2. Электроснабжение жилого квартала микрорайона города

2.1. Выбор напряжения распределительной сети

Для питания стационарных силовых электроприемников и светильников общего освещения в городских сетях применяют трехфазные четырехпроводные сети с системой напряжения 380/220 В. Такая система позволяет одновременно питать электроэнергией силовые (на линейное напряжение) и осветительные (на фазное напряжение) электроприемники при глухозаземленных нейтралях трансформаторов.

Система 380/220 В имеет преимущества по сравнению с системой 220/127В: экономия цветного металла примерно на 40%, увеличение пропускной способности сети и уменьшение потери энергии.

Мощное развитие газоразрядных источников света уменьшает возможность применения напряжения 220/127 В, так как начиная с мощности 20 Вт и выше люминесцентные лампы выпускаются на напряжение 220 В. Поэтому применение напряжения 220/127 В допускается только при реконструкции действующих сетей с большим числом электроприемников на это напряжение и при наличии соответствующего технико-экономического обоснования.

В помещениях без повышенной опасности поражения током для питания светильников общего освещения при любой высоте их установки, а в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных при высоте установки более 2,5 м от уровня пола применяют напряжение не выше 220 В. Такое же напряжение допускается для питания светильников местного стационарного освещения в помещениях без повышенной опасности.

Для воздушных линий (ВЛ) электропередачи до 1 кВ рекомендуется применять изолированные провода. Для ответвлений ВЛ до 1 кВ к вводам в здания должны применяться изолированные провода. На ВЛ рекомендуется применение самонесущих изолированных проводов.

Линии наружного освещения рекомендуется располагать на общих опорах с воздушными линиями электропередачи до 1 кВ. На воздушных линиях электропередачи 0,38-20 кВ рекомендуется применять железобетонные опоры.

Примем трехфазную четырехпроводную сеть с системой напряжения 380/220 В.

2.2. Определение расчетных электрических нагрузок жилых зданий

Для расчётов электрических нагрузок жилых и общественных зданий следует пользоваться сводом правил по проектированию и строительству «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий» СП 31-110-2003 [2].

Электрические нагрузки жилых квартир являются случайными, зависят от уклада жизни различных семей, набора электроприемников, материального достатка семьи и многих других факторов. Нагрузки жилых зданий существенно меняются в течение суток и в зависимости от времени года.

Утвержденные расчетные удельные нагрузки на квартиру приняты для периода зимнего максимума, т. е. для периода наибольших нагрузок в жилых зданиях. Расчетные нагрузки для лифтовых установок определяются па основе коэффициентов спроса, зависящих от числа присоединенных лифтов и этажности зданий, установленных на основании специальных исследований.

Включение электроприемников в квартире носит случайный характер и зависит от ряда факторов. Все это в совокупности должно учитываться при определении расчетной нагрузки, имеющей важнейшее значение для выбора параметров электрической сети. За расчетную нагрузку принимается получасовой максимум, который является наибольшим из средних получасовых нагрузок рассматриваемого элемента сети (ввод в квартиру, стояк, питающая линия, шины подстанции и т. д.).

Исходные данные для расчета нагрузки жилых зданий Таблица 2.1

Кол-во домов	Наименование	Кол кв	Из них
			Зявл. мощн. 39,2 кВт	Муниципальные
1	9-ти этажный жилой дом (4 подъезда)	144	-	114
2	16-ти этажный жилой дом (2 подъезда)	96	-	96
2	16-ти этажный жилой дом (4 подъезда)	224	-	224
7	10-ти этажный жилой дом(5 подъездов)	180	-	180
2	17-ти этажный жилой дом(3 подъезда)	153	-	153
1	14-ти этажный жилой дом(1 подъезд)	28	28	-
1	16-ти этажный жилой дом(1 подъезд)	64	-	64
9	10-ти этажный жилой дом(4 подъездов)	160	-	160
2	10-ти этажный жилой дом (2 подъездов)	80	-	80

Расчетная электрическая нагрузка квартир, приведенная к вводу жилого дома:

(2.1)

где Р_кв.уд – удельная электрическая нагрузка электроприемников квартир, принимаемая по [2] в зависимости от числа квартир, присоединенных к линии, типа кухонных плит и наличия бытовых кондиционеров воздуха, кВт/кв.;

n – количество квартир, присоединенных к линии.

Удельные расчётные нагрузки квартир учитывают нагрузку освещения общедомовых помещений.

Удельные расчетные нагрузки не учитывают общедомовую силовую нагрузку, осветительную и силовую нагрузку встроенных (пристроенных) помещений общественного назначения, а также применение в квартирах электрического отопления и электроводонагревателей.

Расчётная нагрузка линии питания лифтовых установок Р_р.л. определяется по формуле, кВт [2]:

(2.2)

где К_с.л. – коэффициент спроса, определяемый в зависимости от количества лифтовых установок и этажности здания [2];

n_л – число лифтовых установок, питаемых линией;

Р_ni – установленная мощность i-й лифтовой установки, кВт.

Мощность электродвигателей насосов водоснабжения, вентиляторов и других санитарно-технических устройств Рст.у., определяется по их установленной мощности с учетом коэффициента спроса, кВт [2]:

(2.3)

где Кс.л. – коэффициент спроса [2];

Рni – установленная мощность насоса водоснабжения, кВт.

Расчетная нагрузка силовых электроприемников Рс, приведенная к вводу жилого дома, определяется по формуле, кВт:

(2.4)

Расчетная электрическая нагрузка жилого дома (квартир и силовых электроприемников), кВт:

(2.5)

где Р_кв – расчетная электрическая нагрузка квартир, приведенная к вводу жилого дома, кВт;

P_с – расчетная нагрузка силовых электроприемников жилого дома, кВт;

k_у=0,9 – коэффициент участия в максимуме нагрузки силовых электроприёмников.

Средневзвешенный коэффициент мощности жилого дома можно определить следующим образом:

(2.6)

где cosφ_кв – коэффициент мощности квартир;

cosφ_л – коэффициент мощности лифтов;

cosφ_ст.у. – коэффициент мощности насоса водоснабжения.

Полная мощность жилого дома (квартир и силовых электроприемников) будет равна, кВ∙А:

(2.7)

Реактивная мощность жилого дома составит, кВ∙Ар:

(2.8)

Расчётный ток жилого дома равен, А:

(2.9)

В качестве примера произведем расчет нагрузки для одного дома. Это 16-этажный жилой дом с количеством квартир равным 224 (дом №3). Данные квартиры являются муниципальными, без бытовых кондиционеров воздуха, с электрическими плитами и 8-ю лифтовыми установками.

Расчетная электрическая нагрузка квартир, приведенная к вводу жилого дома:

По таблица 6.1 [2]находим =1,29 кВт/квартира, далее определяем:

Для 16-этажного жилого дома, 4 подъезда, 4 пассажирских лифта (двигатель подъема мощностью 7 кВт), 4 грузовых лифта (мощность двигателя подъема 11 кВт), расчётная нагрузка линии Р_р.л. определяется по формуле, кВт [2]:

Мощность электродвигателей насосов водоснабжения, вентиляторов и других санитарно-технических устройств Р_ст.у. не учитываем.

Тогда расчетная нагрузка силовых электроприемников Р_с, приведенная к вводу жилого дома:

Расчетная электрическая нагрузка жилого дома:

Средневзвешенный коэффициент мощности жилого дома:

Полная мощность жилого дома:

Реактивная мощность жилого дома составит:

Расчётный ток жилого дома равен, А:

.

Расчет электрических нагрузок для других жилых зданий аналогичен, результаты сводим в таблицу 2.5.