ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ

Для проектирования электроснабжения населенных пунктов, производственных сельскохозяйственных объектов, линий электропередачи, подстанций и станций необходимо знание электрических нагрузок.

Электрическая нагрузка – непрерывно изменяющаяся величина, которая носит случайный характер и подчиняется вероятностным законам. В основу практикума по расчету электрических нагрузок в сетях 0,38…110 кВ сельскохозяйственного назначения положено суммирование расчетных нагрузок, заданных в вероятностной форме на вводах потребителей или на шинах трансформаторных подстанций, т.е. математическими ожиданиями и и среднеквадратическими отклонениями s_r и s_Q.

Ниже приводятся практические приемы суммирования электрических нагрузок, основанные на применении коэффициентов одновременности или добавок мощностей (рис. 1.1).

Расчетные нагрузки (наибольшие нагрузки в течение получаса в конце расчетного периода) определяют для дневного P_д(Q_д) и вечернего P_в(Q_в) максимумов нагрузок.

Расчетные нагрузки в вероятностной форме на вводе в сельский жилой дом без электроплит принимают в зависимости от удельного годового электропотребления за предыдущий год (приложение 1).

Расчетные нагрузки на вводе в благоустроенные квартиры в городах и поселках городского типа принимают 4 кВт с газификацией и 5 кВт – без газификации, в жилых домах с электроплитами – 6 кВт, с электроплитами и водонагревателями – 7,5 кВт. При наличии бытовых кондиционеров расчетные нагрузки увеличивают на 1 кВт. Максимальные нагрузки на вводах производственных потребителей, общественных учреждений и коммунальных предприятий принимают по данным табл. 1.1, 1,2 [2] и приложение 2.

Нагрузка наружного освещения территории хозяйственных центров принимается равной 250 Вт на одно помещение и 3 Вт на погонный метр длины периметра хоздоговора, наружное освещение торговых центров и площадей – 0,5 Вт/м².

Нагрузка уличного освещения принимается по нормам:

для поселковых улиц с асфальтобетонным покрытием при ширине проезжей части 5…7 м – 11 Вт/м; при ширине 9…12 м – 13 Вт/м;

для поселковых дорог с покрытием простейшего типа при ширине проезжей части 5…7 м – 5,5 Вт/м, а при ширине 9…12 м – 7 Вт/м;

для улиц и дорог местного значения при ширине 5…7 м – 3 Вт/м; при ширине 9…12 м – 4,5 Вт/м.

Расчетную нагрузку группы потребителей определяют с помощью коэффициента одновременности К_одн, представляющего отношение значения совмещенного максимума нагрузки к сумме максимумов нагрузок отдельных потребителей:

(1)

где S_д, S_в – расчетные дневная и вечерняя нагрузки на вводе в группу потребителей, на участке линии, на шинах трансформаторной подстанции.

Таблицы коэффициентов одновременности для суммирования электрических нагрузок даны в приложении 3–5.

Если нагрузки потребителей отличаются более чем в 4 раза, то их следует суммировать, учитывая добавки мощностей (приложения 6 и 7), которые учитывают неодновременность режима работы потребителей. При этом к бóльшей из двух слагаемых нагрузок прибавляют добавку от меньшей [2]:

S₁ – нагрузка 1-го потребителя;

S₂ – нагрузка 2-го потребителя,

если

S₁ > S₂, то S_0-1 = S₁ + ΔS₂. (2)

0 1 2

Шины п.ст

S₁ S₂

Рис. 1.1. Суммирование электрических нагрузок с помощью
«добавок мощностей»

Если известен только один максимум нагрузки потребителей (дневной или вечерний), то можно определить недостающий, используя коэффициенты участия потребителей в вечернем или дневном максимуме нагрузок:

жилые дома: К_уч.в = 1; К_уч.дн = 0,3;

производственные потребители: К_уч.в = 0,6; К_уч.дн = 1;

жилые дома с электроплитами: К_уч.в = 1; К_уч.дн = 0,5.

При наличии в районе электроснабжения сезонных потребителей расчетные нагрузки сети определяют с учетом коэффициента сезонности (приложение 8).

Если сезонная нагрузка* составляет летом более 30, весной – более 20, а осенью более 10 % от традиционной несезонной нагрузки, то, кроме зимнего максимума нагрузки, необходимо рассчитывать максимум соответствующего сезона.

Задача 1.1

Определить расчетную максимальную нагрузку на перспективу 5 лет, если существующее электропотребление за предыдущий период составляет W_сущ = 1750 кВт×ч/дом.

Расчетная максимальная (вечерняя) нагрузка на вводе в дом в конце 5-го года ожидается равной Р = 307 кВт/дом. Значение нагрузки определяется по номограмме (см. приложение 1). Расчетная нагрузка определена по графической зависимости, соответствующей 7 годам в предположении, что существующее электропотребление известно за прошедший год, а ввод в эксплуатацию ожидается через год. В случае, когда обследование объектов и проектирование электрических сетей осуществляется в другие сроки, следует учитывать фактически затрачиваемое время.

Расчетная нагрузка дневная на вводе в дом составляет 0,3…0,4 от вечерней нагрузки:

Р_д = (0,3¸0,4)Р_в = 0,35 ∙ 3,7 = 1,3 кВт/дом.

Задача 1.2

Определить расчетную максимальную нагрузку на вводе в группу домов, состоящую из 5, 10, 15 домов. Существующее электропотребление равно: W_сущ = 1500 кВт∙ч/дом.

Расчетная максимальная (вечерняя) нагрузка на вводе в один дом:

Р_в = 3,3 кВт/дом (см. приложение 1).

Расчетная дневная нагрузка на вводе в один дом

Р_д = 0,35 ∙ 3,3 = 1,16 кВт/дом.

Расчетная вечерняя нагрузка на вводе в 5 домов:

Р_в(5д) = Р_в(1д)n_дК_одн = 3,3 ∙ 5 ∙ 0,53 = 8,74 кВт,

где n_д – количество домов; К_одн – коэффициент одновременности;

на вводе в 10 домов

Р_в(10д) = Р_в(1д)n_дК_одн = 3,3 ∙ 10 ∙ 0,42 = 13,86 кВт;

на вводе в 15 домов

Р_в(15д) = Р_в(1д)n_дК_одн = 3,3 ∙ 15 ∙ 0,37 = 18,38 кВт.

Расчетная дневная нагрузка на вводе в 5 домов:

Р_д(5д) = Р_д(1д)n_дК_одн = 1,16 ∙ 5 ∙ 0,53 = 3,07 кВт;

на вводе в 10 домов

Р_д(10д) = Р_д(1д)n_дК_одн = 1,16 ∙ 10 ∙ 0,42 = 4,37 кВт;

на вводе в 15 домов

Р_д(15д) = Р_д(1д)n_дК_одн = 1,16 ∙ 15 ∙ 0,37 = 6,44 кВт.

Задача 1.3

Определить расчетную максимальную нагрузку на вводе в кормоцех на основе сменного графика электрической нагрузки.

Технологические процессы, длительность работы, установленные мощности электрооборудования, другие исходные данные приведены в табл. 1.1.

График активной мощности строится по данным таблицы и приведен на рис. 1.2.

Так как максимальная нагрузка, равная 3 кВт, длится 0,1 ч, то расчетная мощность кормоцеха определяется как среднеквадратическое значение нескольких пиковых нагрузок:

(3)

Электропотребление за смену, определяемое по графику:

W_смены = 2×6 + 2×3 + 15×1 + 2×0,5 + 2×0,5 + 4×1 + 8×1 + 3×0,2 + 13×3 + 2×0,5 + 3×0,5 =

= 89,1 кВт×ч/смена.

Таблица 1.1

Исходные данные для построения графика электрических нагрузок

Рис. 1.2. График электрической нагрузки*

* На графике прямоугольник с номером соответствует технологической операции (см. табл. 1.1)