Predavač:Mr. sc. Ernst Mihalek, dipl. ing. el.

ernest.mihalek1@inet.hr

Modeli izračuna vršnog opterećenja skupine kućanstava

i ostalih malih kupaca

Zadar, rujna 2015.

1

HKIE SAVJETOVANJE 2015. Zadar, 24.-29. rujna 2015.

2

NN mreže

Pojam istodobnosti

• Poznavanje opterećenja, a posebno maksimalnog u nekoj točki mreže, ima temeljno značenje za projektiranje električnih distribucijskih mreža. Ukupno opterećenje u mreži sastoji se obi čno od više manjih opterećenja, čiji maksimum ne nastupa u istom trenutku, najviše zbog čiste slučaj nosti.

• U konačnici će maksimalna vrijed nost ukupnog opterećenja biti manja od zbroja maksimalnih vrijednosti pojedinih opterećenja. Na toj se činjenici temelji rad distribucijskih električnih mreža, kao i svih javnih instalacija kao što su to vodovodne, plinske i slične mreže.

• Ta se pojava naziva istodobnost opterećenja i statistički je odrediva.

3

Rusckov klasični model (Asea Journal 1956.):

Slika 1. Rusckov faktor kn

uz k = 0,2

Određivanje vršnog opterećenja skupine kupaca Pvrn :

gdje jen broj kupaca

Pvr1 vršno opterećenje pojedinog kupca, kW

kn faktor istodobnosti za n kupaca.

4

vr vr1· (kW) (1)n nn P kP

5

Njemački model – DIN-VDE 100

Opterećenje se određuje prema skupini aparata, a ne prema skupini kućanstava, analogno formuli (1).

Slika 2. Usporedba raznih faktora istodobnosti prema VDE-u

Uračunavanje ostalih malih kupaca

Ako u mreži ima takvih kupaca onda se vršno opterećenje može izračunati, općenito na ovaj način:

gdje je posebno:

Pvr ost i vršno opterećenje i-tog ostalog malog kupca (prema

instaliranoj snazi i procjeni istodobnosti uređaja),

kost i faktor istodobnosti i-tog ostalog malog kupca sa skupom

kućanstava (prema tablici ili procjeni projektanta).

6

vr vr1 vr ost ost 1

· + · (kW) (2)n

n n i ii

n P k P kP

Faktori istodobnosti ostalih malih kupaca

Vrsta kupca (njemački podaci) Faktor istodobnosti, kost

škola, dječji vrtić 0,6 do 0,9

društvena dvorana 0,6 do 0,8

trgovina, supermarket 0,7 d0 0,9

gostionica, pansion 0,4 do 0,7

mali ured 0,5 do 0,7

veći ured 0,4 do 0,8

stolarija 0,2 do 0,6

mesnica 0,5 do 0,8

pekarnica 0,4 do 0,8

čistionica, praonica rublja 0,5 do 0,9

bravarija, obrada metala 0,2 d0 0,3

servis automobila 0,2 d0 0,3

rasvjeta cestovnih tunela 1,0

gradilište 0,2 do 0,4

7

Za primijetiti je da za n = , faktor c = 0,5!

Vršno opterećenje skupine kućanstava računa se kao:

Pvr n = n c Pvr1 (4)

gdje je:

n broj kućanstava,

Pvr1 vršno opterećenje pojedinog kućanstva.

8

Američki faktor istodobnosti (Nickel – Braunstein):

50,5 1

2 3 (3)c

n

9

Usporedba Rusckovog i američkog faktora istodobnosti

Slika 3. Usporedba faktora istodobnosti Rusck – Nickel-Braunstein

10

Švedsko – njemački model

Velanderova formula i veza s Rusckovim izrazom:

Koeficijenti k1 i k2 računaju se uz procjenu k :

vr n 1 1 2 1 = · · + · · , kW (5)P n k E k n E

vr11

1

(6)P

k kE

vr12

1

1 (7)P

k kE

Primjer 1

Potrebno je odrediti opterećenje transformatora 10(20)/0,4 kV u NN mreži sa 100 kućanstava koja troše E = 3,5 MWh/god. i prosječnim vršnim opterećenjem pojedinog kućanstva Pvr1 = 4,1 kW/kuć. uz pretpostavljeno k = 0,2.

Određivanje koeficijenata k1 i k2:

pa je opterećenje skupine kućanstava i transformatora:

11

vr11

1

4,1=0,2 =0,234 i

3,5

Pk k

E

vr12

1

4,11 1 0,2 1,753,

3,5

Pk k

E

vr n 1 1 2 1 = · · + · ·

100 ·0,234 ·3,5 + 1,753 · 100·3,5

114,7 kW.

P n k E k n E

Koeficijenti formule i potrošnja kućanstava

Vrsta kućanstva

k1 k2

Potrošnja kućanstvaE, MWh

Opterećenje pojedinačnog

kućanstvaPvr1, kW

obična (1) 0,33 1,582,03,55,0

2,94,15,2

seoska (2) 0,2 3,162,03,55,0

4,96,68,1

gradska (3) 0,25 1,902,03,55,0

3,24,45,5

12

(1) V. Neimane, (2) i (3) B. Axelsson i C. Strand

Proračun miješane potrošnje

Ako u promatranoj mreži postoje skupine kupaca koje se međusobno razlikuju samo po količini potrošnje (E1, E2 ... En , kWh/god) onda se ukupno vršno opterećenje izračunava s pomoću ove formule:

Moguće je i da pojedine nezavisne skupine imaju različite koeficijente k1 i k2, pa se ukupno vršno opterećenje treba računati s pomoću izraza:

13

vr 1 21 1

(kW) (8)m m

n i i i iP k n E k n E

2vr n

1 1

(9)m m

i i i i i iP k n E k n E

Primjer 2 (1)

Potrebno je odrediti opterećenje transformatora 10(20)/0,4 kV, ako u mreži postoji samo potrošnja kupaca - kućanstava:

 

Prva skupina:

n1 =20 „gradskih“ kupaca: k11 = 0,25, k21 = 1,9, E11 = 5,0 MWh/god

 

Druga skupina:

n2= 30 „običnih“ kupaca: k12 = 0,33, k22 = 1,58, E12 = 2,0 MWh/god.

 

Ukupna potrošnja obiju skupina je 20 5 + 30 2 = 160 MWh/god.

14

Primjer 2 (2)

Opterećenje svake nezavisne skupine, a zatim opterećenje složene skupine je:- Prva skupina:

 

- Druga skupina:

 

što aritmetički zbrojeno daje 76,0 kW. S druge strane se uporabom formule za potrošnju složene skupine (tzv. miješana potrošnja uz n = n1 + n2) dobiva, što bi se zbog istodobnosti i očekivalo, manje opterećenje:

 

15

vr 1 11 1 21 1 = · · + · ·

20 0,25 5,0 1,9 20·5,0 44,0 kW.

nP n k E k n E

vr 2 12 1 22 1 = · · + · ·

30 0,33 2,0 1,58 30·2,0 32,0 kW,

nP n k E k n E

Primjer 2 (3)

16

m m2

vr m 1 1 2 11 1

2 2

0,25 20 5,0 0,33 30 2

1,9 20 5,0 1,58 30 2 67,4 kW.

i i i i i ii i

P k n E k n E

Više o tome u:

17

Izdanje Kiklos, d.o.o., Zagreb2014.

Hvala na pozornosti