Примеры
Для наглядности давайте рассмотрим несколько примеров.
Пример 1
Установленный на открытом воздухе трансформатор с номинальной мощностью 630 кВА, среднегодовая температура данной местности составляет 50. Число максимума часов t = 6, а коэффициент заполнения суточного графика Кз.г. = 0,7.
Из выше показанных кривых кратностей определяем:
Теперь можем получить максимальную допустимую нагрузку при номинальном значении вторичного напряжения:
Пример 2
Летом тот же трансформатор что в примере 1 загружен на 500 кВА. Необходимо определить допустимую нагрузку зимой (декабрь — март).
Недогрузка в летнее время в процентном соотношении будет иметь вид:
С учетом ограничения можно допустить перегрузку зимой за счет недогрузки летом в 15%.
Тогда получим максимально допустимую перегрузку 14+15 = 29%, где 14 – это значение m = 1,14; выраженное в процентах.
Соответственно получаем максимальную нагрузку в течении 6 часового максимума в зимнее время:
Пример 3
Для трансформатора с примера 1, но установленного в помещении (неотапливаемом и вентилируемом), необходимо определить нагрузку в зимние месяцы.
Для решения принимаем среднегодовую температуру на 80 больше, чем при наружной установке, то есть 130. Пересчетный коэффициент примет вид:
Определим номинальную мощность:
Недогрузка в летнее время, выраженная в процентах, составит:
Допустимая перегрузка за счет летней недогрузки принимается 13,7%; и, соответственно максимально допустимая перегрузка составит 13,7+14 = 27,7%.
Допустимая максимальная нагрузка
Методика расчета
Потери в трансформаторах можно рассчитать по определенной методике. Для этого потребуется получить ряд исходных характеристик работы трансформатора. Представленная далее методика применяется для двухобмоточных разновидностей. Для измерений потребуется получить следующие данные:
- Номинальный показатель мощности системы (НМ).
- Потери, определяемые при холостом ходе (ХХ) и номинальной нагрузке.
- Потери короткого замыкания (ПКЗ).
- Количество потребленной энергии за определенное количество времени (ПЭ).
- Полное количество отработанных часов за месяц (квартал) (ОЧ).
- Число отработанных часов при номинальном уровне нагрузки (НЧ).
Получив эти данные, измеряют коэффициент мощности (угол cos φ). Если же в системе отсутствует счетчик реактивной мощности, в расчет берется ее компенсация tg φ. Для этого происходит измерение тангенса угла диэлектрических потерь. Это значение переводят в коэффициент мощности.
С какой целью используется коэффициент загрузки оборудования
Кз рассчитывают, чтобы выяснить степень занятости станков определенной работой. Он позволяет понять, какую долю фондового времени станки обеспечены всем необходимым.
Рассчитывая значение Кз, экономисты видят, насколько загружены станки в тех либо иных производственных условиях. Если, предположим, Кз = 0,8, тогда это означает, что на 80% фонда времени у станков имеется все, что требуется для работы. Т. е. инструментарий, рабочие на своих местах и т. д. А на протяжении оставшихся 20% чего-то не достает.
Возьмем, к примеру, комплексную автоматизацию производства (computer-integrated manufacturing (CIM)), созданные автоматические поточные линии. Производительность звеньев всей технологической цепочки по большей части разная и очень редко бывает идентичной. Полная загрузка бывает только у лимитирующих (ограничивающих) звеньев (Кз > 1). Для нелимитиующих звеньев значение Кз < 1. Значение КЗ рассчитывают:
- Сначала по каждой операции в рассматриваемом периоде.
- Затем определяют среднее значение в этом же периоде.
Первичный расчет производится на основе отношения расчетного числа (штучно) станков к принятому их числу. Анализируя работу станков, предназначенных для продолжительного использования, рассчитывают показатели, которые в своей совокупности характеризуют использование мощности, времени работы, количества станков.
Потери электроэнергии в трансформаторах
Потери электроэнергии в трансформаторах являются одним из технических видов потерь электроэнергии, возникающих в результате физических процессов, происходящих при передаче энергии. Передача электроэнергии от источника к конечному потребителю неизбежно связана с потерей части мощности и энергии в системе электроснабжения. Сюда входят потери в линиях электропередач и потери в трансформаторах.
Стандартный двухобмоточный трансформатор состоит из замкнутого (магнитного) сердечника, который представляет собой стальную пластину трансформатора, и двух обмоток: к генератору (первичная) и к нагрузке (вторичная). Эффект трансформации вызван различным количеством витков в обмотках. Потери мощности в трансформаторе с такой конфигурацией состоят из:
Тепловые потери обмоток трансформатора; тепловые потери ядра; Потери при перемагничивании сердечника.
Величина потерь мощности в трансформаторе в основном зависит от качества, конструкции и материала трансформаторной стали, из которой изготовлен сердечник. Потери мощности намного выше, если сердечник имеет монолитную конструкцию, поэтому монолитные сердечники сегодня не используются на практике. Для дополнительной изоляции друг от друга пластины сердечника покрыты лаком.
Величина этих потерь и КПД трансформатора также зависит от передаваемого напряжения и мощности. Чем выше мощность трансформатора, тем выше КПД и меньше потери. Правильно спроектированный трансформатор имеет коэффициент полезного действия 97-99%. Потери мощности в трансформаторах также зависят от времени их работы, поэтому одним из ключевых условий снижения потерь мощности в трансформаторах является их отключение при малых нагрузках. Этого можно достичь, питая работающие электроустановки, которых не так много, от одного трансформатора в ночное время, а также в выходные и праздничные дни. Это возможно благодаря объединению подстанций с более низким напряжением.
Другим важным условием снижения потерь электроэнергии в трансформаторах является обеспечение рациональности включенных трансформаторов. Для этого необходимо выбрать оптимальный коэффициент загрузки трансформатора в зависимости от уровня активной и реактивной составляющих потерь.
Для точного расчета потерь мощности в трансформаторе с двумя обмотками необходимы следующие данные:
номинальная мощность трансформатора, потери холостого хода при номинальном напряжении и потери короткого замыкания трансформатора при номинальной нагрузке; фактический: Общее количество часов работы трансформатора, количество часов работы трансформатора при номинальной нагрузке, энергия, зарегистрированная по показаниям счетчика.
На основании этих исходных данных можно определить следующее:
Средневзвешенный коэффициент мощности трансформатора; Коэффициент нагрузки трансформатора; И фактические потери энергии трансформатора, в киловатт-часах.
Для расчета потерь электроэнергии в трансформаторе с тремя обмотками назначаются коэффициенты нагрузки для каждой обмотки – высокого, среднего и низкого напряжения – и рассчитываются общие потери электроэнергии как средневзвешенное значение с учетом этих величин.
Способность правильно рассчитать потери во всех элементах энергосистемы, выявить их ключевые составляющие и определить приоритетные области для снижения потерь и экономии энергии является основным условием правильной работы электросети и, в частности, снижения потерь электроэнергии в трансформаторах.
При проектировании трансформатора электрические потери определяются в соответствии с (1.73), а в случае изготовленного трансформатора эти потери определяются экспериментально путем измерения мощности короткого замыкания при номинальных токах в обмотках:
Влияние низкого коэффициента загрузки на трансформатор
У трансформатора с низким коэффициентом загрузки есть несколько негативных последствий:
| 1. | Повышенное потребление электроэнергии. |
| 2. | Увеличение тепловых потерь. |
| 3. | Снижение энергетической эффективности. |
| 4. | Ухудшение силовых параметров. |
| 5. | Уменьшение ресурса трансформатора. |
| 6. | Повышение вероятности перегрева. |
Расход электроэнергии трансформатора с низким коэффициентом загрузки увеличивается, так как большая часть мощности, поданной на вход трансформатора, не используется в выходной цепи и преобразуется в тепловую энергию. Это может привести к повышению потребления электроэнергии и, в результате, увеличить затраты на электроэнергию.
Большая нагрузка на трансформатор вызывает увеличение тепловых потерь, так как активная потеря мощности прямо пропорциональна квадрату тока в обмотке трансформатора. Повышенные тепловые потери могут привести к нежелательному перегреву трансформатора, что может повлечь за собой его выход из строя и значительные ремонтные затраты.
Низкое сопротивление нагрузки также ухудшает силовые параметры трансформатора. Появляются дополнительные потери в активных и реактивных составляющих, а также снижается напряжение на выходных обмотках трансформатора. Это может вызвать проблемы с надежностью питания подключенных к трансформатору потребителей, особенно в случае работы с чувствительными электронными устройствами.
Наконец, низкий коэффициент загрузки может существенно сократить ресурс трансформатора. Постоянная работа трансформатора с высокими тепловыми потерями и перегрузкой может привести к ускоренному старению его изоляции и деталей, что в конечном счете приведет к сокращению срока службы.
В связи с вышеперечисленными факторами, важно подбирать трансформатор с достаточной мощностью и учитывать его коэффициент загрузки при эксплуатации. Это позволит обеспечить энергетическую эффективность, надежность и долговечность работы трансформатора
СДЕЛАЕМ УПРОЩЕННЫЙ РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА 220/36 ВОЛЬТ.
Мощность во вторичной цепи: Р_2 = U_2 · I_2 = 60
ватт
Где:Р_2
– мощность на выходе трансформатора, нами задана 60 ватт
;
U
_2
— напряжение на выходе трансформатора, нами задано 36 вольт
;
I
_2
— ток во вторичной цепи, в нагрузке.
КПД трансформатора мощностью до 100 ватт
обычно равно не более η = 0,8
.КПД определяет, какая часть мощности потребляемой от сети идет в нагрузку. Оставшаяся часть идет на нагрев проводов и сердечника. Эта мощность безвозвратно теряется.
Определим мощность потребляемую трансформатором от сети с учетом потерь:
Р_1 = Р_2 / η = 60 / 0,8 = 75 ватт
.
Мощность передается из первичной обмотки во вторичную через магнитный поток в магнитопроводе.Поэтому от значения Р_1
, мощности потребляемой от сети 220
вольт,
зависит площадь поперечного сечения магнитопровода S
.
Магнитопровод – это сердечник Ш – образной или О – образной формы, набранный из листов трансформаторной стали. На сердечнике будут располагаться первичная и вторичная обмотки провода.
Площадь поперечного сечения магнитопровода рассчитывается по формуле:
S = 1,2 · √P_1.
Где:S
— площадь в квадратных сантиметрах,P
_1 — мощность первичной сети в ваттах.
S = 1,2 · √75 = 1,2 · 8,66 = 10,4 см².
По значению S
определяется число витков w
на один вольт по формуле:
w = 50/S
В нашем случае площадь сечения сердечника равна S = 10,4 см.кв.
w = 50/10,4 = 4,8
витка на 1 вольт.
Рассчитаем число витков в первичной и вторичной обмотках.
Число витков в первичной обмотке на 220 вольт:
W1 = U_1 · w = 220 · 4.8 = 1056 витка.
Число витков во вторичной обмотке на 36 вольт:
W2 = U_2 · w = 36 · 4,8 = 172.8 витков
,
округляем до 173 витка
.
В режиме нагрузки может быть заметная потеря части напряжения на активном сопротивлении провода вторичной обмотки. Поэтому для них рекомендуется число витков брать на 5-10 % больше рассчитанного. Возьмем W2 = 180 витков.
Величина тока в первичной обмотке трансформатора:
I_1 = P_1/U_1 = 75/220 = 0,34 ампера
.
Ток во вторичной обмотке трансформатора:
I_2 = P_2/U_2 = 60/36 = 1,67 ампера.
Диаметры проводов первичной и вторичной обмоток определяются по значениям токов в них исходя из допустимой плотности тока, количества ампер на 1 квадратный миллиметр площади проводника. Для трансформаторов плотность тока,для медного провода,
принимается 2 А/мм² .
При такой плотности тока диаметр провода без изоляции в миллиметрах определяется по формуле: d = 0,8√I
.
Для первичной обмотки диаметр провода будет:
d_1 = 0,8 · √1_1 = 0,8 · √0,34 = 0,8 · 0,58 = 0,46 мм. Возьмем 0,5 мм
.
Диаметр провода для вторичной обмотки:
d_2 = 0,8 · √1_2 = 0,8 · √1,67 = 0,8 · 1,3 = 1,04 мм. Возьмем 1,1 мм.
ЕСЛИ НЕТ ПРОВОДА НУЖНОГО ДИАМЕТРА,
то можно взять несколько, соединенных параллельно, более тонких проводов. Их суммарная площадь сечения должна быть не менее той, которая соответствует рассчитанному одному проводу.
Площадь поперечного сечения провода определяется по формуле:
s = 0,8 · d².
где
: d — диаметр провода
.
Например: мы не смогли найти провод для вторичной обмотки диаметром 1,1
мм.
Площадь поперечного сечения провода диаметром 1,1
мм. равна:
s = 0,8 · d² = 0,8 · 1,1² = 0,8 · 1,21 = 0,97 мм²
.
Округлим до 1,0
мм².
Изтаблицывыбираем диаметры двух проводов сумма площадей сечения которых равна 1.0 мм².
Например, это два провода диаметром по 0,8 мм
. и площадью по0,5 мм²
.
Или два провода: — первый диаметром 1,0 мм
. и площадью сечения 0,79 мм²
,— второй диаметром 0,5 мм
. и площадью сечения 0,196 мм²
.что в сумме дает: 0,79 + 0,196 = 0,986 мм².
Намотка катушки ведется двумя проводами одновременно, строго выдерживается равное количество витков обоих проводов. Начала этих проводов соединяются между собой. Концы этих проводов также соединяются.
Получается как бы один провод с суммарным поперечным сечением двух проводов.
Смотрите статьи:— «Как намотать трансформатор на Ш-образном сердечнике».— «Как изготовить каркас для Ш — образного сердечника».
Электрический аппарат — трансформатор используется для преобразования поступающего переменного напряжения в другое — исходящее, к примеру: 220 В в 12 В (конкретно это преобразование достигается использованием понижающего трансформатора). Прежде чем разбираться с тем, как рассчитать трансформатор, вы в первую очередь должны обладать знаниями о его структуре.
Простейший трансформатор является компоновкой магнитопровода и обмоток 2-х видов: первичной и вторичной, специально намотанных на него. Первичная обмотка воспринимает подающееся переменное напряжение от сети (н-р: 220 В), а вторичная обмотка, посредством индуктивной связи создает другое переменное напряжение. Разность витков в обмотках влияет на выходное напряжение.
Расчет коэффициента по времени
Номинальную загрузку определяет производитель. На практике она не равномерная. В течение суток бывают как недогрузки, так перегрузки. Чтобы не ошибиться с выбором, требуются графики работы оборудования за различные периоды (сутки, месяцы, годы)
Важно распределить нагрузку так, чтобы износ изоляции не превышал номинальный показатель. В противном случае срок эксплуатации оборудования сократится
Летом средняя нагрузка должна быть ниже номинальной, зимой – на оборот. Если параллельно работает несколько трансформаторов, рассчитывается суммарный показатель. Независимо от количества трансформаторного оборудования коэффициент должен быть оптимальный.
На данный момент на двухтрансформаторных подстанциях актуальна проблема низкой загрузки. Повысить показатель можно, если использовать один преобразователь. Но в таком случае при выходе из строя или ремонте потребители останутся без электроэнергии.
При проектировании и реконструкции подстанций допускаются ситуации, при которых с перегрузкой работает один трансформатор. При расчете оборудования учитывается требуемая мощность подстанции, время перезагрузок и недогрузок. В любой ситуации коэффициент перегрузки не может превышать 1,4.
Мощность трансформаторов должна быть такой, чтобы они были загружены на 75-85% (средний показатель). Расчеты проводятся на основе суточных графиков загрузки, на которых видна продолжительность недогрузок и перегрузок. В то же время перегрузка не должна превышать 6 часов в течение 5-и суток.
Формулы
Формула коэффициента нагрузки трансформатора:
β= t1/t2, где:
t1– фактическое время работы под нагрузкой;
t2– номинальное время работы под нагрузкой.
Эта формула используется по только отношению к заранее определенному периоду времени (суткам, месяцу, году).
Влияние недогрузки на трансформатор
Недогрузка трансформатора — это ситуация, когда нагрузка, подключенная к трансформатору, составляет меньше его номинальной мощности. Это может произойти из-за неправильного расчета или изменения условий эксплуатации. Недогрузка негативно влияет на работу трансформатора и может вызвать ряд проблем.
1. Повышенное напряжение. Недогрузка приводит к снижению потребления энергии, что приводит к увеличению выходного напряжения трансформатора. Повышенное напряжение может повредить оборудование, подключенное к трансформатору.
2. Ухудшение эффективности. Трансформаторы работают наилучшим образом, когда их загрузка близка к номинальной мощности. Недогрузка приводит к снижению эффективности работы трансформатора. В результате происходит избыточное потребление энергии и возможны потери в виде нагрева и искажений в выходном напряжении.
3. Увеличение потерь. Недогрузка трансформатора может привести к увеличению потерь в его обмотках и сердечнике. В результате трансформатор может перегреться, что может привести к его повреждению или даже пожару.
4. Ухудшение стабильности. Недогрузка ухудшает стабильность работы трансформатора. Он становится более чувствительным к нагрузочным колебаниям, что может вызвать скачки напряжения и нестабильность в работе оборудования.
5. Повышенные затраты. Недогрузка требует более высокой стоимости обслуживания трансформатора. Увеличивается риск его повреждения или выхода из строя, что требует замены или ремонта. Кроме того, избыточное потребление энергии при недогрузке приводит к дополнительным финансовым затратам.
Вывод: Недогрузка трансформатора может привести к различным негативным последствиям, поэтому важно правильно определить нагрузку и подобрать трансформатор, чтобы он работал наилучшим образом и обеспечивал надежное питание оборудования
Эффективность трансформатора
КПД трансформатора определяется как отношение мощности P2, поступающей в нагрузку через трансформатор, к мощности P1, потребляемой из сети:
КПД описывает эффективность преобразования напряжения трансформатора.
В практических приложениях КПД трансформатора рассчитывается по следующей формуле
где ∑ P = P el + P mg – суммарные потери трансформатора.
Эта формула менее чувствительна к ошибкам в определении P1 и P2, и поэтому дает более точное значение коэффициента эффективности.
Полезная мощность, передаваемая трансформатором в сеть, рассчитывается по формуле
где k ng = I2/I2n – коэффициент нагрузки трансформатора.
Электрические потери в обмотках определяются опытом короткого замыкания трансформатора
P el = k ng 2 x P k,
где Pk = rk x I 2 1n – потери короткого замыкания при номинальном токе.
Потери в стали Pmg определяются по характеристической кривой холостого хода rmg = Ro
Они предполагаются постоянными для всех условий работы трансформатора, так как при u1 = const ЭДС E1 изменяется незначительно в условиях эксплуатации.
Исходя из приведенных выше данных, мы можем определить КПД трансформатора по следующей формуле:
Анализ этого выражения показывает, что КПД трансформатора достигает максимума при нагрузке, когда потери в обмотках равны потерям в стали.
Рис. 1 Определение оптимального значения коэффициента нагрузки трансформатора
Из этого мы получаем оптимальное значение коэффициента нагрузки трансформатора:
k ngopt = √ Po/P k
В современных силовых трансформаторах отношение потерь P o/P1 = (0,25 – 0,4), поэтому максимум η имеет место при k ng = 0,5 – 0,6 (рис. 1).
Как видно из кривой η(kng), трансформатор имеет почти постоянный КПД в широком диапазоне нагрузок от 0,5 до 1,0. При низких нагрузках η трансформатора резко снижается.
Трансформаторная подстанция
– Число витков, относящихся к одной фазе трансформатора напряжения, на двойную и многовитковую обмотку;
Особенности подсчета мощности трансформаторов
Для определения мощности подстанций, оснащенных типовыми трансформаторами, в первую очередь потребуется собрать данные о подключенных к ней линейных нагрузках
Прямое суммирование полученных результатов в данном случае неприемлемо, поскольку для получения корректного показателя важно распределение потребления во времени
В многоквартирных домах оно зависит не только от времени суток, но и от сезона: зимой в квартирах включается множество электрообогревателей, летом – не меньшее количество вентиляторов и кондиционеров. Значения поправочных коэффициентов, вводимых для учета сезонности нагрузок для многоквартирных домов, берутся из специальных справочников.
Обратите внимание! Для расчета мощностей, потребляемых промышленными предприятиями, необходим учет особенностей работы технологического оборудования (в частности – знание графика его включении и выключения). При этом принимаются в расчет режимы максимальной сетевой загрузки (при включении в них предельного числа потребителей – Sмакс)
Необходимо учесть и потенциальное расширение производственных мощностей данного предприятия, а также возможность подключения дополнительных нагрузок
При этом принимаются в расчет режимы максимальной сетевой загрузки (при включении в них предельного числа потребителей – Sмакс). Необходимо учесть и потенциальное расширение производственных мощностей данного предприятия, а также возможность подключения дополнительных нагрузок.
Принимается во внимание и общее число размещенных на подстанции преобразователей (N), мощность каждого из которых рассчитывается по следующей формуле:
Здесь Кз – коэффициент загрузки трансформаторного изделия, определяемый как отношение максимума потребляемой мощности к номиналу того же показателя.
Точное значение искомой величины находится затем из ряда дискретных значений от 25-ти до 1000 Ватт как ближайшее к ним.
Дополнительная информация: На практике доказано, что выбирать сильно заниженный Кз невыгодно из соображений экономии.
Рекомендуемые к применению значения коэффициента загруженности для разных категорий потребителей приведены ниже.
| Категория потребителей | Коэффициент загрузки |
| I | 0,65-0,7 |
| II | 0,7-0,8 |
| II | 0,9-0,95 |
Данные этой таблицы действительны лишь при том условии, что выход из строя одного из станционных трансформаторов автоматически перераспределяет нагрузку на оставшиеся изделия. При этом каждый их них выбирается исходя из допустимой перегрузки (то есть с небольшим запасом по мощности).
Этот показатель ограничивается требованиями предприятия-изготовителя и определяет возможность длительных перегрузок в рабочих цепях трансформаторной подстанции.
Обратите внимание! В соответствие с требованиями ПУЭ и ПТЭЭП перегрузка трансформаторов в течение длительного времени (для синтетических и масляных диэлектриков) ограничена значением 5 процентов
Для сухих образцов трансформаторов
| Величина перегрузки, % | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| Длительность, мин | 60 | 45 | 32 | 18 | 5 |
Из приведенных выше таблиц следует вывод, что трансформаторы с сухой изоляцией критичны к режиму перегрузки больше, чем масляные.
В заключительной части обзора отметим, что расчет трансформаторной подстанции по ее основному показателю (мощности) проводится с учетом следующих исходных данных и соображений:
количество всех подсоединенных к его шинам нагрузок;
принятие во внимание постоянного изменения их эксплуатационных параметров (как активных, так и реактивных);
допустимость перераспределения составляющих мощностей между отдельными потребительскими линиями в соответствие с возможностями входящего в их состав трансформаторного оборудования.
После того, как все эти факторы будут полностью учтены – расчет подстанции сводится к выбору нужных коэффициентов и простому суммированию скорректированных значений.
Двух трансформаторные ТП
Двухтрансформаторные ТП применяются при преобладании электроприемников I и II категорий. При этом мощность трансформаторов выбирается такой, чтобы при выходе из работы одного Другой трансформатор с учетом допустимой перегрузки принял бы на себя нагрузку всех потребителей (в этой ситуации можно временно отключить электроприемники III категории). Такие подстанции желательны и независимо от категории потребителей, но при наличии неравномерного суточного или годового графика нагрузки.
Электроснабжение населенного пункта, микрорайона города, цеха, группы цехов или всего предприятия может быть обеспечено от одной или нескольких ТП. Целесообразность сооружения одно или двухтрансформаторных подстанций определяется в результате техникоэкономического сравнения нескольких вариантов системы электроснабжения. Критерием выбора варианта является минимум приведенных затрат на сооружение системы электроснабжения. Сравниваемые варианты должны обеспечивать требуемый уровень надежности электроснабжения.
В системах электроснабжения промышленных предприятий наиболее распространены следующие единичные мощности трансформаторов: 630, 1000,1600 кВА, в электрических сетях городов — 400, 630 кВА. Практика проектирования и эксплуатации показала необходимость применения однотипных трансформаторов одинаковой мощности, так как разнообразие их создает неудобства в обслуживании и вызывает дополнительные затраты на ремонт.
Расчет электрических нагрузок трансформаторной подстанции
В технических условиях на электроснабжение все чаше можно встретить требование проверки существующей ТП на дополнительную нагрузку. Как выполнить такую проверку? Сейчас обо всем расскажу и представлю свою простую программу, которая часть работы возьмет на себя.
Методика расчета нагрузок питающей линии трансформаторной подстанции.
Городские подстанции служат для питания жилых и общественных зданий и помещений.
Самое трудное при таком расчете – сбор исходных данных.
В первую очередь в электрических сетях необходимо взять электрическую схему на ТП. К сожалению, на той схеме не указываются расчетные мощности, а лишь указаны названия (адреса), подключаемых объектов.
Если дом старый, то найти какую-нибудь документацию на этот дом не так просто.
Как вариант, можно выехать на место и посмотреть, сколько квартир в жилом доме. У нас на каждом доме висит паспорт объекта, где указана информация о количестве квартир. Следует иметь ввиду, что большие дома могут быть разделены на несколько секций и могут быть подключены от разных ТП.
После того как собрали (рассчитали) расчетные мощности каждого здания можно приступить непосредственно к расчету.
В чем заключается суть расчета?
Если у нас двухтрансформаторная подстанция, то нужно проверить аварийный режим на допустимые аварийные перегрузки трансформатора, т.е. посчитать коэффициент загрузки трансформатора в аварийном режиме. Если трансформатор допускает перегрузки с учетом дополнительной (проектируемой) нагрузки, то трансформаторная подстанция не подлежит замене трансформаторов.
Расчетную нагрузку трансформаторной подстанции можно найти по формуле:
Рр = Рзд.макс + K1·Рзд1 + К2·Рзд2 + … + Кn·Рзд.n,
где Рзд.макс — наибольшая из электрических нагрузок зданий, питаемых линией (трансформаторной подстанцией), кВт;
Рзд1, …, Рзд.n — расчетная электрическая нагрузка каждого здания (1, …, n), кроме здания, имеющего наибольшую нагрузку Рзд.макс, питаемого линией (трансформаторной подстанцией), кВт;
К1, …, Кn — коэффициенты несовпадения максимумов электрических нагрузок, учитывающие долю электрических нагрузок общественных здании (помещений) и жилых домов (квартир и силовых электроприемников) в наибольшей расчетной нагрузке Рзд.макс, принимаемые по таблице 19 (ТКП 45-4.04-149-2009) или таблице 6.13 (СП 31-110-2003).
Чтобы было более понятнее приведу самый простой пример. Пусть у нас имеется два жилых дома: жилой дом с электрическими плитами -100 кВт и жилой дом с газовыми плитами – 70 кВт.
Рр=100+0,9*70=163 кВт, К1=0,9 – выбран по таблице.
Но, в данном расчете есть один нюанс, о котором ничего не сказано.
Например, имеется 3 дома с газовыми плитами:
1 100 квартир, Руд=1,13 кВт;
2 100 квартир, Руд=1,13 кВт;
3 200 квартир, Руд=1,03 кВт;
Упростим расчет и не будем учитывать лифты и другую мелкую нагрузку.
Рр(100)=113 кВт, Рр(200)=206 кВт.
Посчитаем нагрузку согласно нашей методике расчета:
Рр=206+1*113+1*113=432 кВт.
Я считаю, что такой расчет дает завышенную расчетную мощность и при расчете однотипные дома необходимо объединять в одно здание.
400 квартир – Руд=0,95, следовательно Рр=0,95*400=380 кВт.
Несмотря на то, что мои мысли идут немного в разрез предложенной методике нормативных документов, я считаю, что так будет правильнее.
Разумеется, объединять квартиры с электрическими плитами и на газу не в коем случае нельзя.
Это называется манипуляции с расчетом Где надо завышаем мощность либо наоборот – занижаем.
Для ускорения расчета я сделал простую программу. Внешний вид представлен ниже:
Программа для расчета нагрузок ТП
Сначала выбираем из выпадающего списка мощность трансформатора, а затем заполняем таблицу.
Внизу таблицы выводится коэффициент загрузки трансформатора.
Условия получения программ смотрите на странице МОИ ПРОГРАММЫ.
Советую почитать:
Расчет времени срабатывания ВА88 с МР211
Программа для расчета тока
Проверка трансформатора тока высокого напряжения
Определение условной трехфазной мощности, создаваемой в трехфазной сети однофазными ЭП
