических сетей обще­ственных зданий определяют по таблицам [1].

Расчетную нагрузку питающих линий технологического оборудо­вания и посудомоечных машин предприятий общественного пита­ния и пищеблоков Рр с определяют по формуле, кВт:

Р_рс= Р_р.п.м + 0,65 Р_р.т ≥ Р_рт,

где Р_{р п м} - расчетная нагрузка посудомоечных машин, определяе­мая с коэффициентом спроса, который принимают по таблицам [1], кВт;

Р_рт - расчетная нагрузка технологического оборудования, определяемая с коэффициентом спроса, который принимают по таблицам [1], кВт.

Нагрузку распределительных линий электроприемников убороч­ных механизмов для расчета сечений проводников и уставок защит­ных аппаратов, как правило, принимают равной 9 кВт при напряже­нии 380/220 В и 4 кВт при напряжении 220 В. При этом установлен­ную мощность одного уборочного механизма, присоединяемого к трехфазной розетке с защитным контактом, принимают равной 4,5 кВт, а к однофазной - 2 кВт.

Расчетную нагрузку питающих линий и вводов в рабочем и ава­рийном режимах при совместном питании силовых электроприем­ников и освещения Рр определяют по формуле, кВт:

Р_р = k (Р_р.о + Р_рс + k_i Р_рхс),

где k - коэффициент, учитывающий несовпадение расчетных мак­симумов нагрузок силовых электроприемников, включая холодиль­ное оборудование и освещение, принимаемый по таблицам [1];

k_i — коэффициент, зависящий от отношения расчетной нагрузки осве­щения к нагрузке холодильного оборудования холодильной стан­ции; Р_ро — расчет­ная нагрузка освещения, кВт;

Р_рс — расчетная нагрузка силовых электроприемников без холодильных машин систем кондициони­рования воздуха, кВт;

Р_рхс — расчетная нагрузка холодильного обо­рудования систем кондиционирования воздуха, кВт.

Расчетную нагрузку питающей линии (трансформаторной под­станции) при смешанном питании потребителей различного назна­чения (жилых домов и общественных зданий или помещений) Р_р определяют по формуле, кВт:

Р_р = Р_здмах +k₁ Р_зд1 + k₂ Р_зд2 +…+ k_п Р_здп,

где Р_здтах — наибольшая из нагрузок зданий, питаемых линией (трансформаторной подстанцией), кВт;

Р_зд1…Р_здп - расчетные нагрузки всех зданий, кроме здания, имеющего наибольшую нагрузку Р_здmax- питаемых линией (трансформаторной подстанцией), кВт;

k₁,k₂... k_п.- коэффициенты, учитывающие долю электрических нагрузок общественных зданий (помещений) и жилых домов (квартир и силовых электроприемников) в наибольшей расчетной нагрузке Р_здтах принимаемые по таблицам [1].

МДК 03.02. Монтаж и наладка электрических сетей.

43. Устройство воздушных линий электропередачи. Основные определения. Общие сведения об опорах. Деревянные опоры. Железобетонные опоры. Металлические опоры.

Основным документом в соответствии с требованиями которого строятся вновь или реконструируются все электроустановки, - ЛЭП, подстанции, станции катодной защиты, внутренние электропроводки компрессорных и насосных станций и другие -являются "Правила устройств электроустановок" (#M12293 0 1200003114 3645986701 3867774713 77 4092901925 584910322 1540216064 77 77ПУЭ#S). Согласно #M12293 1 1200003114 3645986701 3867774713 77 4092901925 584910322 1540216064 77 77ПУЭ#S решаются общие вопросы проектирования и выполняется расчет электрической части ЛЭП. В соответствии с #M12293 2 1200003114 3645986701 3867774713 77 4092901925 584910322 1540216064 77 77ПУЭ#S [6] ниже приводятся основные понятия и термины ЛЭП.

Воздушная линия электропередачи - устройство для передачи электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и прикрепленным при помощи изоляторов и арматуры к опорам или кронштейнам и стойкам на инженерных сооружениях (мостах, путепроводах и т.п.).

Трасса ЛЭП - положение оси линии электропередачи на земной поверхности, а также полоса земли вдоль оси линии электропередачи, отведенная для ее строительства. Местность, по которой проходит трасса ЛЭП, в зависимости от доступности ее для людей, транспорта и сельскохозяйственных машин, согласно #M12293 3 1200003114 3645986701 3867774713 77 4092901925 584910322 1540216064 77 77ПУЭ#S делится на четыре категории.

Населенная местность - земли в пределах городской черты в границах их перспективного развития на 10 лет, пригородные и зеленые зоны, курорты, земли поселков городского типа в пределах поселковой черты и сельских населенных пунктов в пределах черты этих пунктов.

Ненаселенная местность - земли единого государственного земельного фонда, за исключением населенной и труднодоступной местности, т.е. незастроенные местности, хотя бы и часто посещаемые людьми, доступные для транспорта и сельскохозяйственных машин, сельскохозяйственные угодья, огороды сады, местности с отдельными редкостоящими строениями и временными сооружениями.

Труднодоступная местность - местность, недоступная для транспорта и сельскохозяйственных машин.

Застроенная местность - территории городов, поселков и сельских населенных пунктов в границах фактической застройки, защищающие ЛЭП с обеих сторон от поперечных ветров.

При проектировании, т.е. при расчете и выборе конструкций ЛЭП, необходимо учитывать механические нагрузки на ее элементы, которые зависят от климатических условий местности прохождения ЛЭП, т.е. от силы ветра, толщины гололеда, который может образоваться на проводах линии.

Территория Советского Союза в зависимости от скорости ветра разбита на семь районов [6].

При расчетах проводов учитываются максимальные скоростные напоры ветра, исходя из их повторяемости один раз в 10 лет для ЛЭП на напряжение 6-10 кВ и один раз в 5 лет для ЛЭП на напряжение 0,4 кВ, при высоте крепления проводов до 15 м Максимальные нормативные скоростные напоры ветра приведены в табл. 2.

Таблица 2

Максимальные нормативные скоростные напоры ветра

на высоте до 15 м от Земли

Ветровые районы СССР	Для ЛЭП на напряжение до 1000 В	Для ЛЭП на напряжение 6-10 кВ
	скоростной напор ветра (в Н/м ) при повторяемости один раз в 5 лет	скорость ветра, м/с	скоростной напор ветра (в Н/м ) при повторяемости один раз в 10 лет	скорость ветра м/с
I
II
III
IV
V
VI
VII

Если высота подвеса проводов превышает 15 м, то нормативный скоростной напор ветра увеличивается путем введения соответствующих коэффициентов. Если же ЛЭП сооружается в застроенной местности, то максимальный нормативный скоростной напор ветра можно уменьшить на 30% (скорость ветра на 16%) при условии, что средняя высота окружающих зданий составляет не менее 2/3 высоты опоры. Такое же уменьшение скоростного напора допускается для ЛЭП, трасса которых защищена от поперечных ветров (например, в лесных массивах заповедников, в горных долинах и ущельях).

Районов по гололеду в Советском Союзе принято пять. Эти районы характеризуются толщиной стенки гололеда, приведенной к высоте 10 м от земли и к диаметру провода 10 мм при повторяемости один раз в 5 и 10 лет (табл. 3).

Таблица 3

Нормативная толщина стенки гололеда при высоте 10 м

над поверхностью Земли

Район по гололеду	Нормативная толщина стенки гололеда (в мм) с повторяемостью
	один раз в 5 лет (для ЛЭП на напряжение до 1000 В)	один раз в 10 лет (для ЛЭП на напряжение 6 - 10 кВ)
I
II
III
IV
Особый

Толщина стенки гололеда с повторяемостью один раз в 15 лет, а также с любой повторяемостью в особогололедных районах должна приниматься на основании обработки данных фактических наблюдений.

От правильного выбора толщины стенки гололеда в расчетах зависит безаварийная работа ЛЭП, в противном же случае на линиях возможны аварии, что приведет к перерывам в электроснабжении.

Воздушные линии электропередачи состоят из опор, линейной арматуры, изоляторов и проводов.

Опоры ЛЭП поддерживают провода при помощи линейной арматуры и изоляторов на заданном расстоянии друг от друга и от поверхности земли.

Пролетом или длиной пролета называют горизонтальное расстояние между осями двух соседних опор. Пролеты могут быть промежуточными, анкерными или переходными (рис. 2).

Рис. 2. Пролеты ЛЭП:

а, б, в, г - расстояния от провода ЛЭП соответственно до головки рельса, провода контактной сети,

провода линии связи и до автодороги; д - наименьшее расстояние от провода ЛЭП до земли в пролете;

е - расстояние от провода ЛЭП до провода напряжением 0,4 кВ; ж - промежуточный пролет;

з - переходный анкерный пролет; и - анкерный пролет или анкерный участок; 1 - стрела провеса:

2 - провод; 3 - анкерная опора; 4 - промежуточная опора

Промежуточный пролет - это пролет между двумя соседними промежуточными опорами или между анкерной и промежуточной опорами.

Анкерный пролет - это расстояние по горизонтали между центрами двух ближайших анкерных опор. Обычно анкерный пролет состоит из нескольких промежуточных пролетов.

Переходной пролет - это пролет, в котором линия электропередачи пересекает определенные инженерные сооружения или большие естественные препятствия (большие реки, водохранилища и т.п.).

Поскольку провода в пролете не могут быть натянуты как струна, их натягивают с определенным провесом, усилием или, как говорят, тяжением. В зависимости от климатических условий оно изменяется для одного и того же провода или пролета и может быть нормальным или ослабленным.

Габарит провода - вертикальное расстояние между низшей точкой провода в пролете от пересекаемых сооружений до поверхности земли или до воды (рис.3).

Рис. 3. Габарит и стрела провеса провода:

а - с одинаковой высотой точек подвеса провода; б - с разными по высоте точками подвеса провода;

- длина пролета; - стрела провеса провода; - расстояние от низшей точки провода до земли;

А, Б - точки подвеса провода; - стрела провеса провода относительно высшей точки подвеса

Стрелой провеса провода называют вертикальное расстояние между горизонтальной прямой, соединяющей точки крепления проводов на опорах, и низшей точкой провода в пролете. Если высота точек крепления провода разная, стрела провеса имеет два значения относительно высшей и низшей точек крепления.

Габаритный пролет - пролет, длина которого определяется нормированным габаритом от проводов до земли на идеально ровной поверхности. Другими словами, это такой пролет, увеличение которого приводит к уменьшению габарита провода ниже нормы. Для ЛЭП на напряжение 0,4 и 6-10 кВ нормированный габарит проводов до земли составляет 7 м в населенной местности и 6 м в ненаселенной.

Для определения нагрузок на опоры служит понятие ветрового пролета.

Ветровым пролетом называется длина участка ЛЭП, давление ветра на провода и тросы с которого воспринимаются опорой. Ветровой пролет равен полусумме смежных пролетов от опоры в обе стороны (рис. 4)

Рис. 4. Ветровой пролет:

и - длина первого и второго пролетов; - длина ветрового пролета

.

Весовым пролетом называется длина участка ЛЭП, масса проводов или тросов которого воспринимается опорой. Весовой пролет, определяющий конструкцию опоры и ее элементов, а также закрепление ее в грунте, может быть положительным и отрицательным. Положительным считается такой весовой пролет, когда его нагрузки направлены вниз, и отрицательным, когда его нагрузки направлены вверх (рис. 5).

Рис. 5. Весовой пролет:

- - длина участка ЛЭП, на котором масса проводов и тросов воспринимается опорами

Величину весового пролета можно определить по формуле

,

где - длина пролета, примыкающего к опоре; - тяжение по проводу в пролете, примыкающем к опоре; - разность отметок подвеса провода на опорах (положительная, если отметка провода на рассматриваемой опоре больше, чем на смежной, и отрицательная, если отметка меньше; - вертикальная нагрузка на провод с учетом его массы), м; индексы 1 и 2 относятся к пролетам, расположенным по одну и другую стороны от рассматриваемой опоры.

В процессе монтажа ЛЭП пользуются еще одним понятием пролета.

Приведенный (или визируемый) пролет - это длина среднего промежуточного пролета анкерного участка, по которому определяется величина искомой стрелы провеса при визировании проводов.

Приведенный пролет определяется по формуле

,

где , , +, - длина промежуточных пролетов анкерного участка.

Стрела провеса в приведенном пролете

,

где - длина рассматриваемого промежуточного пролета; - длина приведенного пролета; - стрела провеса для приведенного пролета (принимается по монтажным таблицам или кривым).

В процессе монтажа и эксплуатации в зависимости от механического состояния ЛЭП может находиться в нескольких режимах работы [6].

Нормальный режим ЛЭП - состояние ЛЭП при необорванных проводах и тросах.

Аварийный режим ЛЭП - состояние ЛЭП при оборванных одном или нескольких проводах и тросах.

Монтажный режим ЛЭП - состояние ЛЭП при монтаже опор, проводов и тросов.