Выбор мощности трансформатора для коттеджного поселка

Выбор мощности трансформатора для коттеджного поселка

На этом блоге несколько статей уже посвящено выбору мощности силового трансформатора. В данном выпуске хочу продемонстрировать противоречия между двумя разными методами расчета мощности коттеджного поселка согласно ТКП45-4.04-149-2009.

Хочу напомнить, что ТКП 45-4.04-149-2009 – аналог СП 31-110-2003, так что эта статья будет полезна всем.

Впервые столкнулся с проектированием электроснабжения коттеджного поселка и увидел некоторые разногласия в расчете потребляемой мощности, выполненном разными методами.

Чтобы выбрать мощность трансформатора, для начала нужно знать расчетную мощность.

Согласно ТКП 45-4.04-149-2009, рассчитать мощность коттеджного поселка можно двумя способами:

  • по удельной нагрузке;
  • по установленной мощности.

Исходные данные: 31 коттеджный домик с газовыми плитами.

Определение расчетной мощности по удельной нагрузке.

По таблице 6 удельная расчетная электрическая нагрузка Ркв.уд.=3,0 кВт.

Именно в этот момент я понял, что мне не хватает программы, которая интерполирует значения, о которой я упоминал в статье по расчету токов короткого замыкания.

Расчетная нагрузка распределительных линий, вводов и на шинах РУ-0,4 кВ ТП от электроприемников квартир и коттеджей определяется по формуле:

Ркв=Ркв.уд.*n=3,0*31=93кВт;

cosφ=0,92 (п.8.1.15 ТКП 45-4.04-149-2009).

Полная мощность:

Sр=Ркв/cosφ=93/0,92=101,1кВА

Выбор мощности силового трансформатора согласно методическим указаниям по выбору мощности силовых трансформаторов 10/0,4 кВ.

Условия: Расчетная нагрузка подстанции 101,1 кВА, сельские жилые дома, группы сельских жилых домов (как правило, одноэтажной застройки). Резервирование по сетям 0,38 кВ не предусмотрено, крупные асинхронные электродвигатели от подстанции не питаются.

Так как подстанция однотрансформаторная, то расчетная нагрузка транс-Форматора равна величине расчетной нагрузки подстанции:

Sр=Sтп=101,1 кВА.

По таблице №1 для заданных величин и вида нагрузки (п.3) определяем экономический интервал:

Sэ.min=81 кВА и Sэ.mах = 115 кВА.

Интервал соответствует трансформатору мощностью 63 кВА.

По таблице №2 для того же вида и величины нагрузки определяем интер­вал допустимой нагрузки:

Sд.min=67 кВА и Sд.mах=104 кВА.

Интервал соответствует трансформатору мощностью 63 кВА.

Поскольку резервирование нагрузки от трансформатора не предусмотрено, проверка на допустимую аварийную перегрузку не производится.

Окончательно выбираем к установке трансформатор номинальной мощностью 63 кВА.

При согласовании РЭС потребовал увеличить мощность, поскольку они считали на один дом по 5 кВт, а не по 3 кВт.

5 кВт я принял за установленную мощность и решил пересчитать нагрузки другим методом.

Определение расчетной мощности по установленной мощности Ру.

Ркв=Ру.*n*Кс*Ко=5,0*31*0,595*0,2=18,445 кВт

Кс – коэффициент спроса (таблица 4);

Ко – коэффициент одновременности (таблица 5)

cosφ=0,92 (п.8.1.15)

Полная мощность:

Sр=Ркв/cosφ=18,445/0,92=20,0 кВА

Где подвох? Почему результаты отличаются аж в 5 раз?

Проанализировав таблицу 6, где представлены удельные электрические нагрузки для квартир и коттеджей, отнесенных ко II уровню электрофикации, я пришел к выводу, что метод расчета нагрузок по установленной мощности следует использовать, если установленная мощность на одну квартиру или дом не менее 11,5 кВт.

Посмотрим, какая должна быть установленная мощность на один дом в моем случае. Теоретически оба метода должны выдать приблизительно одинаковые результаты, поэтому:

Ркв.уд.*n=Ру.*n*Кс*Ко или Ркв.уд.=Ру.*Кс*Ко

Ру.=Ркв.уд./Кс*Ко=3,0/0,595*0,2=25,21 кВт

Что-то мне подсказывает, что таблицы удельных нагрузок, коэффициентов спроса и одновременности нужно пересмотреть либо указать, что расчет по установленной мощности следует выполнять при Ру не менее … кВт.

Я не знаю, какой способ более правильный, но такое расхождение полученных результатов не допустимо. На мой взгляд, метод удельных нагрузок выдает завышенную мощность.

Чтобы как-то обосновать мощность трансформатора 100 кВА, было решено добавить в расчет еще 3 домика, резервная мощность им еще пригодится =)

Моя доработанная программа интерполяции позволит немного ускорить расчет нагрузок на шинах ТП:

Программа для расчета мощности на шинах ТП

Программа для расчета мощности на шинах ТП

Кстати, в СП 31-110-2003 нет деления квартир и домов на уровни электрофикации.

Количество моих программ растет, качество улучшается, а условия получения остаются прежними...

Советую почитать:

Комментариев: 27 “Выбор мощности трансформатора для коттеджного поселка”

  1. Анатолий:

    Я как-то не пойму. Как мощность трансформатора может быть меньше расчетной мощности?

    • k-igor:

      А что такое расчетная мощность? Можете сказать?

      • Анатолий:

        Ну вроде как расчетная мощность, это та максимальная мощность которая по теории вероятности может быть подключена к источнику питания. Всегда считал что трансформатор должен покрыть эту мощность, а если тр-р меньшей мощности, то как он её покроет?

        • k-igor:

          1 При выборе трансформатора нужно учитывать и перегрузочную способность трансформатора.

          2 Расчетная мощность, если я не ошибаюсь, это максимальная мощность в сети во время получасового максимума нагрузки. Если нарисовать суточный график, то нагрузка днем будет значительно меньше Рр, утром и вечером будет близка к Рр.

          Получается утром и вечером трансформатор может работать с перегрузкой, а в остальное время он будет недогружен.

  2. k-igor:

    В защиту трансформатора 63кВА могу сказать следующее:

    Каждый дом будет потреблять в месяц 200-300 кВт, для расчета возьмем 500 кВт. Суточная нагрузка на ТП в сутки будет около 500 кВт/сут (31 дом). В графике нагрузки, на мой взгляд, будет примерно так: ночью 10кВт/ч, днем 20кВт/ч, в утренний и вечерние пики 100кВт/ч.

    Трансформатора 63кВА будет вполне достаточно. Согласны?

     

    • Анатолий:

      не очень согласен. Вот нашел расчет мощности т-ра с учетом перегрузочной способности. Если верить этим таблицам, то при 30 градусах цельсия наружного воздуха (лето) и при предварительной нагрузке 0,9*Sном=0,9*63=56,7 кВА перегрузочная способность К2=1,27 то есть т-р можно перегрузить на 27 % в течении не более 0,5 ч, а это не более 80 кВА (а у вас 101,1 кВА). Ну это конечно самый худший из вариантов развития событий в летнюю жару, но ведь мы должны предусмотреть и этот худший вариант.

      Вот ссылка если интересно. Ну это чисто моё мнение

      metz.by/download_files/ca...ruzka_masl.pdf 

      • k-igor:

        Для жилых домов предварительная нагрузка будет меньше чем 0,9 (если рассматривать мой случай и трансформатор 63кВА) и соответственно другие цифры будут по перегрузке.

        Вы впрямь повторяете мою статю на эту тему :

        Пример выбора мощности силового трансформатора

         

        • Сергей:

          В Вашем примере расчетная нагрузка 101 кВа, а трансформатор выбран 63 кВа, т.е. коэффициент загрузки 1,6 (перегрузка на 60%). По Вашему такая перегрузка является допустимой и не повлияет на износ изоляции?

          В той информации по перегрузочной способности трансформаторов, на которую Вы даете ссылку (з-д Козлова), как раз рассматривается вариант  двухтрансформаторной подстанции т.е. скачкообразный переход от К1 к К2, когда один трансформатор выходит из строя и идет включение секционного выключателя на стороне 0,4 кВ. В случае однотрансформаторной подстанции, причём к которой подключена коммунально-бытовая нагрузка, рост нагрузки идет плавно и будет постепенно перегружать трансформатор и к тому времени когда нагрузка достигнет своего максимального значения трансформатор будет находится в состоянии перегрузки достаточно продолжительное время.  Такой вариант  в данной документации не предусмотрен.

          • k-igor:

            С чего вы взяли, что там сказано для двухтрансформаторной подстанции? Не важно 1 или 2 трансформатора. Важно знать К1 и К2. Вам знаком суточный график нагрузки? Для жилых домов график ну никак не будет плавный. Утром и вечером как раз будут пики потребления, я об этом уже говорил.

            На самом деле в проекте заложен трансформатор 100кВА, жду замечания от экспертизы)) Буду отбиваться перспективным развитием.

    • Анатолий:

      Я бы все таки брал т-тор на 100 кВА. 

  3. Сергей:

    Перегрузочную способность трансформаторов учитывают при электроснабжении от двухтрансформаторной подстанции, так как перегрузка может случиться только в аварийном режиме (т.е. очень редко), а при электроснабжении от однотрансформаторной подстанции расчетная мощность не должна превышать номинальную мощность трансформатора, иначе при ежедневных перегрузках трансформатора  будет иметь место повышенный износ изоляции и сокращение сроков эксплуатации.

     

    В СП 31-110-2003 отсутствуют данные для расчета коттеджных поселков. Для расчета следует использовать данные из РД 34.20.185-94

    • k-igor:

      Не согласен с вами.

      Есть допустимые перегрузки, которые не влияют на износ изоляции, а есть аварийные перегрузки. Трансформатор должен выбираться с учетом допустимых перегрузок, иначе он будет практически всегда недогружен.

       

  4. игорь:

    Расчет полностью неверный. Ту выданы на коттеджи 1 степени и считать нужно по п.8.1.3. Формула 8.1.4 это для 2 степени. Загрузка трансформатора должна быть не более 70% поэтому трансф. тоже выбран не правильно. 

    • k-igor:

      1 А вы откуда знаете, что ТУ у меня на коттеджи 1 степени?

      2 Я и считал по п.8.1.3 это не только для 1 степени... см. изменение к ТКП.

      3 Загрузка 70% для 3-й категории? Это по какому нормативному документу? 

      • игорь:

        1.вы так не уверенно пишите, будто сами не знаете какая у вас степень. 31 дом 2 степени очень сомневаюсь в этом.

        2. Какое изменение касается 8.1.3? Изменение было 8.1.4.

        3. Да хотя бы ткп 385 п.9.5. Кроме того допустимые потери напряжения  даны в п.9.23 ткп 4.04 149 для загрущки до 70%. Как вы считаете потери при загрузке 160%?

        • k-igor:

          1 Степень электроснабжения не зависит от количества домов. По определению мне подходит II степень.

          2

          При отсутствии данных по установленной (заявленной) мощности расчетная нагрузка квартир Рр.II, отнесенных ко II степени по уровню электрификации, определяется по формуле (1), с учетом удельной нагрузки Ркв.уд, определенной по таблице 6, исходя из суммарного количества квартир (I и II степеней) и фактического количества квартир II степени;

          3 Я же не писал, что в проекте у меня 63 кВА. Был выбран трансформатор 100 кВА и согласован уже с РЭС. А вот эксперты могут задать вопрос, почему 100, если по метод. реком. проходит 63кВА.

          Как тогда объяснить выбор трансформатора по методическим указаниям? 

          Расчетная нагрузка это еще не значит, что трансформатор будет работать постоянно с такой нагрузкой...

          Днем он и будет загружен на 70-80%, если рассматривать 63кВА.

  5. игорь:

    1. Ну вы даете! Вы проектируете поселок опираясь на определение? вопрос степени надо было решать в первую очередь с заказчиком и рэсом. если у вас будет смешанная нагрузка (20 первой и 11 второй к примеру) считается по 8.1.5. А вы все формулы и таблицы смешали в кучу не имея исходных данных. Если рэс считал 5 квт на дом как вобще это может быть 2 степень? 

    3.  На 101 ква нужно брать 160 ква. Методические указания белэнерго не являются тнпа. Тнпа это ткп которые я писал. Кроме того согласно рум 11-81 перспектива роста сх нагрузок за 10 лет почти в 2 раза. Что потом делать с трансформатором 63 ква?

    • k-igor:

      1 А что делать если нет никакой информации, а заказчику без разницы))) Приходится самому принимать решения, чтобы хоть как-то обосновать 100кВА, которые хочет РЭС.

      Если считать, что домики относятся к I степени, тогда без сомнений 63кВА. 

      Наши эксперты в первую очередь смотрят эти методические указания... У меня была нагрузка 180кВт (я рассказывал уже про этот случай), они хотели чтобы я поменял 250кВА на 160кВА. Мне удалось убедить что все правильно... Но там у меня характер нагрузки был другой.

      Не думаю, что эти методические рекомендации разрабатывали абсолютно безграмотные люди.

      • игорь:

        1. я обычно принимаю 10-20% домов 2 степени, остальное первой. Записал бы это решение в задание на проектирование. Расчет бы вел по 8.1.5 по формуле.

        3. С экспертизой можно и нужно спорить. Ваша расчетная нагрузка это и есть нагрузка в нормальном режиме. По ткп 385 она должна быть 70-80% от номинальной трансформатора Это решение полностьрю соответствует действующим тнпа рб. не вижу злесь никаких вопросов. 

  6. k-igor:

    Теперь я не понимаю, в чем я не прав? Посчитайте, какая у вас будет мощность, если принять все домики II степени.

    Если то, что на 101кВА, т.е на 31 дом нужно было взять трансформатор 160кВА с вами не соглашусь.

    • Игорь:

      если все дома 2 степень, то да, 101 кВА

      но поскольку все дома там точно не будут 2 степени (рэс даст всем по 6 квт и всё на этом закончится), то хватит трансформатора и 63 и 100 ква. 

       

  7. АНДРЕЙ:

    Добрый день!

    Подскажите пожалуйста.

    У меня стоит КТП на 63 КВА

    МАКСИМАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ 50,0 КВт

    подключено 3 дома, отапливаемся электрокотлами зота.\ зимой работает на дом в стреднем 9квт.

    Возможно подключить еще один дом на мою ктп.

  8. Азиз:

    У меня написали на тех.условия разрешить мощность 650 квт.какой трансформатор нужно?

  9. k-igor:

    Мощность трансформатора выбирается в зависимости от расчетной мощности. Если считать 650кВт, то трансформатор потребуется на 1000кВА.

Написать комментарий

Копирование информации без согласия автора запрещено!