По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

Оценка энергоэффективности системы электроснабжения индивидуального жилищного строительства

Жилин Е.В. Россия, Белгород, БГТУ им. В.Г. Шухова
Чуйко В.В. Россия, Белгород, БГТУ им. В.Г. Шухова

Индивидуальное жилищное строительство (ИЖС) имеет большое распространение в Белгородской области. Коттеджи ИЖС относятся к III категории надежности электроснабжения. Основным принципом построения распределительной сети 6–20 кВ для электроприемников III категории является сочетание петлевых линий 6–20 кВ и магистральных линий 0,4 кВ к потребителям. При применении воздушных линий электропередачи для питания электроприемников III категории резервирование линий может не предусматриваться [1]. Из-за большой площади микрорайонов ИЖС линии электропередачи 6/10 и 0,4 кВ имеют большую протяженность и разветвленность. Питание новых потребителей может осуществляться от старых распределительных линий, что в сочетании с ростом спроса на электроэнергию, согласно [2], может приводить к снижению пропускной способности линий и отклонению величины напряжения в узлах нагрузки от нормируемых значений [3].

Литература:

1. Шведов Г. В. Электроснабжение городов: электропотребление, расчетные нагрузки, распределительные сети. — М.: Издат. дом МЭИ, 2012. — 268 с.

2. Постановление губернатора Белгородской области от 25.04.18 г. № 52 «Об утверждении схемы и программы развития электроэнергетики Белгородской области на 2019–2023-е годы». — Белгород, 2018. — 119 с.

3. ГОСТ 32144–2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Введ. 2014-07-01. — М.: Стандартинформ, 2014. — 20 с.

4. Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 592 с.

5. Авербух М.А., Абдулваххаб М. В., Жилин Е. В., Сизганова Е. Ю. Особенности режимов распределительных электроэнергетических сетей Ирака // Техника и технология: журнал Сибирского федерального университета. — 2019. — Т. 12. — № 5. — С. 607–616.

6. Дмитриенко В.Н., Лукутин Б.В. Солнечно-дизельные системы электроснабжения северных поселков // Современные проблемы науки и образования. — 2014. — № 3. — С. 1–7.

Для оценки энергоэффективности системы электроснабжения ИЖС выполняется расчет режима по методике, описанной в [4], при заданной мощности нагрузки и напряжении на шинах 10 кВ подстанции 110/10/6 кВ.

Потери мощности на участке линии определяются по выражению:

где Pij и Qij — поток активной и реактивной мощности в конце участка ветви i-j;

Ui — напряжение в узле i;

Zij — комплексное сопротивление участка ветви i-j.

Потеря напряжения на участке линии определяется по выражению:

где rij и xij — активное и реактивное сопротивление участка ветви i-j.

Для расчета режима был выбран фрагмент микрорайона, расположенный в Белгородском районе. Объект содержит подстанции напряжением 10/0,4 кВ, соединенные на стороне 10 кВ по петлевой схеме от распределительного пункта (РП) 10 кВ. Сам РП питается по двум кабельным линиям протяженностью 6 км от шин 10 кВ подстанции 110/10/6 кВ (рис. 1).

В нормальном режиме работы для исключения потоков уравнительной мощности разрывается линия между подстанцией № 2 и № 3. Каждая из образованных магистральных линий 10 кВ питается от отдельных шин РП.

Рассматриваемый послеаварийный режим заключается в обрыве одной из кабельных линий, питающих РП, и обрыве наиболее загруженного головного участка. Данный режим является самым тяжелым с точки зрения потерь мощности и потери напряжения в узлах нагрузки. Ниже представлена схема замещения для сети 10 кВ и ветвей трансформаторов (рис. 2).

Результаты расчета параметров ветвей сети 10 кВ сведены в табл. 1.

Результаты расчета параметров узлов сети 10 кВ сведены в табл. 2.

Расчет режима для сети 0,4 кВ выполняется на примере трансформаторной подстанции № 4 (рис. 3). Основными потребителями являются однофазные электроприемники. Питание осуществляется по воздушным линиям.

Видно, что почти все потребители распределены на некоторых участках линии. Нагрузка таких потребителей и сопротивление питающих линий заменялись эквивалентными (рис. 4).

Для Цитирования:
Жилин Е.В., Чуйко В.В., Оценка энергоэффективности системы электроснабжения индивидуального жилищного строительства. КИП и автоматика: обслуживание и ремонт. 2020;7.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: