Глава вторая.
НАГРУЗКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ И УРОВНИ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ.
1. Характеристики электроприемников и нагрузки потребителей.
По характеру электропотребления и показателям электрической нагрузки все потребители города разбиваются на следующие группы: потребители селитебных зон города, промышленные потребители, коммунальные потребители общегородского значения (водопровод, канализация и т, д,), потребители районов, прилегающих к городу.
Потребителями селитебных зон являются жилые и коммунальнообщественные здания. В зависимости от способа преобразования электрической энергии потребители селитебных зон имеют следующие электроприемники: электронагревательные приборы и установки, в которых электроэнергия преобразуется в тепло; технологические установки, в которых электрическая энергия преобразуется в механическую; радиоприемники, телевизоры и аналогичные приборы; прочие установки. Показатели основных электроприемников жилых зданий приведены в табл. 2-1.
Насыщение современных квартир электроприемниками зависит от материального уровня и уклада жизни населения, от наличия приборов в продаже, от организации бытового обслуживания населения и т. д. Ориентировочные значения расхода электроэнергии бытовыми электроприборами в СССР даются в табл. 2-2.
Характеристика бытовых электроприборов
Таблица 2-2
Средние показатели бытовых электроприборов
Для электрических сетей расчетной нагрузкой является, как правило, максимально возможная нагрузка длительностью не менее 30 мин. Активные и реактивные нагрузки отдельных потребителей являются случайными функциями ряда переменных величин. Они зависят от организации бытовых и трудовых режимов населения, технологических особенностей работы потребителей и т. д. Определение нагрузок производится на основании экспериментальных данных, обработанных с помощью методов математической статистики. Для активной (реактивной) нагрузки средний максимум:
где Рmi — значение максимума нагрузки при i-м измерении, т — число замеров; среднеквадратичное отклонение
расчетный максимум
где t — нормированное отклонение в нормальном распределении.
Для коммунально-бытовых потребителей можно принять t = 2, тогда действительная нагрузка превзойдет расчетную не чаще чем пять раз в году.
Нормированные значения нагрузки жилых и общественных зданий разработаны на основании многолетних исследований, действующих градостроительных норм и ведомственных нормативных документов. Они определены методами теории вероятности. Если в процессе расчетов необходимо оперировать средними максимальными или другими значениями нагрузок, к указанным ниже величинам следует вводить понижающие коэффициенты.
Нормированные значения применяются при разработке технических и рабочих проектов электрических сетей новых и реконструируемых микрорайонов, районов и городов в целом, при разработке схем развития электрических сетей городов и составлении раздела «электроснабжение» в проектах генеральных планов городов. Настоящие рекомендации не распространяются на города Крайнего Севера, курортные города, временные поселки.
Действующие значения удельной нагрузки, отнесенные к вводу в дом, даны в табл. 2-3. При этом расчетные нагрузки на вводе в одноквартирные жилые дома с газовыми плитами составляют 3,0 кВт, с электроплитами — 5,0 кВт. Указанные значения рассчитаны на проектную перспективу 10 лет. В районах с повышенным удельным электропотреблением допускается вводить повышающий коэффициент при соответствующих обоснованиях и при согласовании с энергоснабжающей организацией. Определение расчетной нагрузки для любого количества квартир производится путем интерполяции данных в табл. 2-3.
Удельные нагрузки квартир для расчета внешних трехфазных сетей (кВт/квартиру)
Расчетные электрические нагрузки от жилых квартир на вводах в здания, на линиях, питающих жилой дом или группу жилых домов, а также на шинах трансформаторных подстанций (ТП) определяются по табл, 2-3 в зависимости от числа квартир:
где ркв.удп — расчетная нагрузка на вводе в квартиру, кВт; п — число квартир.
Для зданий, оборудованных плитами на твердом топливе, в которых в течение 5 лет предполагается установка газовых плит, следует принимать нагрузки, рекомендуемые для зданий с газовыми плитами. Приведенные удельные расчетные нагрузки учитывают осветительную и бытовую нагрузку квартир, а на вводе в здания также осветительную нагрузку общедомовых помещений (лестничных клеток, подполий, чердаков и т. п.). Они не учитывают силовую нагрузку от общедомовых электроприемников и нагрузку встроенных в жилые здания общественно-коммунальных учреждений.
Удельные нагрузки определены для средней жилой оплачиваемой площади квартиры в 30 м. При средней площади квартир, превышающей указанную на 10—20 м удельную нагрузку на 1 квартиру в домах с газовыми плитами следует принимать увеличенной соответственно на 10—20%, в домах с электрическими плитами — на 5%.
Удельные нагрузки табл. 2-3 относятся к зимнему вечернему максимуму. При определении утреннего или дневного максимума учитываются следующие коэффициенты: для квартир с газовыми плитами — 0,5, для квартир с электрическими плитами — 0,9.
Коэффициент мощности в домах с газовыми плитами следует принимать: в период вечернего максимума нагрузки 0,90—0,92, в дневные и утренние часы 0,80—0,85, в домах с электрическими плитами 0,95—0,97.
При реконструкции жилых зданий с многокомнатными квартирами большой жилой площади расчетные нагрузки определяются в зависимости от числа квартир посемейного заселения, согласно проектам реконструкции, или в зависимости от числа семей в квартирах.
В реконструируемых районах застройки допускается для сохраняющейся жилой площади определять расчетные нагрузки непосредственно по эксплуатационным замерам с учетом естественного годового прироста 1—2%. При этом учитывается, что для систем электроснабжения города характерен постоянный рост нагрузки. Как правило, изменение нагрузки во времени принимают с постоянной величиной ежегодного увеличения
где St — расчетная нагрузка в расчетном году t; S0 — начальная нагрузка; р — относительная величина ежегодного роста нагрузки, % (табл. 2-4).
Таблица 2-4
Расчетные нагрузки линий, питающих лифты, принимаются по их установленной мощности, при ПВ-1, с учетом коэффициентов спроса (табл. 2-5). Приведенная установленная мощность электродвигателя
где Рп — паспортная мощность электродвигателя, кВт; ПВн — продолжительность включения по паспорту электродвигателя в долях единицы.
Мощность резервных электродвигателей при определении расчетной нагрузки не учитывается. Таким образом, нагрузка лифтов
где kсл — коэффициент спроса (табл. 2-5); cos φ — коэффициент мощности, равный 0,6.
Коэффициенты спроса лифтовых установок Kс.л для различных зданий
Расчетные нагрузки санитарно-технических установок жилых домов определяются по их установленной мощности с учетом коэффициента спроса, равного 0,7, и коэффициента мощности, равного 0,8.
Расчетная нагрузка на вводе жилого дома Ржд (без встроенных потребителей) определяется как сумма нагрузки квартир Ркв и силовых электроприемников Рс (в частности, лифтов) с учетом коэффициента участия силовых потребителей в максимуме нагрузки квартир, равного 0,9, а также нагрузки нежилых помещений Рнеж, встроенных в жилые здания:
Расчетные нагрузки линий, питающих общественные здания, а также нагрузки общественных зданий, приведенные к шинам ТП, следует определять в соответствии с ведомственными рекомендациями. При ориентировочных расчетах нагрузки на вводах характерных общественных зданий и коммунальных предприятий могут быть определены по табл. 2-6.
С учетом данных табл. 2-6 суммарная нагрузка на вводе общественно-коммунального здания или предприятия определяется:
где Робщ — удельная расчетная нагрузка одного показателя (посадочного, рабочего Места, учащегося и т. д.); М — величина показателя.
Расчетные нагрузки промышленных предприятий определяются, согласно «Временным руководящим указаниям по определению электрических нагрузок промышленных предприятий». Госэнергоиздат, 1962. На стадии предварительного рассмотрения расчетные нагрузки можно определять по методу коэффициента спроса или удельного расхода электроэнергии.
Характеристики расчетных нагрузок общественных зданий и предприятий
Расчетная активная нагрузка предприятия Рпр=kcPy, а расчетная реактивная нагрузка Qпp=Рпрtgφ, где kc — коэффициент спроса; Ру — установленная мощность электроприемников предприятия; φ — угол сдвига фаз для режима расчетной нагрузки.
Установленная мощность для приемников освещения и для электродвигателей при длительном режиме работы принимается равной их номинальной мощности. Коэффициент спроса определяется в зависимости от числа электроприемников и характера производства (табл. 2-7).
При наличии данных об удельном потреблении электроэнергии на единицу продукции расчетная нагрузка определяется следующим образом. Годовой расход
, где Эуд — удельное потребление на единицу продукции; Мп — годовой объем продукции предприятия в натуральном выражении.
Показатели нагрузок по различным предприятиям
Средняя годовая нагрузка
где Tг — годовой фонд рабочего времени по данным технологического задания.
Расчетная нагрузка
— коэффициент максимума, принимаемый в пределах 1,05—1,1; а — годовой коэффициент сменности по энергоиспользованию, выбираемый по отраслевым инструкциям. Данные по удельным расходам для некоторых предприятий приведены в табл. 2-17.
