ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ РАСЧЁТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК КОММУНАЛЬНО-БЫТОВЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ МИКРОРАЙОНОВ МЕГАПОЛИСОВ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.02, кандидат наук Павлов Андрей Владимирович

• Павлов Андрей Владимирович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Павлов Андрей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

1 Обзор существующих методов и основные проблемы расчёта электрических нагрузок микрорайонов мегаполисов. Постановка цели исследования

1. 1 Эмпирические методы расчёта электрических нагрузок

1.2 Аналитические методы расчёта электрических нагрузок

1.3 Нормативная база расчёта электрических нагрузок

1.3.1 Расчёт электрических нагрузок жилых и общественных зданий

1.3.2 Расчёт электрических нагрузок промышленных и коммунальных предприятий

1.3.3 Расчёт электрической нагрузки микрорайона и города в целом

1.4 Современное состояние и проблемы расчёта электрических нагрузок микрорайонов мегаполиса

1.5 Выводы

2 Экспериментальное обследование электрических нагрузок микрорайона мегаполиса

2.1 Общие сведения по объекту обследования

2.2 Результаты обследования электрических нагрузок

2.2.1 Электрические нагрузки микрорайона мегаполиса

2.2.2 Электрические нагрузки жилых домов

2.3 Оценка уровня заселённости микрорайона и жилых МКД

2.4 Сравнение расчётных и фактических электрических нагрузок микрорайона и жилых МКД

2.5 Выводы

3 Анализ суточных графиков электрической нагрузки. Математическое моделирование графиков электрической нагрузки жилых многоквартирных домов

3.1 Общие положения

3.2 Определение основных характеристик ГЭН жилых МКД

3.3 Анализ корреляционных связей ГЭН жилых МКД

3.3.1 Корреляция случайных составляющих ГЭН жилых МКД

3.3.2 Корреляция трендовых составляющих ГЭН жилых МКД

3.4 Проверка гипотезы о нормальном законе распределения случайной составляющей ГЭН

3.5 Математическое моделирование группового графика нагрузки

3.5.1 Сложение индивидуальных ГЭН без учёта их взаимной корреляции

3.5.2 Сложение индивидуальных ГЭН с учётом их взаимной корреляции

3.5.3 Предельные значения для дисперсии и коэффициента формы суммарного ГЭН при сложении одинаковых индивидуальных ГЭН

3.6 Выводы

4 Уточнённые методики расчёта электрических нагрузок для микрорайонов мегаполисов с жилыми многоквартирными домами оснащёнными электроплитами. Примеры расчётов электрических нагрузок

4.1 Общие положения

4.2 Уточнение методики расчёта электрических нагрузок СП

и РД

4.3 Разработка уточняющей модели расчёта электрической нагрузки микрорайона

4.3.1 Мультипликативная модель расчёта электрических нагрузок группы квартир

4.3.2 Аддитивная модель расчёта электрических нагрузок группы квартир

4.3.3 Адаптация универсального метода расчёта электрической нагрузки профессора Каждана А.Э

4.4 Примеры расчётов электрических нагрузок микрорайонов. Сравнение расчётных и фактических электрических нагрузок

4.4.1 Расчёт электрических нагрузок МКД и микрорайонов по СП 31110-2003, с учётом корректированных значений удельных электрических нагрузок квартир и коэффициентов несовпадения максимумов нагрузок

4.4.2 Расчёт электрических нагрузок квартир МКД по аддитивной модели

4.4.3 Расчёт электрических нагрузок МКД по мультипликативной модели

4.4.4 Расчёт электрических нагрузок МКД с помощью адаптированного универсального метода

4.4.5 Расчёт электрических нагрузок микрорайонов по укрупнённым показателям РД

4.5 Выводы

Заключение

Список использованной литературы

ПРИЛОЖЕНИЕ А - Результаты внедрения и апробации диссертационной

работы

ПРИЛОЖЕНИЕ Б - Основные сведения по объектам обследуемого

микрорайона

ПРИЛОЖЕНИЕ В - Примеры графиков электрических нагрузок

ПРИЛОЖЕНИЕ Г - Определение основных свойств трендовых составляющих суточных графиков электрической нагрузки жилых

многоквартирных домов

ПРИЛОЖЕНИЕ Д - Корреляционные зависимости случайных составляющих суточных графиков электрической нагрузки жилых многоквартирных

домов

ПРИЛОЖЕНИЕ Е - Определение удельных электрических нагрузок квартир

и коэффициентов несовпадения максимумов нагрузок по графикам

фактических электрических нагрузок

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж - Определение основных коэффициентов расчётных

электрических нагрузок квартир жилых МКД

ПРИЛОЖЕНИЕ И - Расчёт электрических нагрузок многоквартирных домов и микрорайонов в целом в соответствии с уточнёнными величинами удельных электрических нагрузок квартир и коэффициентов несовпадения максимумов нагрузок, и разработанными моделями расчёта

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ РАСЧЁТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК КОММУНАЛЬНО-БЫТОВЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ МИКРОРАЙОНОВ МЕГАПОЛИСОВ»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность диссертационной работы. Высокие темпы развития энергетики требуют максимальной эффективности капиталовложений и материальных затрат. Расчет электрических нагрузок (РЭН) - наиболее ответственный расчет, выполняемый при проектировании системы электроснабжения каждого предприятия, любой отрасли народного хозяйства. Результаты расчета в значительной степени определяют размеры капитальных вложений в энергетическое строительство.

Основной информационной базой существующих методов РЭН являются данные по коэффициентам использования, мощности, коэффициентам расчётной мощности (коэффициента максимума) и удельным нагрузкам, полученным в результате массовых обследований промышленных электрических нагрузок выполненных в 1960^1970 г.г. и коммунально-бытовых нагрузок - 1980^2000 г.г. [4, 11, 75, 113, 122, 134, 135, 136]. В последние годы идёт бурный процесс модернизации производства, который связан, в частности, с появлением нового менее энергоёмкого электрооборудования. В повседневной жизни людей появляются все новые виды бытовых электроприборов, при этом наблюдаются следующие тенденции:

- снижение единичных мощностей электроприёмников (холодильники, осветительное оборудование и т.д.) с постоянным режимом работы;

- увеличению единичных мощностей электроприёмников с кратковременным режимом работы (электрочайники, микроволновки и т.д.), для снижения их времени работы.

Изменения режимов работы и установленных мощностей промышленных и бытовых приборов приводят к тому, что существующие методы РЭН и их справочно-нормативная база уже не могут обеспечить требуемую точность [24, 42], что вносит информационную погрешность в результаты расчёта [16, 36, 57, 58, 105, 127, 128].

Наряду с информационными погрешностями, все методы РЭН имеют методические погрешности, связанные с вводом различных допущений в методики, ввиду огромного числа факторов влияющих на реальную электрическую нагрузку - режимы работы электроприёмников, уровни систем электроснабжения, различные сечения проводников, а, следовательно, и постоянные времени нагрева и т.д. [19, 59, 137, 138, 141]. Следовательно, уточнение методов РЭН может выполняться по двум направлениям [12, 68, 76, 89, 98, 100, 132] - снижением информационной погрешности и снижением методической погрешности.

Сведения об обследованиях технологических установок и предприятий с целью актуализации основных расчётных компонентов, используемых в методах РЭН, появляются достаточно редко [4, 11, 40, 77, 88, 108, 113, 134], а сами обследования не носят систематического характера, что затрудняет снижение информационной погрешности. Снижение методической погрешности подразумевает разработку новых, либо уточнение старых методик РЭН, что за последние годы также происходит не часто[5, 12, 54, 61, 64, 76, 100, 133, 143].

В последнее время, ввиду значительного увеличения численности населения крупных мегаполисов страны, всё большую роль играет проектирование инфраструктуры микрорайонов. При этом всё чаще наблюдаются случаи [105, 111], когда расчётные электрические нагрузки микрорайонов, с долей жилой застройки более 70 %, с жилыми МКД оснащёнными электроплитами мощностью 8,5 кВт, определённые в соответствии с СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий», значительно превышают фактические электрические нагрузки. Таким образом, на сегодняшний день актуальным является выполнение экспериментальных обследований электрических нагрузок действующих микрорайонов жилой застройки, для получения уточенных справочных данных и разработки новой методики РЭН по этой категории электрических нагрузок.

Диссертационная работа соответствует научному направлению энергетического факультета Южно-Российского Государственного технического

университета (Новочеркасского политехнического института) «Комплексное использование топливно-энергетических ресурсов и повышение надежности, экономичности и безопасности энергетических систем».

Степень разработанности темы исследования. К настоящему времени разработано большое количество методов расчёта электрических нагрузок, таких как: метод упорядоченных диаграмм, статистический метод, универсальный метод, метод коэффициента спроса и т.д. При этом большинство методов РЭН разработаны исключительно для электрических нагрузок промышленных потребителей, без учёта особенностей коммунально-бытовой нагрузки. В диссертационной работе теория электрических нагрузок промышленных потребителей применена к бытовой электрической нагрузке - квартирам и многоквартирным домам. Предложенные в работе модели РЭН, уточняющие коэффициенты и удельные нагрузки могут быть применены при разработке или актуализации существующих нормативных документов по проектированию систем электроснабжения жилых и общественных зданий.

Значительный вклад в развитие теории электрических нагрузок и разработки методов РЭН, рассматриваемых в диссертации, внесли: Вагин Г.Я., Воробьёв В.А., Гнеденко Б.В., Гордеев В.И., Денисенко Н.А, Ермаков В.Ф., Жежеленко И.В., Жилин Б.В., Каждан А.Э, Каялов Г.М., Кудрин Б.И., Куренный Э.Г., Лифшиц В.С., Лоскутов А.Б., Мешель Б.С., Надтока И.И., Степанов В.П., Фокин Ю.А.

Целью данной работы является повышение точности РЭН жилых МКД с электрическими плитами и микрорайонов в целом, путём актуализации основных расчётных компонентов, используемых в методах РЭН, а также разработки новой уточняющей методики РЭН на основе экспериментальных обследований электрических нагрузок этой категории потребителей.

Для достижения поставленной цели в данной работе ставятся и решаются следующие научные и практические задачи исследования:

1. Экспериментальное исследование графиков электрической нагрузки (ГЭН) на уровнях отдельных вводов в МКД, трансформаторных подстанций (ТП)

10/0,4 (20/0,4) кВ и распределительных трансформаторных подстанций (РТП) 10(20) кВ микрорайона;

2. Получение основных характеристик ГЭН и определение расчётных коэффициентов и удельных нагрузок, необходимых для РЭН жилых МКД, ТП 10/0,4 (20/0,4) кВ и микрорайона в целом;

3. Математическое моделирование индивидуальных и групповых ГЭН жилых МКД и микрорайона в целом;

4. Разработка методики РЭН для жилой части МКД оснащённых электроплитами;

5. Тестирование разработанной методики РЭН на введённых в эксплуатацию жилых МКД микрорайонов Московской области;

6. Выполнение РЭН жилых МКД для проектируемых микрорайонов Московской области.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались методы статистической обработки экспериментальных ГЭН, математическое вероятностное моделирование процессов электропотребления с использованием ЭВМ, элементы корреляционной теории случайных процессов, регрессионный анализ.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые для моделирования электрических нагрузок многоквартирных жилых домов обосновано применение корреляционной теории, что позволило дать теоретическое объяснение закономерностей формирования суммарных графиков электрической нагрузки и создать практические методики определения максимальных расчетных нагрузок.

2. Предложены математические модели расчётных электрических нагрузок групп квартир жилого дома, МКД в целом, ТП 20/0,4 (10/0,4) кВ и микрорайона, отличающиеся учётом: средней нагрузки квартир, коэффициентов формы и взаимной корреляции ГЭН, позволяющие повысить точность определения расчётных электрических нагрузок;

3. Получены теоретически обоснованные и практически подтверждённые характеристики ГЭН, модели взаимнокорреляционных функций, расчётные коэффициенты и удельные электрические нагрузки квартир жилых домов с электроплитами, которые могут быть использованы в новой редакции действующих нормативных документах по расчёту электрических нагрузок многоквартирных домов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Уточнённые значения удельных электрических нагрузок квартир с электроплитами 8,5 кВт и коэффициентов несовпадения максимумов электрических нагрузок вводов в МКД, для использования в расчетах электрических нагрузок МКД по существующим нормативным документам.

2. Использование в качестве основы для моделирования и расчета электрических нагрузок жилой части МКД средней нагрузки квартиры, которая может корректироваться по данным оплаты счетов за электроэнергию.

3. Необходимость учета взаимной коррелированности суточных графиков электрической нагрузки: а) вводов 0,4 кВ в жилую часть дома; б) отдельных домов; в) ТП 20/0,4 (10/0,4) кВ при моделировании суммарных графиков нагрузки.

4. Новые методики расчета электрических нагрузок групп квартир МКД, разработанные на основе положений по п.2, п.3, достоверность которых проверена с помощью экспериментальных обследований электрических нагрузок существующих микрорайонов.

Практическая значимость результатов диссертационной работы заключается в следующем:

1. Разработаны «Рекомендации по расчёту электрических нагрузок жилых многоквартирных домов с квартирами, оснащёнными электроплитами мощностью до 8,5 кВт, с использованием результатов прямых замеров», которые приняты в практику проектирования ЗАО «Мосрегионстрой.

2. Разработано программное обеспечение «Расчёт электрических нагрузок микрорайонов с жилыми многоквартирными домами с электроплитами до 8,5

кВт. Версия 1.0 (РЭН. У1.0)», свидетельство о государственной регистрации № 2015614074.

3. Результаты работы могут быть положены в основу новой редакции СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий».

Результаты диссертационной работы использованы: в ЗАО «Мосрегионстрой» при расчётах электрических нагрузок по шести проектируемым микрорайонам общей мощностью более 50 МВт; в учебном процессе ЮРГПУ (НПИ) при проведении лекционных, практических и семинарских занятий при подготовке магистров по направлению «Электроэнергетика и электротехника».

Достоверность полученных результатов подтверждена корректностью поставленных задач, обоснованностью принятых решений и рекомендаций. Достоверность научных положений, теоретических выводов и практических рекомендаций диссертации подтверждена результатами экспериментов, которые проводились с помощью поверенных приборов, прошедших метрологическую аттестацию.

Внедрение результатов. Результаты диссертационной работы внедрены в практику проектирования ЗАО «Мосрегионстрой» (г. Москва), ООО НПП «ВНИКО» (г. Новочеркасск) и используются в учебном процессе ЮРГПУ (НПИ) имени М.И. Платова. Копии актов внедрения результатов диссертационной работы приведены в Приложении А.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на XXXIII, XXXIV, XXXV, XXXVI и XXXVII сессиях всероссийского научного семинара Академии наук Российской Федерации «Кибернетика электрических систем» по тематике «Электроснабжение» (ЮРГПУ, г. Новочеркасск) в 2011, 2013, 2015 гг., и тематике «Диагностика энергетического оборудования» (ЮРГПУ, г. Новочеркасск) в 2012 и 2014 гг.; на Всероссийской научной молодёжной конференции Кибернетика энергетических систем (ЮРГПУ, г. Новочеркасск) в

2011 г.; на региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых вузов Ростовской области «Студенческая научная весна - 2009» (ЮРГТУ, г. Новочеркасск); на XIII международной научно-практической конференции «Моделирование. Теория, методы и средства» (ЮРГПУ, г. Новочеркасск) в 2013 г.; на XI, XII и XIII международных научно-практических конференциях «Современные энергетические системы и комплексы и управление ими» (ЮРГПУ, г. Новочеркасск) в 2013, 2014 и 2015 гг.; на IV международной научно-технической конференции «Электроэнергетика глазами молодёжи» » (ЮРГПУ, г. Новочеркасск) в 2013 г.

Области исследования соответствуют научному направлению специальности 05.14.02 «Электрические станции и электроэнергетические системы»:

1. «пункту 6 «Разработка методов математического и физического моделирования в электроэнергетике», так как в работе выполнено математическое моделирование суточных графиков электрических нагрузок МКД и разработка математических моделей максимальных нагрузок групп квартир;

2. «пункту 10 «Теоретический анализ и расчетные исследования по транспорту электроэнергии переменным и постоянным током, включая проблему повышения пропускной способности транспортных каналов», так как в работы выполнены экспериментальные и теоретические исследования электропотребления МКД, изучены принципы формирования групповых ГЭН квартир и МКД в целом на основе анализа автокорреляции и взаимной корреляции ГЭН, а также определены коэффициенты несовпадения максимумов ГЭН различных групп электроприёмников, что в свою очередь позволяет выявить пути снижения группового максимума нагрузки и повысить пропускную способности линий электропередачи, на основе взаимного смещения индивидуальных ГЭН друг относительно друга;

3. пункту 13 «Разработка методов использования ЭВМ для решения задач в электроэнергетике», так как для достижения цели повышения точности расчётов электрических нагрузок коммунально-бытовых потребителей

микрорайонов мегаполисов в работе использованы программные средства ЭВМ, позволяющие исследовать фактические ГЭН, выполнять теоретическое моделирование расчётных максимумов нагрузок, а также расчёты электрических нагрузок.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ:

3 статьи в журналах из списка ВАК:

1 Надтока И.И., Павлов А.В., Новиков С.И. Проблемы расчёта электрических нагрузок коммунально-бытовых потребителей микрорайонов мегаполисов - Изв. вузов. Электромеханика. - 2013. - № 1. - С. 136-139 (0,34/0,17 п.л.);

2 Надтока И.И., Павлов А.В. Расчёты электрических нагрузок жилой части многоквартирных домов с электрическими плитами, основанные на средних нагрузках квартир - Изв. вузов. Электромеханика. - 2014. - № 3. - С. 36-39 (0,47/0,24 п.л.);

3 Надтока И.И., Павлов А.В. Повышение точности расчёта электрических многоквартирных домов с электроплитами - Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2015. - № 2. - С. 45-48 (0,44/0,22 п.л.);

9 статей в других изданиях:

4 Каждан А.Э., Павлов А.В. Применение пакета Dialux в курсовом и дипломном проектировании специальности «Электроснабжение» потребителей // Студенческая научная весна - 2009 : материалы Межрегион. науч.-техн. конф. студ., асп. и молодых ученых Южного федерального округа / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск : ЮРГТУ (НПИ), 2009. - С. 222-223 (0,06/0,03 п.л.);

5 Павлов А.В. Применение универсального метода для расчёта электрических нагрузок. // Кибернетика энергетических систем : материалы Всерос. науч. молодеж. конф., Новочеркасск, 18-19 окт. 2011 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск : ЛИК, 2011. - С. 65-68 (0,21/0,21 п.л.).

6 Павлов А.В. Ортогональное разложение графика электрической нагрузки на основе К-функций. // Моделирование. Теория, методы и средства : материалы XIII Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 27 февр. 2013 г. /

Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск : ЮРГТУ, 2013. - С. 106-110 (0,24/0,24 п.л.).

7 Надтока И.И., Павлов А.В. Современное состояние и проблемы расчёта электрических нагрузок // Современные энергетические системы и комплексы и управление ими : материалы XI Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 24 июня 2013 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск : ЮРГТУ, 2013. - С. 3-10 (0,50/0,25 п.л.).

8 Надтока И.И., Павлов А.В. Нагрев проводника токами нагрузки // Современные энергетические системы и комплексы и управление ими : материалы XI Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 24 июня 2013 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск : ЮРГТУ, 2013. - С. 15-19 (0,25/0,13 п.л.).

9 Демура В.В., Павлов А.В., Алынин Н.А. Экспериментальные обследования электрических нагрузок коммунально-бытовых потребителей // Современные энергетические системы и комплексы и управление ими : материалы XI Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 24 июня 2013 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск : ЮРГТУ, 2013. - С. 23-28 (0,35/0,14 п.л.).

10 Надтока И.И., Павлов А.В. Анализ характеристик графиков электрических нагрузок многоквартирных жилых домов // Электроэнергетика глазами молодежи : науч. тр. IV Междунар. науч.-техн. конф., Новочеркасск, 1418 окт. 2013 г. / Юж.-Рос. гос. политехн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск : Лик, 2013. -Т. 1. - С. 186-190 (0,44/0,22 п.л.).

11 Павлов А.В. Расчёт электрических нагрузок офисных зданий // Современные энергетические системы и комплексы и управление ими : материалы XII Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 25 июня 2014 г. / Юж.-Рос. гос. политехн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск : ЮРГПУ, 2014. - С. 67-72 (0,29/0,29 п.л.).

12 Таранов Д.Ю., Павлов А.В., Надтока И.И. Анализ случайной составляющей суточных графиков электрической нагрузки многоквартирных

жилых домов // Современные энергетические системы и комплексы и управление ими : материалы 13-ой Междунар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 25 июня 2015 г. / Юж.-Рос. гос. политехн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск : ЮРГПУ (НПИ), 2015. - С. 42-48 (0,38/0,12 п.л.).

1 свидетельство о регистрации программы для ЭВМ:

13 Свид-во гос. регистрации программы для ЭВМ 2015614074, Российская федерация. «Расчёт электрических нагрузок микрорайонов с жилыми многоквартитрными домами с электроплитами до 8,5 кВт. Версия 1.0 (РЭН. V1.0)» / И.И. Надтока, А.В. Павлов, Е.А. Чернова, О.А. Корнюкова; правообладатель ООО НПП «ВНИКО». - № 2015611228; дата поступления 24.02.2015 г.; дата регистр. 06.04.2015 г.

1 учебно-методическое пособие к курсовому проектированию:

14 Каждан А.Э., Надтока И.И., Павлов А.В. Системы электроснабжения: учебно-методическое пособие к курсовому проекту и выпускной квалификационной работе. 2-е изд. перераб. и доп./ Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2014. - 64 с. (3,72/1,23 п.л.).

1 справочно-информационный документ (рукописный):

15 И.И. Надтока, А.Ю. Морхов, А.В. Павлов, В.В. Демура, В.П. Бреславец, С.О. Губский. Рекомендации по расчёту электрических нагрузок жилых многоквартирных домов с квартирами оснащёнными электроплитами мощностью до 8,5 кВт, с использованием результатов прямых замеров // ООО НПП «ВНИКО» - Новочеркасск, 2013. - 52 с.

Общий объем всех печатных работ соискателя составляет 7,69 п.л., вклад соискателя - 3,49 п.л.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы из 149 наименований, 8 приложений и содержит 146 стр. основного текста.

В первой главе

«Обзор существующих методов и основные проблемы расчёта электрических нагрузок микрорайонов мегаполисов. Постановка цели исследования» приводится обзор основных существующих методов РЭН и анализ основных нормативных документов по определению электрических нагрузок коммунально-бытовых потребителей микрорайонов мегаполисов. Рассматриваются основные методики РЭН, заложенные в нормативы по определению электрических нагрузок. Приводится сравнительный анализ проектных и фактических электрических нагрузок по шести микрорайонам Московской области. Выявляются причины возникновения погрешностей в РЭН. Ставится следующая задача исследования - экспериментальное обследование электрических нагрузок микрорайона и входящих в него жилых МКД.

Во второй главе

«Экспериментальное обследование электрических нагрузок микрорайона мегаполиса» приведены основные сведения по обследуемому микрорайону и его отдельным объектам. Приведены результаты измерений фактической электрической нагрузки микрорайона и двух жилых многоквартирных домов. Выполнен анализ результатов измерений фактической электрической нагрузки. Выполнена оценка уровня заселённости обследуемых жилых домов и микрорайона в целом. Определены фактические электрические нагрузки микрорайона и обследованных жилых МКД, которые сопоставлены с расчётными электрическими нагрузками. Определено приоритетное направление работ по повышению точности РЭН микрорайона.

В третьей главе

«Анализ суточных графиков электрической нагрузки. Математическое моделирование электрической нагрузки жилых многоквартирных домов» выполнен анализ групповых и индивидуальных ГЭН обследованных жилых многоквартирных домов для определения основных характеристик ГЭН и процесса формирования группового ГЭН на основе коррелированности индивидуальных ГЭН. Для оценки роли случайных факторов в процессе

формирования групповых электрических нагрузок, все ГЭН представлены в виде аддитивных моделей - как сумма трендовой и случайной составляющих. В процессе обследования определены основные характеристики ГЭН - эффективная нагрузка Рэ , средняя нагрузка Рс , дисперсия DP , коэффициент формы Кф ,

коэффициенты мощности cos р . Построены графики автокорреляционных и взаимнокорреляционных функций трендовых и случайных составляющих ГЭН, а также определены корреляционные моменты при сложении ГЭН квартир и жилых МКД в целом. Приводятся формулы определения дисперсии и коэффициента формы групповых ГЭН с учётом и без учёта коррелированности индивидуальных ГЭН, на основании этого предлагаются усовершенствованные математические модели расчётных электрических нагрузок групп одинаковых электроприёмников, отличающаяся учётом формы суточных ГЭН и их взаимной коррелированности, позволяющая повысить точность определения расчётных электрических нагрузок.

В четвёртой главе

«Уточнённые методики расчёта электрических нагрузок для микрорайонов мегаполисов с жилыми многоквартирными домами оснащёнными электроплитами. Примеры расчётов электрических нагрузок» предлагаются пути повышения точности РЭН жилых МКД и микрорайона в целом». Приводятся рекомендуемые фактические удельные электрические нагрузки квартир и сопоставляются с нормативными величинами. Определяются коэффициенты несовпадения максимумов нагрузок Кнм квартир и прочего силового оборудования МКД, которые рекомендованы в РЭН. Предлагаются две новые уточняющие модели РЭН групп квартир, ранее не применяемых для этой категории потребителей, основанных на средней электрической нагрузке одной квартиры:

- мультипликативная модель РЭН; аддитивная модель РЭН.

Наряду с мультипликативной моделью РЭН, в главе предлагается адаптация УМ, предложенный профессором Кажданом А.Э., для РЭН групп квартир, ранее не применяемый для РЭН этой категории потребителей.

Приводятся РЭН жилых МКД двух микрорайонов Московской области с учётом разработанных уточняющих моделей РЭН и откорректированных значений удельных электрических нагрузок квартир и коэффициентов несовпадения максимумов, а также по УМ РЭН. Выполняется сравнение результатов расчёта с фактическими электрическими нагрузками. Оценивается точность предлагаемых моделей РЭН.

В заключении изложены основные выводы и результаты диссертационной работы.

В приложениях приведены результаты внедрения кандидатской диссертации, а также представлены основные сведения по обследуемым объектам, примеры ГЭН, полученных в процессе экспериментальных исследований электрических нагрузок микрорайона и жилых МКД, расчёты основных характеристик ГЭН, графики авто-и взаимнокорреляционных функций случайных составляющих ГЭН, расчёты основных коэффициентов и удельных электрических нагрузок, используемых в РЭН по существующим и предлагаемым методикам, примеры РЭН двух микрорайонов и входящих в него жилых МКД.

1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ И ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РАСЧЁТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК МИКРОРАЙОНОВ МЕГАПОЛИСОВ. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ

С расчёта электрических нагрузок начинается проектирование систем электроснабжения (СЭС) всех строящихся жилых и общественных зданий [4, 11, 75, 113, 121, 125, 134, 135, 136], объектов коммунально-бытового назначения, промышленных предприятий [120, 122], микрорайонов и городов в целом [118]. Ошибка в этих расчётах, как в большую, так и в меньшую сторону может привести к значительным последствиям. Так ошибка в РЭН в сторону уменьшения, может привести к повышенному износу изоляции токоведущих элементов и как следствие - сокращению срока службы электрооборудования [19, 42, 117, 129, 140]. И, наоборот, завышение расчётной электрической нагрузки над действительной нагрузкой может привести к значительному увеличению капитальных затрат в строительство и срока сооружения объекта, недоиспользованию всех электротехнических возможностей оборудования и токопроводящих элементов [8, 117], что в свою очередь напрямую противоречит статье 13 Федерального закона Российской Федерации от 30.12.2009 № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»: «Статья 13.Требования энергетической эффективности зданий и сооружений. Здания и сооружения должны быть спроектированы и построены таким образом, чтобы в процессе их эксплуатации обеспечивалось эффективное использование энергетических ресурсов и исключался нерациональный расход таких ресурсов». В связи с этим требования к точности выполнения РЭН достаточно велики.

Ввиду многообразия расчётных условий, таких как характер электрической нагрузки [2, 5, 75, 90, 116, 117] (жилые дома, общественные здания, объекты коммунального назначения, промышленные предприятия), уровни системы электроснабжения [74, 79, 82, 137] (рисунок 1.1), существует большое число различных методов РЭН [3, 5, 9, 17, 27, 38, 46, 55, 61, 64, 65, 80, 82, 83, 96 106, 114, 133, 134, 137, 139, 141, 144] применяемых в тех или иных случаях. Но сказать

о том, что задача РЭН решена, нельзя, так как большинство существующих методов расчёта не могут дать требуемой точности [42, 82, 89].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Павлов Андрей Владимирович, 2016 год

Л //

\ 2 /

V/ н // //

\ч 200 300 Ч 400 500

\\ \\ // \ /у \

^^Г 1

Рисунок 4.8 - Корреляционные функции трендовой составляющей фактического графика (1) и его трёхступенчатой модели (2) Определим дисперсию и среднеквадратическое отклонение трёхступенчатой модели ГЭН, изображённой на рисунке 4.7 [55, 139, 142]:

(Р _ Р )2 (Р _ Р )2 (Р _ Р )2 2

_ У шт.м_с.м / + V с.м_с.м / + V тах.м_с.м / __(Р _Р )2 '

м 3 3 3 3 тах.м с.м / ?

оР„

л

- (Р _ Р )

3 V тах.м с.м ) •

(4.7)

(4.8)

Используя критерии сходимости модели, получена следующая расчётная формула:

ш

P = P = P = P +1 -aP = P + 1,22aP, (4.9)

р max max. м с. м 2 с. м " " V/

где, aP - среднеквадратическое отклонение группового ГЭН, кВт.

Полученное уравнение для расчёта электрических нагрузок (4.9) напоминает основную формулу статистического метода РЭН (см. главу 1, формула 1.8), в соответствии с чем можно предположить, что кратность меры рассеяния в относительного среднего в нашем случае равна 1,22 [142].

Исследование влияния взаимной коррелированности индивидуальных ГЭН отдельных электроприёмников на расчётные показатели группового графика, выполнены в работах [31, 101, 102].

В главе 3 данной работы определены зависимости дисперсии и коэффициента формы для группового ГЭН в результате сложения индивидуальных графиков с учётом и без учёта корреляционных связей между ними. Значительная величина корреляционного момента между ГЭН вводов в ВРУ жилой части МКД (к. =0,9 см. главу 3) указывает на необходимость её учёта

при определении расчётных групповых электрических нагрузок. Используя формулы (3.15) и (4.9), расчётную электрическую нагрузку группы квартир, учитывающую взаимную корреляцию индивидуальных ГЭН, можно записать:

Pp,e = nKePc,e + 1,22apK^nKe(1 + к..(nKe -1)), (4.10)

где, apKe - среднеквадратического отклонения ГЭН одной «осреднённой» квартиры, кВт.

Расчёт величины apKe [139, 142] по графикам фактической электрической нагрузки, при условии, что рс кв =0,55 кВт, выполнен в Приложение Ж.

На рисунке 4.9 приведена зависимость apKe от средней электрической нагрузки группы квартир PCKe и ей линейное регрессионное приближение.

0,35

15 о,зо ® з

о в

5 § 0,25 н я

2«Р5 0,20

§&3 0,15

0,10

Э§!Й 0,05

И м

« т 0,00

ш

15 0.

а -0,05 и

-0,10

♦ 0,29

♦ ♦

тт

00

10,00

20,00

30,00

40,00.

50,00

60,00

70,00

80,00

Средняя электрическая нагрузка групп квартир, ?с.кв , кВт

Рисунок 4.9 — Зависимость аркв от средней нагрузки группы квартир Рс.кв: 1 -экспериментальные значения аркв квартиры; 2 - прямая уравнения линейной

регрессии

Из результатов расчёта, приведенным на рисунке 4.9, видно, что величина аркв изменяется в диапазоне -0,05-0,29 кВт. Отрицательные значения аркв указывают не на ошибку в расчётах, а на то, что средняя электрическая нагрузка на одну квартиру взята с излишним запасом, в результате чего расчётная средняя нагрузка группы квартир оказалась выше максимального значения ГЭН, принятого в качестве фактической электрической нагрузки. Но ввиду того что полученный результат имеет единичный характер (наблюдался только 17.11.2012г. в МКД серии Домкон-1), рекомендуется не снижать среднюю нагрузку на одну квартиру.

Из рисунка 4.9 также видно, что величина аркв практически не зависит от Рс кв (линейная регрессия практически параллельно оси абсцисс), следовательно, в РЭН групп квартир можно задаться некой постоянной величиной среднеквадратического отклонение ГЭН одной квартиры аркв =const.

Для обеспечения необходимого запаса в расчётной электрической нагрузке в качестве рекомендуемой величины среднеквадратического отклонения аркв рекомендуется принять максимальное значение аркв =0,29 кВт.

1

2

Пример расчёта электрических нагрузок квартир и жилых МКД, в соответствие с предложенной моделью, приведен в разделе 4.4.

4.3.3 Адаптация универсального метода расчёта электрической нагрузки профессора Каждана А.Э

Другим методом РЭН квартир, основанным на мультипликативной модели, можно предложить универсальный метод (УМ), разработанный профессором Кажданом А.Э. [61, 63, 114], ранее не применявшийся для РЭН этой категории потребителей.

В соответствии с основными положениями УМ [60-71, 114, 115], в качестве расчётной электрической нагрузки по нагреву принимается эффективная нагрузка суммарного графика за естественный технологический цикл производства. В нашем случае - электрическая нагрузка квартир и МКД, «цикл производства» соответствует временному интервалу равному суткам (24 часа).

Расчётное значение электрической нагрузки квартир по УМ определяется по формуле 1.19, приведённой в главе 1. Выразив среднюю нагрузку Рс из

эффективной Рэ, получим основную расчётную формулу:

Рр.кв _ Рэр.кв _ РсквКфКэ _ ПквРРс.квКфКэ . (411)

Регрессионный анализ значений коэффициента формы групповых ГЭН квартир выполнен в п. 4.3.1, результаты расчётов и рекомендуемые величины Кф

в зависимости от средне нагрузки квартир, приведены в таблице 4.4.

Коэффициент эффективной нагрузки Кэ это показатель ГЭН по УМ, который характеризует нагрев элементов системы электроснабжения и в соответствие с теорией УМ делит их на три типа [62]:

• П-графики - постоянные графики, для которых расчётная нагрузка равна эффективной и средней:

Рр _ Рэ _ Рс; (4.12)

2П-графики - практически постоянные графики, особенностью которых является то, что кратность перегрева относительно среднего значения

е

перегрева не превышает

1,582 [62, 63], а расчётная электрическая

е _ 1

нагрузка равная эффективной:

Рр _ Рэ; (4.13)

3П-графики - приводимые к практически постоянным графикам, это все остальные ГЭН, для которых кратность перегрева превышает 1,582, и для которых расчётная электрическая нагрузка определяется по формуле:

(4.14)

Расчётное значение коэффициента эффективной нагрузки согласно [62] определяется по формуле:

Рэр _ РэКэ

К _ ± КэР Рэ М

— 1

—тах(е _ 1) * —

е Рэ\

—

1,582'

(4.15)

2

где —шах - максимальное значение перегрева, в масштабе Р [19, 44, 45, 62, 107].

Рэ - эффективное значение нагрузки графика предельного переходного процесса перегрева (4П-графики) [66],

е - основание натурального логарифма.

Коэффициент эффективной нагрузки Кэ , для П- и 2П-графиков, для которых

Кэр < 1, равен 1, для 3П-графиков, для которых Кэр > 1, равен Кэр.

Расчёт величин коэффициентов эффективной нагрузки Кэр, за весь период

обследования электрических нагрузок жилых МКД, выполнен в Приложении Ж. По результатам расчёта видно, что Кэр изменяется в диапазоне от 1,04 до

1,51, т.е. ГЭН квартир относятся к типу 3П, при этом явно заметно снижение Кэр с увеличение средней составляющей расчётной нагрузки Рс , что говорит о сглаживании группового ГЭН. Выполним регрессионный анализ полученных величин [6, 7, 28, 39, 41] по формулам 4.4^4.6, и определим доверительный интервал для полученных значений с уровнем значимости а =0,05.

График изменения Кэр от средней нагрузки группы квартир, регрессионное приближения и доверительный интервал, приведены на рисунке 4.10.

я 1,70 о

| 1,60

■е ■е

В х

я м

§ ^

«

Я я §

«

я

н

я №

1,50 1,40 1,30 1,20 1,10 1,00 0,90 0,80

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

Средняя электрическая нагрузка групп квартир, кВт

70,00

80,00

Рисунок 4.10 - Зависимость расчётного коэффициента эффективной нагрузки Кэр от средней нагрузки группы квартир Рскв: 1 - экспериментальные значения Кэр группы квартир; 2 - прямая уравнения линейной регрессии; 3 - границы

доверительного интервала с уровнем значимости 0,05 Для обеспечения запаса в расчётной электрической нагрузке с одной стороны и приемлемой для практических задач точности расчёта с другой стороны, значения коэффициента Кэр рекомендуется принимать по верхней границе доверительного интервала. Рекомендуемые значения коэффициентов эффективной нагрузки, в зависимости от средней мощности электрической нагрузки квартир, приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 - Значения расчётных коэффициентов эффективной нагрузки Кэр в зависимости от средней нагрузки квартир

Коэффициенты Значения расчётных коэффициентов в зависим нагрузки кварти ости от средней электрической э

10 20 30 40 50 60 70 80

Кэр 1,564 1,530 1,498 1,467 1,437 1,409 1,382 1,357

Пример расчёта электрических нагрузок квартир и жилых МКД, в соответствие с предложенной моделью, приведен в разделе 4.4.

4.4 Примеры расчётов электрических нагрузок жилых МКД и микрорайонов. Сравнение расчётных и фактических электрических нагрузок

В данном разделе выполнен РЭН жилых МКД двух микрорайонов Московской области: Микрорайон №2 и Микрорайон №6 (см. таблицу 1.1 Глава 1) в соответствии с уточнёнными величинами удельных электрических нагрузок квартир и коэффициентов несовпадения максимумов нагрузок, а также разработанными моделями расчёта, являющимися новыми, для данной категории потребителей:

- мультипликативная модель;

- аддитивная модель;

- модель РЭН, основанная на универсальном методе, разработанном профессором Кажданом А.Э [61].

Кроме этого, в данном разделе выполнен РЭН рассматриваемых микрорайонов по укрупнённым показателям [118], основанным на численности населения. Все результаты расчёта сопоставлены с фактическими электрическими нагрузками.

Основные сведения для выполнения РЭН жилых МКД Микрорайон №2 и Микрорайон №6 приняты из проектов электроснабжения, предоставленных проектной организацией. Большая часть сведений, необходимых для РЭН МКД Микрорайон №2, приведена в Приложении Б, остальные сведения, необходимые для РЭН МКД Микрорайон №2 и Микрорайон №6 приведены в самих таблицах РЭН, приведённых в Приложении И, с целью исключения повторяемости представления данных и снижения количества и объема таблиц.

РЭН по микрорайонам выполнен начиная с самого нижнего уровня системы электроснабжения - от вводов в ВРУ МКД, и заканчивая шинами 10 кВ РТП микрорайонов.

Следует отметить, что во всех РЭН приведённых в этом разделе, соблюдены следующие условия:

1. Расчёт электрических нагрузок МКД выполняется в соответствии со

структурными схемами системы электроснабжения, приведёнными на рисунках 2.1^2.4 Главы 2, являющиеся типовыми для данных объектов;

2. Электрические нагрузки лифтов учитываются подключёнными к вводу в ВРУ с меньшим количеством квартир, с целью выравнивания электрических нагрузок (см. рис. 2.2 Главы 2) по ВРУ;

3. Электрические нагрузки нежилых помещений, а также ИТП и ВНС МКД приняты равными проектным значениям (приведены в Приложении И), так как разработанные уточняющие методики РЭН не затрагивают этих потребителей электроэнергии;

4. Расчётные электрические нагрузки общественных зданий, объектов коммунально-бытового назначения (котельная, ЛОС, КНС, ВНС), в соответствии с п. 2.2.1 [118], приняты по проектам электроснабжения, и приведены в Приложении И;

5. Расчётные электрические нагрузки по микрорайонам в целом определены в соответствии с требованиями [118], основные расчётные формулы приведены в Главе 1 (1.28^1.32);

6. При определении суммарных электрических нагрузок по ВРУ, МКД, ТП и РТП использованы коэффициенты несовпадения максимумов нагрузок, полученные в процессе обследования электрических нагрузок микрорайона (см. таблицу 4.2):

• ВРУ жилой части - Кн м =0,95;

н.м У ?

• Суммарная нагрузка МКД - Кнм =0,90 (при наличие нежилой части в МКД), Кнм =0,93 (при отсутствии нежилой части в МКД);

• Суммарная нагрузка двух МКД - Кнм =0,90 (только для меньшей электрической нагрузки, в соответствии с формулой (1.29) Главы 1 и п 2.3.1 [118]).

7. РЭН МКД выполнен только по активной мощности. Полная мощность электрической нагрузки МКД в целом определяется с учётом коэффициента мощности cosф=0,97, определённый как среднее значение коэффициентов

мощности МКД за весь период обследования (см. таблицу 2.3 Глава 2). Коэффициенты мощности по общественным зданиям и объектам коммунального назначения приняты по проектам электроснабжения.

4.4.1 Расчёт электрических нагрузок МКД и микрорайонов по СП 31110-2003, с учётом корректированных значений удельных электрических нагрузок квартир и коэффициентов несовпадения максимумов нагрузок

Основные формулы РЭН МКД в соответствии с СП 31-110-2003, приведены в Главе 1 данной работы (см. формулы 1.24^1.26).

Удельные электрические нагрузки квартир МКД приняты по графику «Рекомендуемая величина удельных электрических нагрузок», изображённому на рисунке 4.1.

Расчёт электрических нагрузок МКД Микрорайона №2 приведён в таблице И.1.3, Микрорайона №6 - в таблице И.1.4 Приложения И. Результаты РЭН по отдельным объектам микрорайонов приведены в таблицах 4.6, 4.7. Таблица 4.6 - Результаты РЭН по отдельным объектам Микрорайона №2 по СП 31-110-2003, с учётом корректированных значений удельных электрических

нагрузок квартир и коэффициентов несовпадения максимумов нагрузок

№ п.п. № позиции Наименование Расчётная электрическая нагрузка

Активная, кВт Коэффициент мощности Полная, кВА

1 2 3 4 5 6

1 Жилые многоквартирные дома

1.1 1 Полносборный односекционный жилой дом серии Д-Н1 (Домкон-1) со встроенными помещениями 224,12 0,97 231,06

1.2 2 Монолитный индивидуальный жилой дом со встроенными-пристроенными нежил.помещениями 254,84 0,97 262,72

1.3 3 Монолитный индивидуальный жилой дом со встроенными-пристроенными нежил. Помещениями 238,02 0,97 245,38

1.4 1а Стилобат Магазин " Товары для детей" (от ТП-1) 189,00 0,85 222,35

Супермаркет (от ТП-2) 252,00 0,85 296,47

1.5 4 5-ти секционный жилой дом серии П44Т со встроенными нежилыми помещениями 434,04 0,97 447,47

1.6 5 4-х секционный жилой дом серии П44Т со встроенными нежилыми помещениями 367,59 0,97 378,95

1.7 6 6-ти секционный жилой дом серии П44Т со встроенными нежилыми помещениями 476,70 0,97 491,44

1.8 7 2-х секционный жилой дом серии П44К 121,30 0,97 125,05

1.9 8 3-х секционный жилой дом серии П44Т 160,32 0,97 165,28

1 2 3 4 5 6

1.10 9 3-х секционный жилой дом серии П44Т со встроенными нежилыми помещениями 260,38 0,97 268,44

1.11 14 3-х секционный жилой дом серии П44Т со встроенными нежилыми помещениями 260,89 0,97 268,95

1.12 15 2-х секционный жилой дом серии П44К со встроенными нежилыми помещениями 156,08 0,97 160,90

1.13 16 3-х секционный жилой дом серии П44Т со встроенными нежилыми помещениями 236,99 0,97 244,32

1.14 17 4-х секционный жилой дом серии П44К со встроенными нежилыми помещениями 314,31 0,97 324,03

1.15 18 4-х секционный жилой дом серии П44К со встроенными нежилыми помещениями 314,42 0,97 324,15

1.16 19 6-ти секционный монолитный жилой дом 449,56 0,97 463,46

1.17 20 Полносборный односекционный жилой дом серии Д-Н1 (Домкон-1) со встроенными помещениями 223,76 0,97 230,68

1.18 21 Многоэтажный жилой дом 277,03 0,97 285,60

1.19 22 Многоэтажный жилой дом 229,69 0,97 236,80

1.20 24 4-х секционный жилой дом серии П44К 314,74 0,97 324,48

1.21 28 Полносборный односекционный жилой дом серии Д-Н1 (Домкон-1) со встроенными помещениями 212,26 0,97 218,83

2 Общественные здания

2.1 10 Детский сад на 230 мест 105,80 0,97 109,07

2.2 17а Пристроенная поликлиника на 200 посещений в смену 225,15 0,93 242,06

3 Объекты коммунального назначения

3.1 29 Котельная 1000,00 0,90 1112,00

3.2 52 Ливневые очистные сооружения 171,04 0,83 206,32

3.3 53 КНС 107,90 0,90 119,90

3.4 53 ВНС 274,80 0,89 309,00

3.5 - Наружное освещение 120,00 0,85 141,18

* с учётом коэффициента несовпадения максимумов нагрузок

Таблица 4.7 - Результаты РЭН по отдельным объектам Микрорайона №6 по СП 31-110-2003, с учётом корректированных значений удельных электрических

нагрузок квартир и коэффициентов несовпадения максимумов нагрузок

№ п.п. № позиции Наименование Расчётная электрическая нагрузка

Активная, кВт Коэффициент мощности Полная, кВА

1 2 3 4 5 6

1 Жилые многоквартирные дома

1.1 1 Жилой дом со встроенными помещениями общественного назначения 568,70 0,97 586,29

1.2 2 3-х секционный жилой дом серии П44К-1/17, 1/17Н1 212,98 0,97 219,57

1.3 3 4-х секционный жилой дом серии П44К-1/17, 1/17Н1 256,78 0,97 264,72

1.5 4 Односекционный жилой дом серии Д-25Н1 243,85 0,97 251,39

1.6 5 Монолитный индивидуальный жилой дом со встроенно-пристроенными нежилыми помещениями 179,70 0,97 185,26

1.7 6 Монолитный индивидуальный жилой дом со встроенно-пристроенными нежилыми помещениями 179,70 0,97 185,26

1 2 3 4 5 6

1.8 7 7-ти секционный жилой дом серии П44Т 489,22 0,97 504,35

1.9 8 5-ти секционный жилой дом серии П44Т со встроенными нежилыми помещениями 465,02 0,97 479,40

1.10 9 3-х секционный жилой дом серии П44Т 181,34 0,97 186,95

1.11 10 4-х секционный жилой дом серии П44Т со встроенными нежилыми помещениями 354,38 0,97 365,34

1.12 11 6-ти секционный жилой дом 3 секции серии П44Т, 3 секции серии П44К 361,23 0,97 372,41

1.13 12 5-ти секционный жилой дом серии П44К со встроенными нежилыми помещениями 385,95 0,97 397,89

1.14 13 6-ти секционный жилой дом серии П44Т 392,00 0,97 404,12

1.15 14 4-х секционный жилой дом серии П44К со встроенными нежилыми помещениями 295,25 0,97 304,38

1.16 15 3-х секционный жилой дом серии РД 17.04 287,80 0,97 296,70

1.17 16 Монолитный индивидуальный жилой дом со встроенно-пристроенными нежилыми помещениями 271,31 0,97 279,70

1.18 17/1 2-х секционный жилой дом серии РД 17.04 150,56 0,97 155,21

1.19 17/2 2-х секционный жилой дом серии РД 17.04 148,02 0,97 152,60

1.20 17/3 3-х секционный жилой дом серии РД 17.04 129,41 0,97 133,41

1.21 17/4 2-х секционный жилой дом серии РД 17.04 117,86 0,97 121,51

1.22 18 3-х секционный жилой дом серии РД 17.04 206,72 0,97 213,11

1.23 19 3-х секционный жилой дом серии П44К-1/17, 1/17Н1 204,64 0,97 210,97

2 Общественные здания

2.1 6а, 6б Стилобат, поз. 6а, 6б Супермаркет (3ВРУ) 281,00 0,91 308,79

Магазин+Техподполье (4ВРУ) 276,00 0,93 296,77

Бутики+Офисы (5ВРУ) 427,00 0,93 459,14

Бутики (6ВРУ) 174,00 0,93 187,10

Офисы (9ВРУ) 189,00 0,93 203,23

ЦТП (10ВРУ) 55,60 0,87 63,91

2.2 5а, 5б Стилобат, поз. 5а, 5б Кафе 178,00 0,93 191,40

Бутики 190,00 0,93 204,30

2.3 24 Надземно-подземный гараж закрытого типа на 396 м/места, поз. 24 250,00 0,90 277,80

2.4 20 Школа на 1000 учащихся, поз. 20 385,60 0,92 419,60

2.5 15а Офисный центр, поз. 15а 146,70 0,93 158,16

2.6 22 Детский сад на 160 мест, поз. 22 160,30 0,93 172,37

2.7 16а Офисный центр, поз. 16а 117,80 0,91 129,72

2.8 21 Детский сад на 140 мест, поз. 21 160,30 0,93 172,37

3 Объекты коммунального назначения

3.1 34 Ливневые очистные сооружения, поз. 34 130,30 0,86 151,51

3.2 36 Котельная, поз. 36 1187,37 0,90 1314,70

3.3 35 КНС, поз. 35 134,90 0,90 149,89

3.4 - Наружное освещение 116,00 0,96 120,83

Засчёт электрических нагрузок на шинах 0,4 кВ ТП и Микрорайону №2 в

целом приведён в таблице И.1.5, Микрорайону №6 - в таблице И.1.6 Приложения И.

Результаты РЭН микрорайонов по СП 31-110-2003, с учётом корректированных значений удельных электрических нагрузок квартир и

коэффициентов несовпадения максимумов нагрузок приведены в таблицах 4.8, 4.9.

Таблица 4.8 - Результаты РЭН Микрорайона №2 по СП 31-110-2003, с учётом корректированных значений удельных электрических нагрузок квартир и

коэффициентов несовпадения максимумов нагрузок

Расчётная мощность Фактическая мощность

№ п.п. Наименование ТП электрической нагрузки электрической нагрузки

Активная, кВт Полная, кВА Активная, кВт Полная, кВА

1 РТП-11А

1.1 РУ-0,4 кВ РТП-11А 511,88 527,71 299,20 302,22

1.2 ТП-1 801,66 842,01 449,00 453,54

1.2 ТП-2 798,78 838,80 427,50 431,82

1.3 ТП-3 470,06 536,53 57,60 58,18

1.4 ТП-5 601,61 623,97 338,80 342,22

1.5 ТП-6 614,64 633,65 301,20 304,24

1.6 ТП-7 725,14 751,29 363,50 367,17

1.7 Всего по РТП-11А 3392,83 3555,28 2236,80 2259,39

2 РТП-12А

2.1 РУ-0,4 кВ РТП-12А 1372,20 1489,61 517,20 522,42

2.2 ТП-8 732,54 755,19 348,50 352,02

2.3 ТП-9 471,91 492,53 165,30 166,97

2.4 Всего по РТП-12А 2061,32 2184,57 1031,00 1041,41

3 Всего по микрорайону 5325,32 5602,56 3267,80 3300,81

Таблица 4.9 - Результаты РЭН Микрорайона №6 по СП 31-110-2003, с учётом

корректированных значений удельных электрических нагрузок квартир и

коэффициентов несовпадения максимумов нагрузок

Расчётная мощность Фактическая мощность

№ п.п. Наименование ТП электрической нагрузки электрической нагрузки*

Активная, Полная, Активная, Полная,

кВт кВА кВт кВА

1 РТП-1

1.1 РУ-0,4 кВ РТП-1 1138,22 1221,80 - -

1.2 ТП-2 644,18 673,32 - -

1.2 ТП-3 720,33 742,60 - -

1.3 ТП-4 1053,08 1093,83 - -

1.4 ТП-9 1187,37 1314,70 - -

1.5 ТП-6 1004,79 1036,15 - -

1.6 ТП-10 617,00 654,14 - -

1.7 Всего по РТП-1 4773,72 5036,57 - -

2 РТП-2

2.1 РУ-0,4 кВ РТП-2 595,84 643,62 - -

2.2 ТП-1 772,63 796,65 - -

2.3 ТП-5 453,94 474,17 - -

2.4 ТП-7 418,36 437,94 - -

2.5 ТП-8 697,98 719,56 - -

2.6 Всего по РТП-2 2351,00 2453,90 - -

3 Всего по микрорайону 6512,60 6847,12 3625,00** -

* Замеры фактической мощности электрической нагрузки не проводились

** Данные предоставлены энергоснабжающей организацией

4.4.2 Расчёт электрических нагрузок квартир МКД по аддитивной модели

Основной формулой РЭН квартир МКД по уточняющей методике, является:

Рр = п„рем + \22ор„,\п„(0,9пке + 0,1) .

Обследование электрических нагрузок микрорайона позволило определить основные составляющие расчётной формулы:

- средняя электрическая нагрузка одной квартиры рс кв =0,55 кВт;

- среднеквадратическое отклонение ГЭН одной квартиры аркв =0,29кВт. Формулы РЭН МКД, нагрузок РУ-0,4 кВ ТП и микрорайону в целом в

уточняющей методике сохранены без изменения и соответствуют требованиям нормативных документов [118, 125].

Расчёт электрических нагрузок МКД, по уточняющей методике, Микрорайона №2 приведён в таблице И.2.1, Микрорайона №6 - в таблице И.2.2 Приложения И.

Результаты РЭН по отдельным МКД микрорайонов приведены в таблицах 4.10, 4.11. Расчётные электрические нагрузки общественных зданий и объектов коммунального назначения сохранены без изменения и приведены в таблицах 4.5, 4.6.

Таблица 4.10 - Результаты РЭН по отдельным объектам Микрорайона №2 по

уточняющей методике, основанной на аддитивной модели расчёта

№ п.п. № позиции Наименование Расчётная электрическая нагрузка

Активная, кВт Коэффициент мощности Полная, кВА

1 2 3 4 5 6

1 Жилые многоквартирные дома

1.1 1 Полносборный односекционный жилой дом серии Д-Н1 (Домкон-1) со встроенными помещениями 228,92 0,97 236,00

1.2 2 Монолитный индивидуальный жилой дом со встроенными-пристроенными нежил.помещениями 237,49 0,97 244,84

1.3 3 Монолитный индивидуальный жилой дом со встроенными-пристроенными нежил. Помещениями 219,37 0,97 226,16

1.4 1а Стилобат Магазин " Товары для детей" (от ТП-1) 189,00 0,85 222,35

Супермаркет (от ТП-2) 252,00 0,85 296,47

1.5 4 5-ти секционный жилой дом серии П44Т со встроенными нежилыми помещениями 435,27 0,97 448,73

1 2 3 4 5 6

1.6 5 4-х секционный жилой дом серии П44Т со встроенными нежилыми помещениями 358,16 0,97 369,24

1.7 6 6-ти секционный жилой дом серии П44Т со встроенными нежилыми помещениями 462,56 0,97 476,87

1.8 7 2-х секционный жилой дом серии П44К 111,90 0,97 115,36

1.9 8 3-х секционный жилой дом серии П44Т 162,10 0,97 167,11

1.10 9 3-х секционный жилой дом серии П44Т со встроенными нежилыми помещениями 266,32 0,97 274,56

1.11 14 3-х секционный жилой дом серии П44Т со встроенными нежилыми помещениями 268,25 0,97 276,54

1.12 15 2-х секционный жилой дом серии П44К со встроенными нежилыми помещениями 146,29 0,97 150,82

1.13 16 3-х секционный жилой дом серии П44Т со встроенными нежилыми помещениями 237,33 0,97 244,67

1.14 17 4-х секционный жилой дом серии П44К со встроенными нежилыми помещениями 304,88 0,97 314,31

1.15 18 4-х секционный жилой дом серии П44К со встроенными нежилыми помещениями 305,00 0,97 314,43

1.16 19 6-ти секционный монолитный жилой дом 430,35 0,97 443,66

1.17 20 Полносборный односекционный жилой дом серии Д-Н1 (Домкон-1) со встроенными помещениями 228,56 0,97 235,63

1.18 21 Многоэтажный жилой дом 289,97 0,97 298,94

1.19 22 Многоэтажный жилой дом 242,63 0,97 250,14

1.20 24 4-х секционный жилой дом серии П44К 305,32 0,97 314,76

1.21 28 Полносборный односекционный жилой дом серии Д-Н1 (Домкон-1) со встроенными помещениями 213,36 0,97 219,96

Таблица 4.11 - Результаты РЭН по отдельным объектам Микрорайона №6 по уточняющей методике, основанной на аддитивной модели расчёта

№ п.п. № позиции Наименование Расчётная электрическая нагрузка

Активная, кВт Коэффициент мощности Полная, кВА

1 2 3 4 5 6

1.1 1 Жилой дом со встроенными помещениями общественного назначения 564,76 0,97 582,23

1.2 2 3-х секционный жилой дом серии П44К-1/17, 1/17Н1 216,09 0,97 222,77

1.3 3 4-х секционный жилой дом серии П44К-1/17, 1/17Н1 273,85 0,97 282,32

1.5 4 Односекционный жилой дом серии Д-25Н1 243,56 0,97 251,09

1.6 5 Монолитный индивидуальный жилой дом со встроенно-пристроенными нежилыми помещениями 187,25 0,97 193,05

1.7 6 Монолитный индивидуальный жилой дом со встроенно-пристроенными нежилыми помещениями 187,25 0,97 193,05

1.8 7 7-ти секционный жилой дом серии П44Т 488,29 0,97 503,39

1.9 8 5-ти секционный жилой дом серии П44Т со встроенными нежилыми помещениями 466,25 0,97 480,67

1.10 9 3-х секционный жилой дом серии П44Т 188,71 0,97 194,55

1.11 10 4-х секционный жилой дом серии П44Т со встроенными нежилыми помещениями 344,96 0,97 355,62

1.12 11 6-ти секционный жилой дом 3 секции серии П44Т, 3 секции серии П44К 375,27 0,97 386,87

1.13 12 5-ти секционный жилой дом серии П44К со встроенными нежилыми помещениями 387,18 0,97 399,15

1 2 3 4 5 6

1.14 13 6-ти секционный жилой дом серии П44Т 379,54 0,97 391,28

1.16 15 3-х секционный жилой дом серии РД 17.04 292,19 0,97 301,22

1.17 16 Монолитный индивидуальный жилой дом со встроенно-пристроенными нежилыми помещениями 267,43 0,97 275,70

1.18 17/1 2-х секционный жилой дом серии РД 17.04 146,70 0,97 151,24

1.19 17/2 2-х секционный жилой дом серии РД 17.04 143,87 0,97 148,32

1.20 17/3 3-х секционный жилой дом серии РД 17.04 122,14 0,97 125,92

1.21 17/4 2-х секционный жилой дом серии РД 17.04 107,32 0,97 110,64

1.22 18 3-х секционный жилой дом серии РД 17.04 211,02 0,97 217,55

1.23 19 3-х секционный жилой дом серии П44К-1/17, 1/17Н1 207,86 0,97 214,29

Расчёт электрических нагрузок на шинах 0,4 кВ ТП и Микрорайону №2 в целом приведён в таблице И.2.3, Микрорайону №6 - в таблице И.2.4 Приложения И.

Результаты РЭН микрорайонов по уточняющей методике, основанной на аддитивной модели расчёта, приведены в таблицах 4.12, 4.13. Таблица 4.12 - Результаты РЭН Микрорайона №2 по уточняющей методике,

основанной на аддитивной модели расчёта

Расчётная мощность Фактическая мощность

№ п.п. Наименование ТП электрической нагрузки электрической нагрузки

Активная, кВт Полная, кВА Активная, кВт Полная, кВА

1 РТП-11А

1.1 РУ-0,4 кВ РТП-11А 504,05 519,64 299,20 302,22

1.2 ТП-1 786,10 826,01 449,00 453,54

1.2 ТП-2 786,75 826,43 427,50 431,82

1.3 ТП-3 470,06 536,53 57,60 58,18

1.4 ТП-5 603,27 625,68 338,80 342,22

1.5 ТП-6 613,51 632,48 301,20 304,24

1.6 ТП-7 754,05 781,09 363,50 367,17

1.7 Всего по РТП-11А 3388,34 3550,67 2236,80 2259,39

2 РТП-12А

2.1 РУ-0,4 кВ РТП-12А 1370,46 1487,83 517,20 522,42

2.2 ТП-8 704,85 726,65 348,50 352,02

2.3 ТП-9 462,49 482,82 165,30 166,97

2.4 Всего по РТП-12А 2030,24 2152,66 1031,00 1041,41

3 Всего по микрорайону 5291,69 5567,98 3267,80 3300,81

Таблица 4.13 - Результаты РЭН Микрорайона №6 по уточняющей методике,

основанной на аддитивной модели расчёта

Расчётная мощность Фактическая мощность

№ п.п. Наименование ТП электрической нагрузки электрической нагрузки*

Активная, Полная, Активная, Полная,

кВт кВА кВт кВА

1 2 3 4 5 6

1 РТП-1

1 2 3 4 5 6

1.1 РУ-0,4 кВ РТП-1 1145,77 1229,52 - -

1.2 ТП-2 650,69 680,03 - -

1.2 ТП-3 734,75 757,48 - -

1.3 ТП-4 1052,46 1093,19 - -

1.4 ТП-9 1187,37 1314,70 - -

1.5 ТП-6 1000,45 1031,67 - -

1.6 ТП-10 604,54 641,30 - -

1.7 Всего по РТП-1 4782,02 5045,10 - -

2 РТП-2

2.1 РУ-0,4 кВ РТП-2 597,45 645,27 - -

2.2 ТП-1 771,49 795,47 - -

2.3 ТП-5 458,33 478,69 - -

2.4 ТП-7 414,48 433,95 - -

2.5 ТП-8 679,06 700,06 - -