Методика определения потребности в средствах электроснабжения для социального развития села (утв. Минсельхозом РФ 27 декабря 2001 г., протокол N 41) (извлечение)

Методика
определения потребности в средствах электроснабжения для социального развития села
(утв. Минсельхозом РФ 27 декабря 2001 г., протокол N 41)
(извлечение)


Введение


Выбор оптимальной схемы электроснабжения, в том числе и электроснабжения сельских населенных пунктов, представляет собой очень сложную задачу.

Данная методика позволяет проектировщику объективно выбрать электрические нагрузки, связанные с социальным развитием и жизнедеятельностью сельского населения, и рассчитать оптимальную мощность требуемых трансформаторных подстанций.

Методика предназначена для использования как при строительстве новых объектов жилого сектора в сельской местности с необходимой социальной инфраструктурой, так и при реконструкции и расширении существующих сельских поселений.

В методике изложены удельные показатели (нормативы) расхода электрической энергии для определения суммарных объемов электропотребления и приведен метод определения потребности в средствах электроснабжения.

Методика рекомендуется для работников проектных организаций и специалистов сельского хозяйства.


1. Общие положения


Методика предназначена для определения потребности в электроэнергии и средствах электроснабжения как для действующих, так и вновь создаваемых сельских энергопотребителей (объектов быта, приусадебных и фермерских хозяйств, жилого сектора на селе) на разных уровнях организации:

- потребность в электроэнергии и расчетная мощность для конкретного объекта (дома, усадьбы, предприятия и т.д.);

- потребность в электроэнергии и расчетная мощность для поселка, хозяйства;

- потребность в электроэнергии и мощность трансформаторных подстанций для района, области, региона.

Нормирование электропотребления в быту села состоит в установлении меры потребления электрической энергии для заданных условий функционирования объектов.

Последовательность расчета норм:

- определение нормативов расхода электрической энергии по каждому электроприемнику, процессу на принятый показатель (м2 площади, гол. животного, сельский житель);

- сумма нормативов является нормой для более обобщенного показателя - расхода электроэнергии по каждому дому, предприятию, хозяйству, которая в свою очередь служит нормативом для более высокого уровня (поселок, район, область, регион).

Таким образом, норма (норматив) расхода электрической энергии в быту села - величина расхода электроэнергии в расчете на принятый удельный показатель.

В методике представлены дифференцированные нормы (нормативы) для следующих сельских бытовых потребителей:

- жилой сектор;

- личное приусадебное хозяйство (ЛПХ);

- сфера культурно-бытового обслуживания;

- фермерские (крестьянские) хозяйства.

Расход электроэнергии в жилом секторе, ЛПХ и фермерских хозяйствах зависит от ряда факторов, обусловленных:

- спецификой формирования сельских населенных пунктов;

- условиями их планировки и застройки;

- особенностями энергоснабжения (наличие или отсутствие сетевого газа, централизованного теплоснабжения, водоснабжения, канализации);

- формами и методами ведения ЛПХ;

- наличием предприятий и учреждений сферы культурно-бытового обслуживания;

- специализацией фермерских хозяйств и объемами их производства.

Для максимального учета влияющих факторов необходимы:

- абсолютные и удельные показатели установленной мощности, число часов использования и объемы электропотребления для различных уровней электропотребления в жилом, общественном секторе, ЛПХ и фермерских хозяйствах.

Эти удельные показатели позволяют рассчитать пропускную способность сельских электрических сетей и мощность трансформаторных подстанций фактически для любых вариантов электрификации жилого сектора села;

- разработанные средние нормы (нормативы) электропотребления для вышеуказанных потребителей по стране.

В этом случае для расчета норм необходимо использовать математические ожидания (средние значения) влияющих факторов.

Отсутствие ограничений на установленные мощности, на объемы потребляемой электроэнергии и прочее делает невозможным жесткое нормирование расхода электрической энергии в жилом секторе села.

Поэтому приведенные в разделе 2 показатели названы удельными, а в аналитических выражениях для их расчета, в связи с широким колебанием влияющих факторов, приведены их средние значения (математические ожидания), которые использованы для определения потребности в электроэнергии для различных уровней электропотребления.

При разработке удельных показателей (нормативов) в зависимости от наличия исходной информации использовались расчетно-аналитический, расчетно-статистический, опытный методы и их сочетания.

При разработке удельных показателей и определении потребности в электрической энергии использовались данные Госкомстата России.

Некоторые экономические показатели развития бытового сектора села по годам приведены в табл. 1.


Таблица 1


Экономические показатели развития бытового сектора села по годам


Показатель 1985 1990 1995 1999
Численность сельского населения, млн чел. 39,7 38,8 40,0 39,6
Потребление электроэнергии в быту села,
млрд кВт х ч
19,1 29,1 35,5 37,85*
Количество личных приусадебных хозяйств
(ЛПХ) населения, млн ед.
15,7 16,3 16,3 16,4
Доля ЛПХ в производстве
сельскохозяйственной продукции, %
23,1 26,3 46,6 47,9
Количество фермерских хозяйств, тыс. ед. - - 280,1 273,0
Доля фермерских хозяйств в производстве
сельскохозяйственной продукции, %
- - 1,9 2,2

* Данные за 2000 г.


2. Нормативные ссылки


В методике использованы ссылки на следующие документы:

СНиП II-3-79. Строительная теплотехника.

СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий.

СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование.

СНиП 2.04.07-86*. Тепловые сети.

СНиП 2.07.01-89*. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских населенных пунктов.

СНиП 23-01-99. Строительная климатология.

СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение.

НТП-АПК 1.10.01.001-00. Нормы технологического проектирования ферм крупного скота крестьянских хозяйств.

НТП-АПК 1.10.02.001-00. Нормы технологического проектирования свиноводческих ферм крестьянских хозяйств.

НТП-АПК 1.10.03.001-00. Нормы технологического проектирования овцеводческих предприятий.

НТП-АПК 1.10.05.001-01. Нормы технологического проектирования птицеводческих предприятий.

Справочник по применению электрической энергии в сельскохозяйственном производстве (Москва, 1986).

Статистические сборники Госкомстата России.


3. Модели электрических нагрузок сельских бытовых потребителей и фермерских хозяйств


3.1. Жилой сектор


Для всех наиболее типичных (характерных) электропотребителей определены основные характеристики электрических нагрузок:

- установленная мощность электробытовых машин, приборов и оборудования (Р_уст, кВт);

- число часов их использования (Ч_исп, ч);

- годовое потребление электроэнергии (W_год, кВт х ч);

- суточные графики электропотребления каждым прибором для наиболее тяжелых зимних условий и суммарные графики электропотребления.

Рассмотрены следующие модели электропотребления.

1-я модель (табл. 2) предполагает наиболее низкий уровень электрификации быта сельского населения (наличие 4-6 электробытовых приборов). Как правило, это постройки старого типа с количеством проживающих в них сельских жителей 1-3 человека.


Таблица 2


Первый уровень электрификации быта


Процесс,
прибор
Р_уст,
кВт
Ч_исп,
ч
W_год,
кВт х ч
Р_мах,
кВт
Освещение 0,25 400 100  
Телевизор 0,18 600 110  
Кипятильник 0,6 110 66  
Утюг 1,0 52 52  
Электроплитка 1,0* 365 140  
Итого 3,0   468 1,2

* Коэффициент использования - 0,38.


2-я модель (табл. 3) предполагает уровень электрификации, предусматривающий традиционный сельский дом, оснащенный основными электробытовыми машинами и приборами.


Таблица 3


Второй уровень электрификации быта


Процесс,
прибор
Р_уст,
кВт
Ч_исп,
ч
W_год,
кВт х ч
Р_max,
кВт
Освещение 0,6 860 516  
Приемник 0,02 1000 20  
Телевизор 0,18 2000 360  
Магнитофон 0,025 1000 25  
Холодильник-морозильник 0,15 3200 480  
Электрический насос для
воды
0,22 180 40  
Пылесос 0,55 160 88  
Кипятильник 1,0 100 100  
Стиральная машина 1,0 150 150  
Кухонный комбайн 0,2 30 6  
Утюг 1,0 150 150  
Соковыжималка 0,13 180 23  
Электроплитка 1,0 548 548  
Итого 6,075   2506 2,8

3-я модель (табл. 4) включает уровень электрификации жилого сектора, предполагающий оснащение современными бытовыми машинами и приборами (стиральная машина с подогревом, моющий пылесос и др. приборы и машины с дополнительными операциями), а также наличие нескольких одноименных приборов (телевизоры, приемники и пр.).

4-я модель (табл. 5) предполагает уровень электрификации жилого сектора, включающий наряду с современными машинами и приборами напольную электроплиту.


Таблица 4


Третий уровень электрификации быта (новая застройка, современное оборудование)


Процесс,
прибор
Р_уст,
кВт
Ч_исп,
ч
W_год,
кВт х ч
Р_мах,
кВт
Освещение 0,7 1000 700  
Приемник 0,04 1000 40  
Телевизор 0,25 2000 500  
Магнитофон 0,025 1000 25  
Холодильник-морозильник 0,2 3200 640  
Электрический насос для
воды
0,4 180 72  
Пылесос 1,3 80 104  
Кипятильник 1,0 100 100  
Стиральная машина 2,7 150 405  
Кухонный комбайн 0,2 30 6  
Утюг 1,0 150 150  
Соковыжималка 0,13 180 23  
Электроплитка 2,0 350 700  
Итого 9,94   3465 5,5

Таблица 5


Четвертый уровень электрификации быта (третий уровень + напольная электроплита)


Процесс,
прибор
Р_уст,
кВт
Ч_исп,
ч
W_год,
кВт х ч
Р_мах,
кВт
Освещение 0,7 1000 700  
Приемник 0,04 1000 40  
Телевизор 0,25 2000 500  
Магнитофон 0,025 1000 25  
Холодильник-морозильник 0,2 3200 640  
Электрический насос для
воды
0,4 180 72  
Пылесос 1,3 80 104  
Кипятильник 1,0 100 100  
Стиральная машина 2,7 150 405  
Кухонный комбайн 0,2 30 6  
Утюг 1,0 150 150  
Соковыжималка 0,13 180 23  
Электроплита 5,0 314 1570  
Итого 12,945   4335 8,0

Наибольшая установленная мощность электрооборудования в 3 и 4 моделях (соответственно 9,94 и 13,0 кВт) образуется за счет освещения, пылесоса, стиральной машины, электроплитки и электроплиты.

Наибольший объем электропотребления приходится на:

- освещение (500 - 700 кВт х ч);

- холодильники (500 - 650 кВт х ч);

- электроплиты (в зависимости от числа членов семьи 800 - 1600 кВт х ч).

Потребление электроэнергии в усадебных застройках коттеджного типа рассматривается как пятый уровень электрификации.

Коттеджная застройка характеризуется рядом особенностей:

- разнообразием архитектурно-планировочных решений;

- различными объемами, этажностью застройки;

- схемами электротеплоснабжения;

- целевым использованием (для постоянного или сезонного проживания);

- насыщением электробытовыми приборами.

Предложены следующие модели коттеджной застройки:

- 5.А - централизованное газоснабжение, сезонное проживание, площади помещений - 100, 200, 300 м2;

- 5.Б - централизованное газоснабжение, постоянное проживание, площади помещений - 100, 200, 300 м2;

- 5.В - полная электрификация тепловых процессов, сезонное проживание, площади помещений - 100, 200, 300 м2;

- 5.Г - полная электрификация тепловых процессов, постоянное проживание, площади помещений - 100, 200, 300 м2.

Сезонное проживание предусматривает проживание в летний период и в выходные дни зимнего сезона.

Модели коттеджной застройки 5.А и 5.Б предусматривают наличие электробытовых машин и приборов повышенной комфортности и широкого ассортимента.

Перечень приборов и их характеристики приведены в табл. 6 и 7.

Основные тепловые процессы - горячее водоснабжение и отопление помещений - обеспечиваются централизованным газоснабжением.

Установленная мощность приборов в этих моделях в пределах указанных площадей меняется незначительно: от 13,9 кВт для 100м2 до 17 кВт для 300 м2.


Таблица 6


Коттеджи - сезонное проживание
(летний период и выходные дни зимнего периода)
при наличии централизованного газоснабжения


Процесс,
прибор
S = 100 м2 S = 200 м2 S = 300 м2
Р_уст,
кВт
Ч_исп,
ч
W_год,
кВт х ч
Р_уст,
кВт
Ч_исп,
ч
W_год,
кВт х ч
Р_уст,
кВт
Ч_исп,
ч
W_год,
кВт х ч
Освещение 1,5 400 600 3,0 350 1050 4,5 300 1350
Приемник 0,04 1000 40 0,04 1000 40 0,04 1000 40
Телевизор 0,25 1000 250 0,3 1000 300 0,4 1000 400
Магнитофон 0,025 500 12,5 0,025 500 12,5 0,025 500 12,5
Холодильник-морозильник 0,2 3200 640 0,2 3200 640 0,2 3200 640
Электронасос для воды 0,2 120 48 0,4 120 48 0,4 120 48
Пылесос 1,3 80 104 1,3 90 117 1,3 100 130
Стиральная машина 2,7 90 243 2,7 100 270 2,7 110 297
Кухонный комбайн 0,2 30 6 0,2 30 6 0,2 30 6
Утюг 1,0 100 100 1,0 100 100 1,0 120 120
Соковыжималка 0,13 180 23 0,13 180 23 0,13 180 23
Шашлычница 1,0 180 180 1,0 180 180 1,0 200 200
Фритюрница 2,0 100 200 2,0 100 200 2,0 120 240
Гриль 1,0 100 100 1,0 100 100 1,0 150 150
Ростер 0,65 100 65 0,65 100 65 0,65 120 78
Печь СВЧ 1,5 100 150 1,5 100 150 1,5 100 150
Итого 13,9   2774 15,4   3302 17,0   3884,5

Таблица 7


Коттеджи - постоянное проживание, централизованное газоснабжение


Процесс,
прибор
S = 100 м2 S = 200 м2 S = 300 м2
  Р_уст,
кВт
Ч_исп,
ч
W_год,
кВт х ч
Р_уст,
кВт
Ч_исп,
ч
W_год,
кВт х ч
Р_уст,
кВт
Ч_исп,
ч
W_год,
кВт х ч
Освещение 1,5 1220 1830 3,0 1000 3000 4,5 900 4050
Приемник 0,04 2500 100 0,04 2500 100 0,04 2500 100
Телевизор 0,25 2000 500 0,3 2000 600 0,4 1500 600
Магнитофон 0,025 1000 25 0,025 1000 25 0,025 1000 25
Холодильник-морозильник 0,2 3200 640 0,2 3200 640 0,2 3200 640
Электронасос для воды 0,4 250 100 0,4 250 100 0,4 250 100
Пылесос 1,3 80 104 1,3 90 117 1,3 100 130
Стиральная машина 2,7 150 405 2,7 160 432 2,7 170 459
Кухонный комбайн 0,2 30 6 0,2 30 6 0,2 30 6
Утюг 1,0 150 150 1,0 150 150 1,0 170 170
Соковыжималка 0,13 180 23 0,13 180 23 0,13 180 23
Шашлычница 1,0 180 180 1,0 180 180 1,0 200 200
Фритюрница 2,0 100 200 2,0 100 200 2,0 120 240
Гриль 1,0 100 100 1,0 100 100 1,0 150 150
Ростер 0,65 100 65 0,65 100 65 0,65 120 78
Печь СВЧ 1,5 100 150 1,5 100 150 1,5 100 150
Итого 13,9   4578 15,4   5888 17,0   7121

Объемы потребления электроэнергии изменяются в больших пределах:

- для сезонного проживания - от 2774 до 3884 кВт х ч;

- при постоянном проживании - от 4578 до 7121 кВт х ч.

Основной фактор, влияющий на объемы электропотребления, - число часов использования установленной мощности.

Тип проживания (сезонное или постоянное) на максимальную мощность фактически не влияет.

Модели 5.В, 5.Г предусматривают, наряду с наличием электробытовых машин и приборов повышенной комфортности и широкого ассортимента, использование электроэнергии для всех энергоемких процессов, включая приготовление пищи, горячее водоснабжение, отопление. Также предусмотрено наличие сауны (табл. 8 и 9).

Мощность осветительных и отопительных установок существенно зависит от площади помещений.

Количество и мощность других бытовых приборов от площади помещений зависят значительно меньше.

Установленная мощность для коттеджей:


S = 100 м2 - 40,9 кВт;

S = 200 м2 - 50,4 кВт;

S = 300 м2 - 59 кВт.


Объемы электропотребления при сезонном проживании возрастают с 18,4 МВт х ч в год при S = 100 м2 до 39,5 МВт х ч при S = 300 м2. При постоянном проживании W_год изменяется от 34,1 до 72 МВт х ч.


Таблица 8


Коттеджи - сезонное проживание
(летний период и выходные дни зимнего периода),
полная электрификация


Процесс,
прибор
S = 100 м2 S = 200 м2 S = 300 м2
  Р_уст,
кВт
Ч_исп,
ч
W_год,
кВт х ч
Р_уст,
кВт
Ч_исп,
ч
W_год,
кВт х ч
Р_уст,
кВт
Ч_исп,
ч
W_год,
кВт х ч
Освещение 1,5 400 600 3,0 350 1050 4,5 300 1350
Приемник 0,04 1000 40 0,04 1000 40 0,04 1000 40
Телевизор 0,25 1000 250 0,3 1000 300 0,4 1000 400
Магнитофон 0,025 500 12,5 0,025 500 12,5 0,025 500 12,5
Холодильник-морозильник 0,2 3200 640 0,2 3200 640 0,2 3200 640
Электронасос для воды 0,4 120 48 0,4 120 48 0,4 120 48
Пылесос 1,3 80 104 1,3 90 117 1,3 100 130
Стиральная машина 2,7 90 243 2,7 100 270 2,7 110 297
Кухонный комбайн 0,2 30 6 0,2 30 6 0,2 30 6
Утюг 1,0 100 100 1,0 100 100 1,0 120 120
Соковыжималка 0,13 180 23 0,13 180 23 0,13 180 23
Шашлычница 1,0 180 180 1,0 180 180 1,0 200 200
Фритюрница 2,0 100 200 2,0 100 200 2,0 120 240
Гриль 1,0 100 100 1,0 100 100 1,0 150 150
Ростер 0,65 100 65 0,65 100 65 0,65 120 78
Печь СВЧ 1,5 100 150 1,5 100 150 1,5 100 150
Напольная электроплита 5,0 200 1000 5,0 210 1050 5,0 220 1100
Электроводонагреватель 6,0 150 900 6,0 160 960 6,0 170 1020
Сауна 6,0 130 780 6,0 160 960 6,0 180 1080
Отопление 10,0 1296 12 960 18,0 1296 23 328 25,0 1296 32 400
Итого 40,9   18 402 50,4   29 599 59,0   39484

Таблица 9


Коттеджи - постоянное проживание, полная электрификация


Процесс,
прибор
S = 100 м2 S = 200 м2 S = 300 м2
Р_уст,
кВт
Ч_исп,
ч
W_год,
кВт х ч
Р_уст,
кВт
Ч_исп,
ч
W_год,
кВт х ч
Р_уст,
кВт
Ч_исп,
ч
W_год,
кВт х ч
Освещение 1,5 1220 1830 3,0 1000 3000 4,5 900 4050
Приемник 0,04 2500 100 0,04 2500 100 0,04 2500 100
Телевизор 0,25 2000 500 0,3 2000 600 0,4 1500 600
Магнитофон 0,025 1000 25 0,025 1000 25 0,025 1000 25
Холодильник-морозильник 0,2 3200 640 0,2 3200 640 0,2 3200 640
Электронасос для воды 0,4 250 100 0,4 250 100 0,4 250 100
Пылесос 1,3 80 104 1,3 90 117 1,3 100 130
Стиральная машина 2,7 150 405 2,7 160 432 2,7 170 459
Кухонный комбайн 0,2 30 6 0,2 30 6 0,2 30 6
Утюг 1,0 150 150 1,0 150 150 1,0 170 170
Соковыжималка 0,13 180 23 0,13 180 23 0,13 180 23
Шашлычница 1,0 180 180 1,0 180 180 1,0 200 200
Фритюрница 2,0 100 200 2,0 100 200 2,0 120 240
Гриль 1,0 100 100 1,0 100 100 1,0 150 150
Ростер 0,65 100 65 0,65 100 65 0,65 120 78
Печь СВЧ 1,5 100 150 1,5 100 150 1,5 100 150
Напольная электроплита 5,0 314 1570 5,0 314 1570 5,0 330 1650
Электроводонагреватель 6,0 280 1680 6,0 300 1800 6,0 350 2100
Сауна 6,0 130 780 6,0 160 960 6,0 180 1080
Отопление 10,0 2550 25 500 18,0 2500 45 000 25,0 2400 60 000
Итого 40,9   34 108 50,4   55 218 59,0   71 951

Наряду с указанными показателями разработаны графики сезонных нагрузок, которые сведены в табл. 10, 11 и 12.

Графики разработаны для наиболее тяжелых зимних условий электропотребления и учитывают очередность включения приборов исходя из сложившихся ритмов и традиций жизни сельских электропотребителей.


Таблица 10


Потребляемая мощность для зимнего периода нагрузок 1 - 4-й моделей


                                                                (кВт х ч)
Часы суток Модель электропотребления
1 2 3 4
0-1 0 0,6 0,64 0,64
1-2 0 0,6 0,64 0,64
2-3 0 0,6 0,64 0,64
3-4 0 0,6 0,64 0,64
4-5 0 0,6 0,64 0,64
5-6 0,1 0,74 0,94 0,94
6-7 0,2 2,04 2,64 3,06
7-8 0,5 1,92 2,28 2,96
8-9 0,7 0,84 1,12 1,34
9-10 0,1 0,74 0,84 1,14
10-11 0,1 0,6 0,64 0,64
11-12 0 0,6 0,64 0,64
12-13 0 1,62 2,64 2,64
13-14 0,4 0,60 0,64 0,64
14-15 0 0,60 0,64 0,64
15-16 0 0,6 0,64 0,64
16-17 0,1 0,74 0,94 0,94
17-18 1,1 2,02 3,42 2,68
18-19 1,2 2,5 4,44 8,54
19-20 0,3 3,24 5,94 6,16
20-21 0,9 2,94 4,74 4,74
21-22 0,2 2,14 4,24 4,34
22-23 0 0,74 1,14 1,24
23-24 0 0,6 0,64 0,64

Таблица 11


Потребляемая мощность домов коттеджного типа с централизованным газоснабжением
(модели 5.А, 5.Б)


                                                                (кВт х ч)
Часы суток S = 100 м2 S = 200 м2 S = 300 м2
1 2 3 4
0-1 0,7 0,8 0,9
1-2 0,7 0,8 0,9
2-3 0,5 0,5 0,5
3-4 0,5 0,5 0,5
4-5 0,5 0,5 0,5
5-6 0,5 0,5 0,5
6-7 0,7 0,8 0,9
7-8 2,4 2,6 2,8
8-9 1,5 1,8 2,1
9-10 1,5 1,9 2,3
10-11 0,9 1,1 1,3
11-12 1,8 1,8 1,8
12-13 2,5 2,5 2,5
13-14 1,1 1,1 1,1
14-15 3,2 3,2 3,2
15-16 3,6 3,6 3,6
16-17 3,6 3,8 4,0
17-18 1,1 1,4 1,7
18-19 2,1 2,4 2,7
19-20 4,3 4,8 5,3
20-21 2,7 3,3 3,9
21-22 1,6 2.1 2,7
22-23 1,3 1,7 2,1
23-24 0,9 1,1 1,3

Таблица 12


Потребляемая мощность домов коттеджного типа с электротеплоснабжением и сауной
(модели 5.В, 5.Г)


                                                                (кВт х ч)
Часы суток S = 100 м2 S = 200 м2 S = 300 м2
1 10,7 18,8 4
0-1 10,7 18,8 25,9
1-2 10,5 18,5 25,9
2-3 10,5 18,5 25,5
3-4 10,5 18,5 25,5
4-5 10,5 18,5 25,5
5-6 10,5 18,5 25,5
6-7 17,7 25,8 32,9
7-8 13,5 21,7 28,9
8-9 11,5 19,8 27,1
9-10 11,5 19,9 27,3
10-11 10,9 19,1 26,3
11-12 11,8 19,8 26,8
12-13 13,5 21,5 28,5
13-14 11,7 19,7 26,7
14-15 13,2 21,2 28,2
15-16 13,6 21,6 28,6
16-17 13,6 21,8 29,0
17-18 18,1 26,4 33,7
18-19 19,2 27,5 34,8

Анализ потребляемой мощности по времени суток (табл. 10) для сельского жилого дома показывает, что для:

- 2-й модели зимний суточный график электропотребления имеет 2 пика электрической нагрузки - утренний и вечерний.

Утренний пик - с 6 до 8 ч - равен 2 кВт. Наряду с постоянной нагрузкой (холодильник) его определяют приборы - электрокипятильник (электрочайник), электроплитка, насос для подачи воды.

Вечерний максимум - с 19 до 21 ч - составляет примерно 3,3 кВт.

Наряду с указанными приборами его создают освещение, работа стиральной машины или утюга;

- 3-й модели имеется ярко выраженный вечерний максимум, а также утренний и дневной пики нагрузок.

Утренний пик - с 6 до 8 ч - составляет 3,4 кВт, дневной может достигать 2,8 кВт в период с 12 до 13 ч.

Вечерняя нагрузка растет с 17 ч, и максимум достигается в период с 19 до 20 ч - 6,8 кВт.

Максимум создается работой основных тепловых приборов - кипятильника (чайника, водонагревателя), плитки, а также включением силового оборудования - электронасоса для воды, пылесоса, стиральной машины (утюга);

- 4-й модели имеется ярко выраженный вечерний максимум нагрузки - 8,54 кВт - за счет совместного включения электроплиты, водонагревателя и насоса для подачи воды.

Для коттеджной застройки моделей 5.А и 5.Б наибольший максимум приходится на вечерние часы (18 - 20 ч).

Модели 5.В и 5.Г имеют два ярко выраженных максимума - утренний пик нагрузки с 6 до 8 ч и вечерний - с 18 до 20 ч.


3.2. Личные приусадебные хозяйства


Личные приусадебные хозяйства (ЛПХ) различаются объемами производства, количеством и видами домашних животных и птицы, объемами используемой земли, наличием теплиц, количеством и мощностью используемого оборудования.

Нормы (нормативы) разработаны для наиболее характерных моделей ЛПХ.

Число хозяйств (семей), имевших приусадебные участки в 1990 и 1999 г., является довольно стабильным и характеризуется следующими цифрами:

- 1990 г. - 16,3 млн;

- 1999 г. - 16,4 млн.

Земельная площадь, приходящаяся на одно хозяйство, составляла:

- 1990 г.- 20 соток;

- 1999 г.- 36 соток.

Доля ЛПХ в производстве всей продукции сельского хозяйства в процентах составила:

- 1990 г. - 26,3;

- 1999 г. - 47,9;

в том числе в 1999 г. по видам продукции:

- растениеводческой - 53,6;

- животноводческой - 46,4.

В 1999 г. по сравнению с 1990 г. в ЛПХ резко возросло поголовье скота и птицы (табл. 13).


Таблица 13


Поголовье скота и птицы в ЛПХ по годам


Вид животного 1990 г. 1999 г. 2000 г.
млн голов % от общего
поголовья в
стране
млн голов % от общего
поголовья в
стране
млн голов
КРС, в т.ч.: 9,9 17 9,9 34,7 9,6
Коровы 5,2 20,8 6,0 44,4 5,8
Свиньи 7,1 18,5 7,4 43 7,9
овцы и козы 16,1 27,7 9,3 60 8,4
Птица 195 29,6 142 39 145

В животноводстве ЛПХ широко используются инкубаторы, облучатели, брудеры, различные типы электрокорнеплодорезок, косилки и другое электрооборудование.

В растениеводстве электроэнергия расходуется на облучение рассады, обогрев парников, теплиц, полив огорода.

По энергонасыщенности (обеспечению электрооборудованием) можно выделить три типа (группы) ЛПХ:

1-й тип - с минимальным количеством машин и приборов - подворье.

В ЛПХ содержатся в среднем: 1 корова, 2 свиньи, 5 кур.

Суммарная мощность Р_уст меньше 0,8 кВт, с годовым потреблением электроэнергии W_год менее 100 кВт x ч.

Необходимые приборы для этого типа ЛПХ указаны в таблице 14.


Таблица 14


Оборудование для ЛПХ 1-го типа


Процесс, прибор Р_уст, кВт Ч_исп, ч W_год, кВт x ч
Освещение 0,04 100 4
Сепаратор 0,13 45 6
Кипятильник 0,6 100 60
Итого 0,77 - 70

2-й тип (наиболее распространенный) - в ЛПХ содержатся: 2 коровы, 1 теленок на откорме, 2 - 3 поросенка на откорме, 4 - 5 овец, 12 - 15 кур.

Расчет потребления электроэнергии в животноводстве произведен с учетом следующих условий:

- хозблок освещается в отопительный сезон в темное время года;

- инкубатор используется 1 раз в год в течение 21 сут;

- облучатель-брудер работает в течение 30 дней на полную мощность и 30 дней используется на мощность не более 30% Р_н;

- стригальный аппарат используется летом и на пиковые нагрузки не влияет;

- электрокорнеплодорезка производительностью 200 кг/ч используется каждый день.

Расход корнеплодов на 1 голову домашних животных принят в соответствии с НТП-АПК 1.10.01.001-00, НТП-АПК 1.10.02.001-00, НТП-АПК 1.10.03.001-00, НТП-АПК 1.10.05.001-01.

Время работы электрокорнеплодорезки в сутки - 20-30 мин.

Устройство для подогрева почвы применяется в пленочных теплицах для получения рассады в марте - апреле.

Средний размер теплиц принят 10 м2.

Мощность обогревательного устройства для обогрева почвы - 0,1 кВт/м2.

Первые 5 суток размораживание и обогрев почвы происходит круглосуточно. С увеличением солнечной радиации работа подпочвенного электронагревателя прерывистая. Для принятых условий расход электроэнергии на размораживание, обогрев и выращивание рассады составляет 300 кВт х ч.

Перечень приборов в ЛПХ, их установленная мощность, число часов использования, годовое электропотребление приведены в табл. 15. В целом Р_уст для ЛПХ 2-ого типа - 3,3 кВт и W_год - 1023 кВт х ч.

3-й тип развитого ЛПХ включает 3-5 коров, 3-5 телят, 8-10 свиней, до 30-50 голов птиц.


Таблица 15


Оборудование для ЛПХ 2-го типа


Процесс, прибор Р_уст, кВт Ч_исп, ч W_год, кВт x
ч
Освещение хоз. блока 0,1 513 51,3
Инкубатор 0,19 504 95,8
Облучатель-брудер 0,25 936 234
Стригальный аппарат 0,27 0,4 0,11
Электрокорнеплодорезка 0,35 86 30
Почвенный обогрев теплицы (10
м2)
1,0 300 300
Кипятильник 1,0 200 300
Сепаратор 0,13 90 12
Итого 3,29 - 1023,2

Как правило, это большие семьи, где получил распространение "семейный подряд" и имеется большое поголовье животных и птицы. Эти хозяйства производят продукцию в объемах для личного потребления двух-трех родственных семей и являются промежуточным этапом от ЛПХ к фермерам, которые производят товарную продукцию. В этих хозяйствах, кроме названного для 2-го типа электрооборудования, могут быть:

- проточный водонагреватель мощностью 1,0 - 1,25 кВт;

- зернодробилка, доильная установка, маслобойка, холодильник-морозильник;

- силовое оборудование - пила, точило, электродрель, электрорубанок.

Все показатели по хозяйствам 3-го типа сведены в табл. 16.


Таблица 16


Оборудование для ЛПХ 3-го типа


Процесс, прибор Р_уст, кВт Ч_исп, ч W_год, кВт x
ч
Освещение хоз. блока 0,2 1025 205
Инкубатор 0,19 504 95,76
Облучатель-брудер 0,25 720 180
Электрокорнеплодорезка 0,35 300 84
Зернодробилка 0,6 240 122,6
Доильная установка 0,6 730 438
Маслобойка 0,12 52 6,2
Пила-точило 1,1 52 57,2
Электродрель 0,8 26 20,8
Электрорубанок 1,2 104 124,6
Водонагреватель проточный 1,0 730 730
Сепаратор 0,13 150 20
Холодильник-морозильник 0,2 1000 200
Почвенный обогрев теплицы
(10 м2)
1,0 300 300
Итого 7,74 - 2584

В целом для ЛПХ 3-го типа:

- суммарная мощность Р_уст - 7,74 кВт;

- годовое потребление электроэнергии W-год - ~ 2500-2800 кВт х ч.

Почасовые нагрузки для рассмотренных типов ЛПХ приведены в табл. 17.


Таблица 17


Потребляемая мощность для зимнего периода нагрузок ЛПХ 1-го, 2-го, 3-го типа, кВт х ч


Часы суток Тип ЛПХ
1 2 3
0-1 0 0,10 1,64
1-2 0 0,44 1,64
2-3 0 0,44 1,64
3-4 0 0,44 1,64
4-5 0 0,44 1,64
5-6 0 0,44 1,64
6-7 0,04 1,54 1,84
7-8 0,64 0,44 2,24
8-9 0,13 0,44 1,64
9-10 0 0,44 1,64
10-11 0 0,44 2,84
11-12 0 0,44 1,84
12-13 0 0,44 1,74
13-14 0 0,44 1,76
14-15 0 0,44 1,64
15-16 0 0,44 1,64
16-17 0 0,44 1,64
17-18 0,6 0,82 2,12
18-19 0,4 0,54 2,44
19-20 0,13 1,94 2,34
20-21 0 0,44 1,64
21-22 0 0,44 1,64
22-23 0 0,44 1,64
23-24 0 0,44 1,64

3.3. Предприятия и учреждения сферы культурно-бытового обслуживания


В сельской местности действует множество различных предприятий и учреждений сферы обслуживания, учебных заведений, торговых, медицинских учреждений, предприятий бытового обслуживания, которые оснащены разнообразным электрифицированным оборудованием.

Наряду с освещением повсеместно используются электродвигатели для привода насосов, вентиляторов, различных рабочих машин.

В столовых, комбинатах питания школ, детских садов, лечебных учреждений используется следующее электросиловое оборудование: мясорубки, картофелечистки, овощерезки, хлеборезки с установленной мощностью оборудования от 0,2 - 0,3 до 2,0 - 2,5 кВт.

На этих предприятиях используется также электротепловое оборудование:

- разнообразные электрические плиты мощностью от 4 до 25 кВт;

- электрические котлы - от 6 до 30 кВт;

- электросковороды, жарочные шкафы - от 6 до 12 кВт;

- разнообразное кухонное оборудование - фритюрницы, кипятильники, мармиты и др. мощностью от 3 до 15 - 18 кВт.

Во многих предприятиях установлены холодильники от обычных небольшой мощности 150 - 220 Вт до мощных холодильных шкафов, камер, прилавков мощностью от 0,55 до 2 кВт.

В школах, кроме электрифицированного оборудования пищеблоков, могут иметься компьютерные классы, классы, оборудованные установками для трудового воспитания - токарными, фрезерными, деревообрабатывающими станками, швейными машинами и пр. Мощность этого оборудования колеблется от 0,5 до 1 кВт.

В комбинатах бытового обслуживания могут быть установлены электрифицированные машины для пошива обуви, одежды.

В сельских поликлиниках и амбулаториях могут быть установлены электростерилизаторы, рентгеновские аппараты.

В домах культуры и клубах значительной мощности могут достигать осветительные установки.

Установленная мощность электрифицированного оборудования, расчетная мощность, число часов использования максимальной нагрузки для предприятий и учреждений сферы культурно-бытового обслуживания в сельской местности приведены в табл. 18.


Таблица 18


Установленная мощность электрифицированного оборудования в предприятиях и учреждениях коммунально-бытового обслуживания


Наименование предприятия,
учреждения
Установлен-
ная
мощность,
Р_уст, кВт
Расчетная
мощность,
Р_м, кВт
Число часов
использова-
ния
максималь-
ной
нагрузки,
Т_ч. м, ч
1 2 3 4
Начальная школа:

- на 40 учащихся

- на 80 учащихся

- на 160 учащихся


10

12

20


6

7

12


900

1200

1200
Общеобразовательная школа с
мастерской:

- на 190 учащихся

- на 320 учащихся

То же с электроплитой:

- на 480-540 учащихся



55

80



115



33

48



69



1600

2000



2350
Детские ясли-сад:

- на 25 мест

- на 50 мест

- на 90 мест

То же с электроплитой:

- на 50 мест

- на 90 мест


7

15

20



30

40


4,2

9

12



18

24


900

900

1200



1200

1600
Административное здание на 15-25
рабочих мест
25 15 1200
Клуб со зрительным залом:

- на 150-200 мест

- на 300-400 мест


15

30


9

18


900

1200
Сельская поликлиника на 150
посещений в смену
100 50 2000
Сельская амбулатория 30 15 1200
Столовая:

- на 25 мест

- на 35-50 мест


10

15


6

9


900

900
Столовая с электронагревательным
оборудованием и электроплитой:

- на 35 мест

- на 50 мест



65

100



39

60



1600

2000
Магазин:

- на 2 рабочих места

- на 4 рабочих места
продовольственный

- промтоварный
5



15


7
3



9


4,2
900



900


900
Комбинат бытового обслуживания:

- на 6 рабочих мест

- на 10 рабочих мест


5

8


3

4,8


900

900
Баня:

- на 5 мест

- на 10 мест


3

10


1,8

6


900

900
Прачечная производительностью:

- 0,125 т белья в смену

- 0,25 т белья в смену


20

32


12

19,2


1200

1200

3.4. Фермерские хозяйства


Фермерские хозяйства, как правило, являются специализированными, различного размера и способов ведения производства.

Рассмотрены следующие типы фермерских хозяйств:

а) скотоводческие:

- молочного направления на 10, 15 и 30 коров;

- мясного направления (скот на выращивании и на откорме) на 15, 20 и 30 голов КРС;

б) свиноводческие:

- с законченным производственным циклом на 4, 6 и 8 свиноматок;

- репродукторные и откормочные с поголовьем поросят на выращивании и откорме 40, 60 и 80 голов.

Перечисленные типы хозяйств находятся, как правило, на значительном расстоянии от жилого помещения и часто располагаются в зданиях бывших небольших ферм.

Основными электропотребляющими процессами для фермерских хозяйств молочного направления являются доение и первичная обработка молока, кормоприготовление, водоснабжение и подогрев воды на технологические нужды, освещение и вентиляция помещений.

На фермерских хозяйствах мясного направления электроэнергия расходуется для кормоприготовления, водоснабжения.

На фермах свиноводческого направления электроэнергия используется для кормоприготовления, в отдельных случаях для кормораздачи, водоснабжения, кроме того, для обогрева и облучения молодняка.

Для всех типов хозяйств предусмотрено максимальное оснащение всех производственных процессов электрифицированным оборудованием и содержание животных в условиях, соответствующих нормам технологического проектирования. Поэтому рассчитанные показатели Р_уст и W_год могут превышать фактические данные действующих объектов.

Установленная мощность электрооборудования в фермерских хозяйствах в зависимости от объемов производства колеблется на фермах:

- молочного направления - от 8 до 13 кВт;

- по откорму КРС - 5-6 кВт;

- свиноводческих - от 12 до 19 кВт.

В свиноводческих фермерских хозяйствах наиболее энергоемкими процессами являются нагрев воды, получение пара и обогрев молодняка.

В фермерских хозяйствах молочного направления и по откорму КРС, кроме подогрева воды, наиболее энергоемким является процесс приготовления кормов.

Показатели установленной мощности, числа часов использования и годового потребления электроэнергии рассмотренных хозяйств приведены в табл. 19, 20 и 21.


Таблица 19


Показатели установленной мощности, числа часов использования и годового потребления электроэнергии в фермерских хозяйствах молочного направления


Процесс, агрегат Количество коров, гол.
10 15 30
  Р_уст,
кВт
Ч_исп, ч W_год,
кВт x ч
Р_уст,
кВт
Ч_исп, ч W_год,
кВт x ч
Р_уст,
кВт
Ч_исп,
ч
W_год,
кВт x ч
Освещение 0,3 800 240 0,5 1000 500 0,7 1060 742
Приготовление
кормов:

- малогабаритная
мойка
корнеклубнепло-
дов МК-Ф-2

- корморезка
"Фермер"

- электроводона-
греватель ВЭП



1,1




1,5


1,25



183




1095


700



200




1650


875



1,1




1,5


1,25



183




1460


900



200




2190


1125



1,1




1,5


1,25



365




1460


1100



400




2190


1375
Микроклимат:

- вентиляция

- брудер (ИНФ и
УФ)


0,33

0,3


1572

1000


519

300


0,33

0,4


1572

1000


519

400


0,66

0,5


1572

1000


1038

500
Водоснабжение,
насосная
установка ВЦНМ
0,44 365 160 0,44 548 240 0,44 730 320
Доение, УПВ
(10-50)

-
резервуар-охла-
дитель МКЦ
1,5


0,5
250


1140
375


570
1,5


2,5
375


1140
563


2850
1,5


5
500


1140
750


5700
Переработка
молока:

- сепаратор
"Сатурн-2"

- маслобойка
МЭ-6

- расфасовка
молока
"Фемапак-300"



0,06


0,18


0,2



500


90


150



30


16


30



0,06


0,18


0,2



1000


180


180



60


33


36



0,06


0,18


0,2



1500


270


250



90


50


50
Итого 7,66   4965 9,96   8716 13,09   13163

Таблица 20


Показатели установленной мощности, числа часов использования и годового потребления электроэнергии в фермерских хозяйствах по откорму КРС


Процесс, агрегат Количество КРС на выращивании и откорме, гол.
15 20 30
Р_уст,
кВт
Ч_исп, ч W_год,
кВт x ч
Р_уст,
кВт
Ч_исп, ч W_год,
кВт x ч
Р_уст,
кВт
Ч_исп,
ч
W_год,
кВт x ч
Освещение 0,3 360 108 0,4 360 144 0,5 360 180
Приготовление
кормов:

- малогабаритная
мойка
корнеклубнепло-
дов МК-Ф-2

- корморезка
"Фермер"

- электрокорнеп-
лодорезка ЭКР-2






1,1

1,5


1,25






183

1095


300






200

1650


375






1,1

1,5


1,25






183

1460


350






200

2190


438






1,1

1,5


1,25






365

1460


380






400

2190


475
Вентиляция 0,33 1572 519 0,33 1572 519 0,66 1572 1038
Водоснабжение 0,44 183 80 0,44 365 160 0,44 730 320
Итого 4,92   2932 5,02   3651 5,45   4603

Графики нагрузок (табл. 22, 23 и 24) разработаны для условий наиболее холодных суток зимнего периода.

Наибольшая потребляемая мощность присуща свиноводческим хозяйствам. Она характеризуется двумя максимумами электрической нагрузки: утренним - примерно с 7 до 9 ч.


Таблица 21


Показатели установленной мощности, числа часов использования и годового потребления электроэнергии фермерскими свиноводческими хозяйствами с законченным циклом, репродукторными и откормочными


Процесс,
агрегат
Количество свиноматок, гол.
4 6 8
Количество свиней на выращивании и откорме, гол.
40 60 80
  Р_уст,
кВт
Ч_исп, ч W_год,
кВт x ч
Р_уст,
кВт
Ч_исп, ч W_год,
кВт x ч
Р_уст,
кВт
Ч_исп, ч W_год,
кВт x ч
Освещение 0,3 360 108 0,4 360 144 0,5 360 180
Приготовление
кормов:

- малогабарит-
ная мойка
корнеклубнепло-
дов МК-Ф-2

- корморезка
"Фермер"

- электрокорне-
плодорезка

ЭКР-2

- запарник-сме-
ситель

- электроводо-
нагреватель ВЭП



1,1




1,5







2,2


1,0



183




1095







183


800



200




1650







400


800



1,1




1,5







2,2


1,0



183




1460







183


1000



200




2190







400


1000



1,1




1,5


0,28




2,2


1



365




1460


365




365


1200



400




2190


100




800


1200
Микроклимат:

- брудер (Инф.
ИУФ)

- отопление

- вентиляция


0,3


5

0,33


1680


1340

1572


500


6700

519


0,4


7

0,33


1680


1340

1572


670


9400

519


0,5


9

0,66


1680


1340

1572


840


12000

1038
Водоснабжение 0,4 365 146 0,4 548 220 0,4 730 290
Итого 12,13   11023 14,33   14743 17,14   19038

и вечерним - с 16 до 18 ч, когда наряду с обогревательными приборами работает кормоприготовительное оборудование.

Фермерские хозяйства молочного направления и по откорму КРС характеризуются более равномерной нагрузкой.

Потребляемая мощность в них может изменяться от 0,3 до 6,2 кВт для молочных ферм и от 0,3 до 2 кВт для ферм по откорму КРС.


Таблица 22


Потребляемая мощность для зимнего периода нагрузок фермерского хозяйства молочного направления в зависимости от размера хозяйства, кВт x ч


Часы суток Размер хозяйства, гол.
  10 15 30
1 2 3 4
0-1 1,55 1,65 1,75
1-2 1,55 1,65 1,75
2-3 1,55 1,65 1,75
3-4 1,55 1,65 1,75
4-5 1,55 1,65 1,75
5-6 1,55 1,65 1,75
6-7 0,6 0,9 1,5
7-8 2,1 2,4 2,7
8-9 1,2 1,9 2,2
9-10 2,9 3,4 6,2
10-11 0,3 0,4 0,5
11-12 0,3 0,4 0,5
12-13 0,3 0,4 0,5
13-14 0,8 1,34 1,7
14-15 0,3 0,4 0,5
15-16 0,3 0,4 0,5
16-17 2,1 2,4 2,7
17-18 2,5 2,8 3,2
18-19 0,3 0,4 0,5
19-20 1,55 1,65 1,75
20-21 1,55 1,65 1,75
21-22 1,55 1,65 1,75
22-23 1,55 1,65 1,75
23-24 1,55 1,65 1,75

Таблица 23


Потребляемая мощность для зимнего периода нагрузок фермерского хозяйства по выращиванию и откорму крупного рогатого скота в зависимости от размера хозяйства, кВт x ч


Часы суток Размер хозяйства, гол.
15 20 30
1 2 3 4
0-1 1,25 1,25 1,25
1-2 1,25 1,25 1,25
2-3 1,25 1,25 1,25
3-4 1,25 1,25 1,25
4-5 1,25 1,25 1,25
5-6 1,25 1,25 1,25
6-7 1,8 1,9 2,0
7-8 0,74 0,84 0,94
8-9 0,33 0,33 0,66
9-10 0,0 0 0
10-11 0,0 0 0
11-12 0,0 0 0
12-13 0,33 0,33 0,66
13-14 0,0 0 0
14-15 0,0 0 0
15-16 1,8 1,9 2,0
16-17 1,4 1,5 1,6
17-18 0,33 0,33 0,66
18-19 0,44 0,44 0,44
19-20 0 0 0
20-21 0 0 0
21-22 0 0 0
22-23 1,25 1,25 1,25
23-24 1,25 1,25 1,25

Таблица 24


Потребляемая мощность для зимнего периода нагрузок репродукторного и откормочного фермерских свиноводческих хозяйств с законченным циклом в зависимости от размера хозяйства, кВт x ч


Часы суток Размер хозяйства, гол.
  4 (40)* 6 (60)* 8 (80)*
1 2 3 4
0-1 5,0 7,4 9,5
1-2 5,0 7,4 9,5
2-3 5,0 7,4 9,5
3-4 5,0 7,4 9,5
4-5 5,0 7,4 9,5
5-6 5,0 7,4 9,5
6-7 6,5 9,3 10,5
7-8 7,5 9,8 13,0
8-9 8,7 12,0 15,2
9-10 5,3 7,4 9,5
10-11 5,3 7,4 9,5
11-12 5,3 7,4 9,5
12-13 7,8 10,0 12,8
13-14 7,8 10,0 12,8
14-15 5,3 7,4 9,5
15-16 5,3 7,4 9,5
16-17 6,5 9,5 12,5
17-18 7,4 8,9 11,1
18-19 5,6 7,8 10,0
19-20 5,3 7,4 9,5
20-21 5,3 7,4 9,5
21-22 5,3 7,4 9,5
22-23 5,3 7,4 9,5
23-24 5,3 7,4 9,5

* Без скобок указано количество голов свиноматок, в скобках - количество голов молодняка.


4. Удельные показатели (нормативы) расхода электрической энергии для определения суммарных объемов электропотребления


4.1. Жилой сектор


4.1.1. Удельные показатели расхода электрической энергии на освещение

Удельный показатель на освещение рассчитывается по выражению:


    dTk     Е альфа  Z      Е  альфа Z
       o     н      н  н     л      л н
W = ----  [-------------- + ------------], кВт x ч/семья x год или
    1000      k  L             k  L        кВт х ч/чел. x год,        (1)
               н  н             л  л

где: d - показатель жилой площади на 1 сельскую семью или одного сельского жителя, м2 (в настоящее время эта величина в среднем по стране составляет не ниже 47 м2 на семью или 13 м2 на жителя); Т - годовое число часов использования установленной мощности осветительных установок (принимается дифференцированно по световым поясам; для расчета среднероссийского показателя принято 1000 ч); k_0 - коэффициент одновременности включения ламп, равный 0,36 (в квартирах с большей площадью и большим количеством комнат значение k_о снижается на 8-10%); E - освещенность, лк (минимальную освещенность в расчетном периоде следует принимать для ламп накаливания (Е_н) 90 лк, люминесцентных (Е_л) - 120 лк 120 - лм/м2);альфа - коэффициент запаса ламп, учитывающий реальные условия эксплуатации ламп и светильников (принят: для ламп накаливания (альфа_н) - 1,3, люминесцентных (альфа_л) - 1,5); k - коэффициент использования светового потока ламп, зависящий от светораспределения, типа КПД арматуры, характера окраски окружающих световой поток поверхностей, высоты подвеса светильника, размеров освещаемых помещений (для средних условий его величина составит: для ламп накаливания (к_н) - 0,34; люминесцентных (к_л) - 0,42); L - средняя светоотдача ламп (зависит от технических характеристик, КПД источников света; у люминесцентных ламп средняя светоотдача значительно превышает среднюю светоотдачу ламп накаливания и составляет: для ламп накаливания (L_н) - 13,0; люминесцентных (L_л) - 59 лм/Вт); Z - охват лампами накаливания (Z_н) и люминесцентными лампами (Z_л) сельских домов (зависит от масштабов производства различных типов ламп и от индивидуальных вкусов, моды и пр.; в среднем это соотношение при отсутствии точных данных можно принять соответственно 95 и 5%).

С учетом приведенных показателей годовой расход электрической энергии на освещение составляет 120 кВт х ч, в т. ч. лампами накаливания - 118, люминесцентными лампами - 2 кВт х ч на одного сельского жителя.

4.1.2. Расход электрической энергии отдельными бытовыми приборами

Расход электрической энергии отдельными бытовыми приборами зависит от установленной мощности прибора, времени его эксплуатации, охвата сельских семей электробытовыми машинами и приборами, соотношения (доли) различных типов выпускаемых в стране электробытовых приборов.

Расход электроэнергии электробытовыми приборами культурно-бытового и хозяйственного назначения, тепловыми приборами малой мощности и различными мелкими электробытовыми приборами следует определять по формуле:


               (-3)
     W     = 10    х P x T x Z , кВт х ч                              (2)
      эхпр            i   i   i

где: Р_i - установленная мощность, Вт (принимается из паспортных данных приборов); Т_i - годовое число часов использования прибора (зависит от местных природно-климатических условий, численности семьи, духовных наклонностей и других факторов; определяется на основании расчетов, опытного изучения или же экспертной оценки с использованием различных методов математической статистики); Z_i - уровень обеспеченности сельских семей приборами различного типа, %.

В табл. 25 приведены показатели расхода электрической энергии отдельными электробытовыми приборами.

Средние значения установленной мощности приборов и число часов их использования (T) приведены в табл. 26.


Таблица 25


Показатели расхода электрической энергии электробытовыми машинами и приборами


Прибор Индивидуальный
расход,
кВт x ч/семья
(прибор)
Охват, % Средневзвеше-
нный расход
на семью, кВт
x ч/семья
(прибор)
Приборы культурно-бытового назначения
Радиоприемник 20-40 100 30
Телевизор 180-250 90 194
Магнитофон 5,0 30 1,5
Компьютер 360 10 36
Приборы хозяйственного назначения с электродвигателями
Холодильник-морозильник 416-640 80 422
Пылесос 40-128 20 17
Стиральная машина 150-405 55 153
Электронасос для воды 40-72 30 17
Кухонный комбайн 30-70 50 25
Тепловые приборы малой мощности
Утюг 150-225 80 150
Электрочайник 100 50 50
Шашлычница 100 2 2
Фритюрница 200 2 4
Гриль, тостер, ростер 65-100 2 1,6
Печь СВЧ 150 2 3
Итого - - 1106

Таблица 26


Средняя установленная мощность (Р_ср) и число часов использования (Т) электроприборов в течение года


Прибор, тип Р_ср, вт Т, ч
Радиоприемник 20-40 1000
Телевизор 180 1000
Магнитофон 25 200
Холодильник-морозильник 130-200 3200
Пылесос 500-1600 80
Стиральная машина 1000-2700 150
Утюг 1000-1500 150
Электрокипятильник, электрочайник,
электрокофеварка
300-1500 100
Электронасос для воды 220-400 180
Кухонный комбайн 200 30
Соковыжималка 130 180
Шашлычница 1000 100
Фритюрница 2000 100
Гриль, ростер-тостер 650-1000 100
Печь СВЧ 1500 100
Электроплиты:

- 1-2-конфорочные

- напольные
-

600-2000

3000-5000
-

250-350

1 00-300
Электроводонагреватель 1000-6000 100-300

4.1.3. Расход электрической энергии на энергоемкие тепловые процессы и кондиционирование

Расход электроэнергии на электрифицированные процессы приготовления пищи, горячее водоснабжение, отопление, кондиционирование воздуха рассчитан для условий частичного и полного осуществления этих процессов на электроэнергии.


Приготовление пищи


Удельный расход электрической энергии на приготовление пищи зависит от качества и количества применяемых продуктов, национальных традиций, индивидуальных вкусов, технических показателей энерготеплового оборудования, времени его использования и других факторов.

Для приготовления пищи в сельских домах используют электрические настольные плитки мощностью 0,6-2,0 кВт с КПД 0,35-0,4. Как правило, их включают в неотопительный период, продолжительность использования составляет 250-350 ч/год. Следовательно, потребление электроэнергии в расчете на одного сельского жителя не превышает 90-110 кВт x ч/год.

При приготовлении пищи на напольных электроплитах единичной мощности 5 кВт и выше с КПД - 0,7-0,72 расход электрической энергии зависит от количества членов семьи и применяемого оборудования для горячего водоснабжения. В зависимости от этих факторов расход электрической энергии на приготовление пищи приведен в табл. 27.


Горячее водоснабжение


Для подогрева небольшого количества воды применяются электрифицированные приборы мощностью 300-1000 Вт - электрокипятильники. Расход электрической энергии в этом случае не превышает 100 кВт х ч на жителя в год.


Таблица 27


Расход электрической энергии на приготовление пищи


Вид процесса приготовления
пищи
Индивидуаль-
ный
расход, кВт
ч/семья
(прибор)
Охват,
%
Средневзвешенный
расход на семью,
кВт x ч/семья
(прибор)
Частичное (переносные
электрические плиты)
100 20-40 20-40
Полное (напольные
электроплиты):

- при отсутствии
централизованного горячего
водоснабжения и ЭВН

- при наличии
централизованного горячего
водоснабжения и ЭВН
-


300



276
2-3


1,5-2



0,5-1
5,9-8,8


4,5-6



1,4-2,8
Итого расход электрической
энергии на приготовление пищи
- - 26-49

Частичный электроводонагрев воды (12-15 л в сутки) для нужд семьи на кухне осуществляется также проточными электроводонагревателями (ЭВН).

Для полного горячего водоснабжения применяются ЭВН различного типа. Расход электрической энергии при использовании ЭВН рассчитывается по формуле:


                 -3
        1,16 х 10
 W   = ------------ х с х ро х b х [(55 - t  ) х n + (365 - n ) x
  г.в      эта                             хз     o          o

x (55 - t  )],    кВт х ч/семья х год или кВт х ч/чел. х год,         (3)
         хл

где: 1,16 х 10(-3) - коэффициент перевода ккал в кВт x ч; с - теплоемкость воды, ккал/(кг x °С); ро - плотность воды при t = 55°С (986 кг/м3); b - суточная норма расхода горячей воды, м3/сут; t_хз, t_хл - температура холодной воды зимой и летом, °С (при отсутствии данных принимается равной зимой - 5, летом - 10 °С); п_о - продолжительность отопительного периода, сут.; эта - КПД электроводонагревателей: аккумуляционного типа - 0,82; проточного типа - 0,93; быстродействующих электроводонагревателей кухонного типа - 0,8.

При расчете групповых норм расхода электрической энергии на горячее водоснабжение следует учитывать обеспеченность сельского населения электроводонагревателями различного типа (табл. 28).


Таблица 28


Расход электрической энергии на горячее водоснабжение


Тип горячего водоснабжения Индивидуаль-
ный расход,
кВт x ч/семья
(прибор)
Охват, % Средневзвешенный
расход на семью,
кВт x /семья
(прибор)
Горячее водоснабжение
(электрокипятильники)
100 13-15 13-15
Частичное (кухонные ЭВН) 375 1,5-2 5-7
Полное, в т.ч.:

- аккумулирующие ЭВН

- проточные ЭВН
840

854

753
0,5-1,5

0,4-1,2

0,1-0,3
4,2-12,5

3,4-10,2

0,8-2,3

Обогрев помещений и кондиционирование воздуха


Применяемый в настоящее время частичный электрообогрев жилых помещений производится переносными отопительными приборами небольшой мощности: электрокалориферами, электрорадиаторами и др. Расход электрической энергии в этом случае не превышает 70-80 кВт x ч на жителя в год.

Расход электроэнергии для полного обогрева помещений составляет 3-5 тыс.кВт x ч/чел, в год и применяется в очень редких случаях.

Расход электрической энергии на кондиционирование воздуха следует определять расчетным методом, исходя из установленной мощности кондиционеров (1,0-1,6 кВт) и числа часов их использования, которое колеблется:

- от 300-400 - в центральных районах страны;

- до 500-600 - на юге страны.

Расход электрической энергии на этот процесс не превышает 10-20 кВт x ч на жителя в год.

Удельный расход электрической энергии в жилом секторе приведен в табл. 29.


Таблица 29


Удельный расход электрической энергии в жилом секторе


Потребитель, процесс Расход электроэнергии в жилом секторе,
кВт x ч
  на 1 семью на 1 сельского
жителя
Освещение 420 120
Электробытовые машины и приборы 1106 316
Приготовление пищи 91-171,5 26-49
Горячее водоснабжение 78,8-120,8 22,2-34,5
Отопление и кондиционирование 280-350 80-100
Итого 1976-2170 564-620

4.2. Личные приусадебные хозяйства


Расход электрической энергии зависит от организации, ведения ЛПХ, его размеров, насыщенности электрооборудованием и пр.

В расчетах приняты усредненные показатели влияющих факторов, а количество животных и птицы на одно хозяйство принято на основании данных Госкомстата России.

Электроэнергия в ЛПХ может применяться довольно широко. В животноводстве электроэнергия используется наряду с освещением в кормоприготовлении (резка соломы, силоса, мойка и резка корнеплодов, дробление жмыха), а также для доения коров, стрижки овец.

В тепловых процессах животноводства электроэнергия используется на подогрев воды, обмыв вымени, промывку доильных аппаратов, сепараторов и т.д., а также для инкубации яиц, обогрева молодняка животных и птицы.

В растениеводстве электроэнергия используется на обогрев теплиц, облучение рассады, тепловую обработку сельскохозяйственной продукции.

Отечественная промышленность в настоящее время выпускает широкий ассортимент электробытовых приборов для электрификации ЛПХ:

- измельчители кормов, зернодробилки, соломорезки (мощностью 0,4; 0,6; 1,0 кВт);

- инкубаторы бытовые, брудеры, облучатели (мощностью 0,1-0,25 кВт);

- доильные установки, сепараторы, маслобойки (мощностью 0,6-0,7 кВт);

- широкую номенклатуру электробытовых насосов (мощностью 0,22-0,75 кВт).

Перечень электрифицированных процессов и годовой расход электроэнергии на хозяйство, одну голову скота и птицы приведен в табл. 30.


Таблица 30


Годовой расход электроэнергии на содержание одного животного (птицы) в ЛПХ


                                                            (кВт x ч/год)
Процесс Коровы Свиньи Овцы Птица
Освещение 10 10 2 4
Приготовление кормов 27 27 - -
Подогрев воды 40 42 - -
Обогрев молодняка - 12,5 - 4
Доение коров, сепарирование,
стрижка овец
3 - 2 -
Инкубация - - - 10
Водоснабжение 15 7 5 2
Итого 95 98,5 9 20

В растениеводстве электроэнергия применяется пока ограниченно. Это связано со значительным удельным расходом электроэнергии - при облучении рассады на 1 м2 грунта расходуется 65 кВт x ч, такой же расход электроэнергии при обогреве парников.

На обогрев теплиц в зависимости от климатического пояса расход электроэнергии может колебаться от 100 до 400 кВт x ч на 1 м2.

Наиболее распространено использование электроэнергии для полива сада-огорода. На полив 100 м2 расход электроэнергии составляет ~ 20-25 кВт x ч.

На все указанные процессы в среднем приходится 70 кВт x ч/год на семью, на 1 сельского жителя - 20 кВт x ч/год.

Данные по расходу электроэнергии в среднем в год на одну семью и одного сельского жителя в ЛПХ животноводческого направления приведены в табл. 31.


Таблица 31


Удельные показатели расхода электрической энергии в ЛПХ


                                                            (кВт x ч/год)
Отрасль На ЛПХ (на семью) На 1 сельского жителя*
Животноводство, в т.ч.: 282,6 80
- скотоводство 55 15,7
- свиноводство 47 13,4
- овцеводство 4,6 1,3
- птицеводство 176 50
Растениеводство 70 20
Итого 352,6 100

* При коэффициенте семейности 3,5 человека.


Таким образом, суммарный расход электроэнергии на ведение ЛПХ на 1 сельского жителя в среднем составляет 100 кВт x ч/год.


4.3. Предприятия и учреждения сферы культурно-бытового обслуживания


Перечень коммунальных предприятий и общественных учреждений, расчетные показатели обеспеченности предприятиями и учреждениями в сельской местности на 1000 жителей приняты в соответствии с нормативными данными, фактические показатели обеспеченности - на основании статистических данных и материалов обследований.

При переходе к нормам расхода электрической энергии на 1 сельского жителя показатели следует уменьшить в 1000 раз (10(-3)).

Процент охвата электрификацией энергоемких тепловых процессов (приготовление пищи, горячее водоснабжение и отопление) принят на основании материалов обследований и объемов выпускаемого электротеплового оборудования.

В этом же разделе приведены показатели расхода электрической энергии на освещение улиц, водоснабжение и канализацию.

Расход электрической энергии предприятиями и учреждениями сферы культурно-бытового обслуживания по всем рассматриваемым электропотребляющим процессам приведен в табл. 32.


Таблица 32


Расход электрической энергии предприятиями и учреждениями сферы культурно-бытового обслуживания


                                                     (кВт x ч/чел. х год)
Объект, процесс Освещение
и силовые
процессы
Приготов-
ление
пищи
Горячее
водоснаб-
жение
Отопле-
ние,
вентиля-
ция,
кондицио-
нирование
Итого
Детские сады-ясли 15,2 15,75 20 10 60,95
Школы 50 17,3 3,0 3,4 73,7
Больницы 9 3,72 25 6,7 44,42
Клубы, дома культуры 6 - 1,0 4,0 11,0
Магазины:

- продовольственные

- промтоварные


3,8

1,5


-

-


-

-


0,9

1,2


4,7

2,7
Детские сады-ясли 15,2 15,75 20 10 60,95
Столовые 3,5 3,9 0,2 7,4 15,0
Хлебопекарни 7 - - 1,0 8,0
Гостиницы 1,5 - 0,7 0,6 2,8
Предприятия бытового
обслуживания
3 - - 2,0 5,0
Бани 4,5 - 2,64 0,6 7,74
Прачечные 15,75 - 1,0 0,8 17,55
Административные
здания, конторы,
отделения связи
5 - - 1,8 6,8
Итого сфера
соцкультбыта
125,75 40,67 53,54 40,4 260,36
Освещение улиц - - - - 22,0
Водоснабжение и
канализация
- - - - 4,8
Итого - - - - 287,16
(~290)

Освещение и электропривод


Расход электрической энергии на освещение и электропривод коммунальных предприятий и учреждений определен на основании установленной мощности токоприемников и числа часов их использования.


Приготовление пищи


Удельный показатель расхода электрической энергии на приготовление пищи на одного сельского жителя зависит от характера, пропускной способности предприятия, установленного оборудования и других факторов.

Расход электрической энергии на приготовление пищи определяется по формуле:


             А х Дельта W
     W    = --------------, кВт х ч/чел. х год,                       (4)
      пр.п      1000

где А - количество условных блюд, выпускаемых предприятием за год в расчете на 1000 жителей; Дельта W - расход электрической энергии на одно условное блюдо (~ 0,26 кВт х ч).

Количество условных блюд за год рассчитывается по формуле:


         A = m х О х дельта х К х n,                                  (5)
              ф

где: m_ф - фактическое число посадочных мест в столовых или число мест в детских, садах-яслях, медицинских стационарах; О - оборачиваемость одного места (при отсутствии фактических данных принимать для столовых - 3, других учреждений - 1); дельта - число блюд, приходящихся на 1 человека в день (для столовых - 2,4; других учреждений - 5,2); К - среднесуточный коэффициент загрузки (0,65-0,8); n - количество рабочих дней в году (приложение А, табл. А.1).

Обеспеченность предприятий сферы культурно-бытового обслуживания сельского населения электрифицированными установками для приготовления пищи принята 50-60%.


Горячее водоснабжение


Системами горячего водоснабжения в сельской местности оборудованы медицинские, детские, учебные заведения, бани, прачечные, гостиницы и дома приезжих, предприятия общественного питания, продовольственные магазины, клубы и дома культуры, здания и помещения учреждений, управления.

Подогрев небольшого количества воды осуществляют погруженными электрокипятильниками различной мощности.

Удельный показатель расхода электрической энергии для полного горячего водоснабжения рассчитывают по формуле:


                 -6
        1,16 х 10
 W   = ------------ х с х ро х b х [(55 - t  ) х n + бета(n - n )
  г.в      эта                             хз     o            o

x (55 - t  )] m,   кВт х ч/чел. х год,                                (3)
         хл

где: 1,16 х 10(-6) - коэффициент перевода ккал в кВт х ч с учетом расхода на 1 сельского жителя; b - норма расхода горячей воды при температуре 55°С на расчетную единицу измерения, м3/сут (применяется в соответствии со СНиП 2.04.01-85*; для ряда предприятий культурно-бытового назначения средняя суточная норма расхода горячей воды приведена в приложении А, табл. А.2); m - расчетное число единиц измерения, отнесенное к суткам (принимается в зависимости от назначения, объемов предприятий и учреждений: числа учащихся в школах, детей в детских учреждениях, посадочных мест в столовых и пр.; процент охвата полным горячим водоснабжением в зависимости от назначения предприятия принимается индивидуально и колеблется от 3 до 30%); бета - коэффициент, учитывающий снижение среднечасового расхода воды на горячее водоснабжение в летний период по отношению к отопительному (при отсутствии данных должен приниматься 0,8); эта - КПД электронагревателей: аккумуляторного типа - 0,82; проточного типа - 0,93; быстродействующих электронагревателей кухонного типа - 0,8; с - теплоемкость воды, ккал/(кг х °С); ро - плотность воды при t = 55 С (986 кг/м3); t_хз, t_хл - температура холодной воды зимой и летом, °С; п_о - продолжительность отопительного периода, сут.


Отопление и вентиляция


В зависимости от наличия исходной информации годовой расход электрической энергии на отопление общественных зданий рассчитывается следующим образом.

На основании данных о максимальных часовых расходах тепла зданиями расход электрической энергии определяется как:


                -6            t  - t
       1,16 х 10               вн   ср.о
 W  = ------------ х 24 x Q x ----------- х n x гамма,    кВт х ч;    (7)
  o      эта               o  t  - t         o
                               вн   р.о

при наличии данных об объемах зданий и удельной отопительной характеристике годовой расход электрической энергии на отопление можно определять по следующему выражению:


                -6
       1,16 х 10
 W  = ------------ х 24 x V x q x (t  - t    ) х n  x гамма, кВт х ч, (8)
  o      эта               н   o    вн   ср.о     o

где: Q_0 - максимальный часовой расход тепла на отопление, ккал/ч (принимается по данным типовых проектов); t_вн - усредненная расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, °С (принимается по характерной температуре в помещениях зданий (приложение А, табл. А.1)); t_ср.о - средняя температура наружного воздуха периода со среднесуточной температурой меньше или равной 8 С; n_о - продолжительность отопительного периода со среднесуточной температурой воздуха меньше или равной 8 С, сут; t_р.о. - расчетная средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки, °С, обеспеченностью 0,98; t_ср.о, t_р.о, n_0 - принимаются в соответствии со СНиП 23-01-99 (для ряда населенных пунктов страны приведены в приложении А, табл. А.3); гамма - коэффициент, учитывающий приток теплоты от энергии солнечного излучения, тепловыделений приборов, людей, других источников; v_н - строительный объем зданий, м3; q_o - удельная тепловая характеристика зданий, ккал/(м3 х ч х °С).

Для ряда предприятий сферы культурно-бытового обслуживания показатели V_н и q_о приведены в приложении А, табл. А.4. Для укрупненных расчетов показатели q_o следует принимать по приложению А, табл. А.5.

В приложении А, табл. А.5 удельные тепловые характеристики зданий приведены для расчетной температуры наружного воздуха t = -30 °С. Для других расчетных температур значение удельных тепловых характеристик при t = -30 °С следует умножать на поправочный коэффициент а на климатические условия. Его значения приведены в приложении А, табл. А.6.

Расход электрической энергии на отопление зависит от климатических условий. Расход электрической энергии на отопление для различных зон, исходя из данных для одной зоны, следует определять с помощью поправочных коэффициентов К_i, рассчитываемых по формуле:


             (t  - t      ) x n
               вн   ср.о.i     oi
        K  = --------------------.                                    (9)
         io  (t  - t    ) х n
               вн   ср.о     o

В знаменателе показатели базисного района. За базисный принят Центральный район.

Для укрупненных расчетов следует пользоваться поправочными коэффициентами на климатические условия, приведенными в приложении А, табл. А.7.

Годовой расход электрической энергии на вентиляцию общественных зданий следует рассчитывать по выражению:


                -6             t  - t
       1,16 х 10                вн   ср.о
 W  = ------------ х n  x Q x ----------- х n ,     кВт х ч/год;     (10)
  в      эта          в    в   t  - t        o
                                вн   р.в

где: 1,16 х 10(-6) - коэффициент перевода ккал в кВт x ч с учетом расхода на 1 сельского жителя; n_в - усредненное за отопительный период число часов работы системы вентиляции общественных зданий в течение суток (при отсутствии данных принимается равным 16 ч); Q_в - максимальные часовые расходы тепла на вентиляцию, ккал/ч (принимаются по данным типовых проектов); t_р.в - расчетная температура наружного воздуха для проектирования вентиляции, °С (принимается по СНиП 23-01-99 (температура воздуха холодного периода обеспеченностью 0,94); для ряда населенных пунктов страны t_р.в приведена в приложении А, табл. А.3, графа 3); n_о - продолжительность отопительного периода со среднесуточной температурой воздуха меньше или равной 8°С, сут (приложение А, табл. А.3, графа 6).

При отсутствии проектных данных годовой расход электрической энергии на вентиляцию следует определять по формуле:


                -6
       1,16 х 10
 W  = ------------ х  V x q x (t  - t    ) х n  x n ,  кВт х ч,      (11)
  в      эта           в   в    вн   ср.о     o    в

где: 1,16 х 10(-6) - коэффициент перевода ккал в кВт х ч с учетом расхода на 1 сельского жителя; V_в - вентилируемый объем здания, м3; q_в - удельная вентиляционная характеристика зданий, ккал/(м3 х ч х °С).

Для ряда предприятий и учреждений V_в и q_в приведены в приложении А, табл. А.4. Для укрупненных расчетов следует руководствоваться приложением А, табл. А.5.


Кондиционирование воздуха


Системами кондиционирования воздуха оборудованы дома культуры, клубы, предприятия общественного питания.

Удельный расход электрической энергии на кондиционирование воздуха определяется исходя из величины суммарных теплопоступлений в теплый период года, среднесезонного холодильного коэффициента, числа часов использования оборудования.

Удельный расход электрической энергии на кондиционирование рассчитывается как:


                -6
       1,16 х 10  х Т
 W  = --------------- х (Q   + Q   + Q    + Q  + Q   ), кВт х ч,     (12)
  к      К                нар   рад   возд   пр   люд
          х

где: Т - число часов использования максимальной мощности (для центральных районов страны: для столовых - 600, для клубов - 1000 ч); К_х - среднесезонный холодильный коэффициент, ~ 3; Q_нар - приток тепла через наружные ограждения; Q _рад - поступление тепла с солнечной радиацией; Q_возд - приток тепла в результате воздухообмена; Q_пр - тепловыделения приборов и оборудования, ккал/ч (для огневой плиты с площадью поверхности нагрева 1,68 х 0,72 м2 Q_пр равно 6400 ккал/ч; газовой плиты с площадью нагрева 1,135 х 0,8 м2 - 4000 ккал/ч; водонагревателя (титана) объемом 25 л - 600 ккал/ч; для электроприборов Q_пр составляет 260 ккал/ч на 1 кВт установленной мощности); Q_люд - тепловыделения людей.


     Q   = q х ню  х (t   - t  ), ккал/ч,                            (13)
      нар   о    н     р.п   вн

где: q_0 - удельная тепловая характеристика зданий, ккал/(м3 х ч х °С); ню_н - строительный объем зданий, м3; t_вн - усредненная расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, °С (принимается по приложению А, табл. A.1); t_р.п. - абсолютная максимальная температура воздуха теплого периода (принимается по СНиП 2.04.05-91*; для ряда населенных пунктов t_р.п. приведена в приложении А, табл. А.3, графа 5;


     Q   = F   х q   х А   , ккал/ч,                                 (14)
      рад   ост   ост   ост

где: F_ост - поверхность остекления, м2 (принимается по типовым проектам соответствующих предприятий и учреждений); q_ост - величина суммарной солнечной радиации на вертикальную поверхность остекления, ккал/м2 х ч (зависит от географической широты местности, ориентации по странам света, времени суток и т.д.; следует принимать по СНиП 23-01-99; для укрупненных расчетов q_ост принимать по приложению А, табл. А.8); А_ост - коэффициент, зависящий от характеристики остекления, колеблется от 0,25 до 1,15 (средние значения 0,7-0,8);


     Q    = m x гамма х j х (J   - J  ), ккал/ч,                     (15)
      возд                    нар   вн

где: m - кратность обмена воздуха в час (принимается по СНиП 2.04.05-91*; для столовых следует принимать 3, для клубов, дворцов культуры - 20 раз/ч); гамма - объем кондиционируемого воздуха в помещении (принимается по внутренней кубатуре на 1 расчетную единицу и количество расчетных единиц; для столовых следует принимать 35, для клубов, домов культуры - 20 м3/чел.); j - удельный вес воздуха (при t_н = 20 С j = 1,2 кг/м3); J_нар - J_вн - разница в теплосодержании наружного и внутреннего воздуха, ккал/кг (по I-d диаграмме);.


      Q   = m х q  х К , ккал/ч,                                     (16)
       люд   ч   уд   з

где: m_ч - количество человек в помещении; q_уд - тепловыделения одного человека, ~ 80 ккал/ч; K_з - коэффициент присутствия.

Расход электрической энергии на кондиционирование воздуха приведен в табл. 33.


Таблица 33


Расход электрической энергии на кондиционирование воздуха


Потребитель Усредненный нормативный
расход, кВт х ч/чел
Средневзвешенный расход,
кВт x ч/чел*
Столовая 3,3 0,4
Клуб 3,9 0,6
Итого 7,2 1,0

* С учетом процента охвата.


Наружное освещение


Расход электрической энергии на освещение улиц определяется по выражению:


     W    = P x T x лямбда, Вт х ч,                                  (17)
      н.с

где: Р - мощность ламп освещения на 1 погонный метр улиц, Вт (для укрупненных расчетов Р следует принимать 5,5-7,0 Вт/м); Т - число часов использования мощности, зависит от районных особенностей (при расчете в среднем по стране Т следует принимать 3100 ч); лямбда - длина улицы, приходящаяся на одного человека (принимается в зависимости от плотности жилищного фонда; для укрупненных расчетов А, следует принимать 3-5 м на человека).

При расчете средневзвешенных норм необходимо учитывать долю сельских улиц с нормируемой освещенностью (~ 40%).

С учетом сказанного w_н.с = 55,8 кВт х ч/чел., с учетом охвата W_н.с= 22 кВт х ч/чел.


Водоснабжение и канализация


Расход электрической энергии на водоснабжение и канализацию определяют по формуле:


     W   = (в  х w  х в  х w ) х 365, кВт х ч                        (18)
      в.к    в    в    к    к

где: в_в, в_к - удельные показатели расхода воды на водоснабжение и канализацию, м3/ чел. х сут (для укрупненных расчетов принимать: водоснабжение - 0,1 м3; канализация - 0,055 м3/чел. x сут); W_в, w_к - удельный расход электрической энергии на водопровод и канализацию, составляет соответственно 0,35 и 0,2 кВт x ч/м3.

При расчете составляющей средневзвешенной нормы следует учитывать охват сельских жителей централизованным водоснабжением и канализацией на расчетный период. Расход электрической энергии на водоснабжение и канализацию приведен в табл. 34.


Таблица 34


Расход электрической энергии на водоснабжение и канализацию


Услуга Нормативный расход, кВт
x ч/чел.
Средневзвешенный расход, Вт
x ч/чел. *
Водоснабжение 12,8 3,8
Канализация 4,0 1,0

* С учетом процента охвата.


Итоговые показатели по всем рассмотренным объектам сферы культурно-бытового обслуживания и всем процессам в расчете на одного сельского жителя сведены в табл. 32.


4.4. Фермерские хозяйства


В фермерских хозяйствах расход электрической энергии определен для растениеводства и животноводства. В растениеводстве удельные показатели (нормативы) расхода электрической энергии разработаны для следующих процессов:

- очистка и сушка зерна;

- активное вентилирование зерна;

- производство кормов (травяной муки) и сушка грубых кормов;

- расход электроэнергии в защищенном грунте.

В животноводстве удельные показатели определены для процессов, в которых наиболее широко применяется электроэнергия:

- освещение;

- приготовление кормов (раздача, мойка, резка);

- горячее водоснабжение;

- создание микроклимата;

- доение;

- пастеризация молока;

- переработка и расфасовка молока;

- стрижка овец.

При определении удельных показателей (нормативов) расхода электрической энергии за основу приняты промышленные технологии и оборудование. Нормативы расхода электрической энергии определены на принятый показатель:

- в животноводстве - на 1 гол. скота и птицы;

- в растениеводстве - на 1 т зерна, 1 т кормов, 1 м2 защищенного грунта и т.д.

Затем эти нормативы пересчитаны на 1 сельского жителя с учетом поголовья скота и птицы и объемов производства растениеводческой продукции фермерскими хозяйствами. Удельные показатели расхода электрической энергии фермерскими (крестьянскими) хозяйствами приведены в табл. 35.


Таблица 35


Удельные показатели расхода электрической энергии фермерскими хозяйствами


Отрасль, процесс Единица
измерения
Удельный расход, кВт
на единицу
измерения
на одного
сельского
жителя
Скотоводство:

- откорм

- молочное направление


1 гол.

То же


160,8

418


0,8

3,3
Свиноводство -"- 141,5 1,8
Овцеводство и козоводство -"- 17,0 0,5
Птицеводство -"- 24,8 1,2
Очистка и сушка зерна т 7,8 0,8
Активное вентилирование и
хранение зерна
То же 43,0 1,3
Производство травяной муки -"- 105 2,6
Заготовка грубых кормов -"- 42 4,3
Защищенный грунт м2 90 1,4
Итого - - 18,0


5. Методика определения потребности в средствах электроснабжения


Задача определения оптимального числа и мощности трансформаторных подстанций (ТП) - одна из основных в рациональном проектировании сельского электроснабжения.

Настоящая методика предназначена для применения в организациях, проектирующих сети 0,38 кВ, и имеет целью помочь проектировщику достаточно быстро определить количество и среднюю мощность ТП в рассматриваемом населенном пункте. Речь идет о крупных объектах, с большим количеством жилых домов, так как в маленьких деревнях проблема выбора "количество - мощность" ТП не стоит. Как правило, это определение мощности одной-двух подстанций, что легко просчитывается без какого-либо сложного моделирования.

Подавляющее большинство населенных пунктов в стране, тем более крупных, полностью электрифицированы.

Методика, применительно к таким случаям, позволит определить, насколько действующая в конкретном селении схема электроснабжения отличается, например вследствие давности срока ввода ее в действие, от оптимальной и целесообразно ли ее, с точки зрения требуемых затрат, реконструировать в соответствии с результатами расчетов по данной методике.

При определении области применения методики принимается во внимание:

- новое строительство сетей 0,38 кВ во вновь появляющихся населенных пунктах;

- коренная реконструкция конкретных сетей 0,38 кВ действующей системы электроснабжения в связи с возможным значительным ростом нагрузок и др.

Общепринятым критерием оптимальности, по которому определяют наиболее выгодные инвестиционные характеристики того или иного варианта проекта, в т.ч. и в электроэнергетике, служат приведенные затраты З, равные:


                     З = С + Е х К,                                  (19)
                              н

где: С - себестоимость   или  годовые   текущие   издержки   объекта    в
         эксплуатации;
     Е - нормативный     коэффициент      сравнительной     экономической
      н  эффективности   капиталовложений,  который  является  величиной,
         обратной сроку окупаемости

                          1
                    (Е = ---);
                      н  Т
                          ок

К - капитальные вложения.


Как известно:


                  С = И   + И   + И + И + И  ,                       (20)
                       рен   к.р   э   з   пр

где: И   - амортизационные   отчисления  на  реновацию,   предназначенные
      рен  для полного возмещения основных  фондов  по   истечении  срока
           службы объекта;
     И   - амортизационные   отчисления     на    капитальный     ремонт,
      к.р  предназначенные для частичного восстановления  и  модернизации
           оборудования;
     И   - затраты на потери электроэнергии в сетях;
      э
     И   - зарплата обслуживающего персонала;
      з
     И   - прочие  производственные   и    непроизводственные    расходы,
      пр   включающие затраты на вспомогательные (смазочные,   обтирочные
           и т.п.)  материалы,  текущий  ремонт,  услуги  вспомогательных
           производств, а также общесетевые расходы.

Амортизационные отчисления И_рен и И_к.р определяются процентами от величины капитальных вложений.

Амортизационные отчисления нормируются и равны:


                               И
                                ам
                         р  = -----,                                 (21)
                          ам    К

где: И  = И   + И   .
      ам   рен   к.р

С учетом изложенного можно записать:


                      С = И  + И.                                    (22)
                           ам

Обозначив:


                      р = Е + р  ,                                   (23)
                           н   ам

получим:


                      З = р х К + И,                                 (24)

где: И - текущие затраты без амортизационных отчислений.

Таким образом, приведенные затраты - основная экономическая оценка возможных вариантов технического решения. Это критерий, по которому выбирается наиболее экономичный вариант, т.е. вариант, отвечающий условию:


                      З = З   .                                      (25)
                           min

Выбор оптимальной схемы электроснабжения, в т.ч. и электроснабжения сельских населенных пунктов, представляет собой очень сложную задачу. Исходя из специфики задачи и сложности ее решения принимается ряд конкретных допущений. Основное из них построено на предположении, что пункты потребления электроэнергии равномерно рассредоточены по рассматриваемой территории и что характер потребления этой энергии во всех пунктах одинаков. В этом случае затраты на распределение энергии выражаются в виде сравнительно простых функций трех независимых переменных:

- поверхностной плотности нагрузки (на единицу площади территории) гамма;

- удельного числа пунктов потребления (также на единицу площади) N;

- годового числа часов использования максимальной мощности Т.

Численные значения этих величин для конкретных задач находят путем обработки соответствующей информации. Именно значения гамма, N и Т позволяют использовать упрощенные методы расчета приведенных затрат для решения различных оптимизационных задач систем электроснабжения, в т.ч. и для выбора оптимального количества и мощности ТП.

Прежде чем перейти к выводу формулы для определения критерия оптимальности, т.е. приведенных затрат, необходимо рассмотреть соотношения, связывающие между собой основные суммарные показатели системы электроснабжения: число трансформаторных подстанций, протяженность распределительных сетей, затраты металла и капитальных вложений.

Примем сеть четырехпроводной, площади поперечного сечения всех проводов - одинаковыми, нагрузки - симметрично распределенными по фазам.

Допустим, что территория населенного пункта представляет собой квадрат со стороной 2R. Нагрузка потребителей равномерно размещена по этой территории. Число домов в населенном пункте обозначим Z, расстояние между домами - лямбда_о, расчетную нагрузку на 1 дом - р_о. Квадрат со стороной 2R разбиваем на множество квадратов со стороной 2r, где r - радиус действия одной ТП.

Из этого следует, что:


                     2          2
                 пи R  = N  пи r ,                                   (26)
                          ТП

где: N   - количество подстанций 10/0,4 кВ.
      ТП

                    2
                  R
      Тогда N = (---).
             ТП   r

Учитывая, что 4R(2) = Z лямбда(2)_0, выразим число ТП через число домов:


                                  2
                          Z лямбда
                                  о
                     N  = ---------.                                 (27)
                      ТП       2
                             4r

                                        1
      Тогда удельное количество N    = ---.
                                 ТПо     2
                                       4r

Сделав еще одно допущение о том, что средняя стоимость ТП не зависит от мощности трансформатора и равняется К_ТП, получим З_ТП = N_ТП К_ТП.

Анализ показывает, что длину сети 10 кВ в зависимости от радиуса сети 0,38 кВ можно выразить приближенной формулой L_10 = 2R(2)/r. Соответственно, ее удельная протяженность(км/км2) составляет:


                           L
                            10    1
                    L   = ---- = ---.                                (28)
                     10      2   2r
                       0  4 R

Масса расходуемого проводникового металла для принятой идеализированной схемы на участке линии длиной лямбда с сечением провода F равна:


                        G = 4dF лямбда,                              (29)

где: d - плотность материала провода.

Если площадь поперечного сечения провода выбрана по плотности тока j при токовой нагрузке:


                               P
                 I = ------------------------,                       (30)
                     кв.корень(3) x U cos фи

и следовательно:


                               I
                          F = ---,                                   (31)
                               j

то из формул (29) и (30) следует:


               4 d лямбда I          4 d лямбда P
           G = ------------ = --------------------------,            (32)
                    j         j кв.корень(3) x U cos фи

Из формул (29) и (32) получаем формулу для площади поперечного сечения:


                G                   4 d лямбда Р
       F = ---------- = --------------------------------------- =
           4 d лямбда   j кв.корень(3) x U cos фи  x 4 d лямбда

                   Р лямбда
       = ---------------------------------,                          (33)
         лямбда j кв.корень(3) x U cos фи

В этих формулах: Р       - мощность, передаваемая по участку;
                 лямбда  - длина участка;
                 j       - плотность тока;
                 U       - номинальное напряжение;
                 cos(фи) - коэффициент мощности на участке.

Таким образом, расход металла на участке пропорционален произведению нагрузки на протяженность участка, т.е. линейному моменту нагрузки:


                     М = Р лямбда.                                   (34)

Для идеализированной сети с n участками, охватывающей территорию с равномерно распределенной нагрузкой, сумма линейных моментов может быть выражена формулой:


                    n                          3
              M = Сумма P лямбда  = пси гамма R ,                    (35)
                    1    i      i

где: пси   - коэффициент разветвленности, определяемый из анализа  сетей
             с идеализированной конфигурацией и изменяющийся в  пределах
             от 2,67 до 3,22;
     гамма - плотность равномерно распределенной по территории нагрузки,
             кВт/км2;
     R     - линейный   параметр   рассматриваемой  территории (половина
             стороны квадрата или радиус вписанного в него круга).

Рассматривая территорию в виде квадрата со стороной 2r, по аналогии с формулой (35) получим удельный момент сети на единицу площади:


                                3
                M    пси гамма r   гамма пси r
           М = --- = ----------- = -----------.                      (36)
            o   F           2           4
                       4 x r

Распространяя формулу (32) на разветвленную сеть, с учетом формул (34) и (36) получим формулу для удельного расхода металла на единицу площади территории:


                    d пси гамма r
           G = --------------------------.                           (37)
            о  кв.корень(3) x U j cos фи

На разветвленную сеть можно распространить и формулу (34), если ввести понятие об эквивалентной площади поперечного сечения проводов линии при их массе, определяемой формулой (33):


                          P лямбда
            F = ---------------------------------.                   (38)
             э  j лямбда кв.корень(3) x U cos фи

Формулу (33) приведем к виду:


                                   3
                        пси гамма R
            F = ----------------------------.                        (39)
             э  j кв.корень(3) x U L cos фи

Тогда из прямолинейной аппроксимации зависимости капвложений от сечения провода:


                          K = (a + bF)L                              (40)

где: а  - часть капвложений на единицу  длины  линии,  не  зависящая  от
          сечения;
     bF - часть   капвложений   на  единицу  длины  линии,  зависящая от
          сечения,

получим:


                                                3
                                   b пси гамма r
                     K = a L + --------------------------.           (41)
                               j кв.корень(3) x U cos фи

Удельная стоимость сети на единицу площади электрифицированной территории:


                                                3
               K                   b пси гамма r
          K = --- = a L  + ------------------------------ =
           о   F       о      2
                           4 r j кв.корень(3) x U cos фи

                           b пси гамма r
          = a x L  + ----------------------------.                   (42)
                 о   4 j кв.корень(3) x U cos фи

Таким образом, определены формулы для капитальных вложений в трансформаторные подстанции и в распределительные линии.

Сохраняя принятые допущения, перейдем к рассмотрению другой составляющей приведенных затрат, связанной с потерями энергии.

Пусть на участке трехфазной линии лямбда_i с проводами сечением F протекает ток I. Тогда потери активной мощности составят:


                              2
                           3 I ро лямбда
                                        i
                Дельта P = --------------.                           (43)
                        i           F

Используя формулу плотности тока, получим:


                                      3 j P х ро х лямбда
                                           i             i
       Дельта P  = 3 j I ро лямбда = -----------------------------,  (44)
               i                                                 3
                                    кв.корень(3) x U cos(фи) x 10

т.е. потери мощности, как и расход металла, пропорциональны моменту нагрузки Р лямбда. Для n участков сети суммарные потери составят:


                                                       n
                                  кв.корень(3) х j х Сумма P лямбда
                   n                                   1    i      i
      Дельта P = Сумма Дельта Р = ----------------------------------,
                   1           i                          3
                                          U х cos фи  x 10           (45)

или, учитывая формулу (35), для разветвленной сети с равномерно распределенной нагрузкой они будут равны:


                                                  3
                        кв.корень(3) х пси гамма R  j ро
             Дельта P = --------------------------------.            (46)
                                               3
                                 U cos(фи) x 10

Годовые потери энергии в линии:


                                                  3
                        кв.корень(3) х пси гамма r  j ро тау
             Дельта W = ------------------------------------,        (47)
                                    3
                                  10  х U cos фи

где: тау - число часов максимальных потерь энергии в год.

Наконец, удельные потери энергии в линиях, приходящиеся на единицу площади, будут равны:


                   Дельта W   кв.корень(3) х гамма рси r j ро тау
        Дельта W = -------- = -----------------------------------,   (48)
                о     F                   3
                                    4 х 10  х U х cos фи

Определим потери энергии в трансформаторах. Эти потери слагаются из потерь холостого хода и нагрузочных потерь:


                                       S
                                        max  2
               W = Р x 8760 + Р  тау (------) ,                      (49)
                    x          к        S
                                         н

где: Р   - активные потери холостого хода;
      х
     8760 - число часов в году;
     Р    - активные потери короткого замыкания;
      к
     тау  - число часов максимальных  потерь (зависит от  числа  часов  Т
            использования максимальной мощности);
     S    - расчетная нагрузка трансформатора;
      max
     S    - номинальная мощность трансформатора.
      н

Если задаться средней мощностью ТП S_10/0,4 = Р_10/0,4, то общее их число на рассматриваемой территории будет:


                              2
                           4 R  гамма
           N      = N   =  -----------,                              (50)
            10/0,4   ТП    К  Р
                            н  10/0,4

где: К      - коэффициент  несовпадения максимумов  потребительских   ТП,
      н       при помощи   которого   учитывается то обстоятельство,  что
              поверхностная плотность нагрузки определена по  ее  участию
              в максимуме районных подстанций;
     Р      - мощность одной подстанции.
      10/0,4

Удельное число ТП на единицу площади составляет:


                             N
                              10/0,4     гамма
           N         = N   = ------- = ----------.                   (51)
            о(10/0,4)   ТПо       2    К  Р
                               4 R      н  10/0,4

Удельная стоимость сетей 10 кВ вычисляется по формуле (42). Однако переменную часть стоимости сетей 10 кВ можно не учитывать при сравнении вариантов построения низковольтных сетей, считая их одинаковыми. По этой же причине в расчетах можно не учитывать стоимость потерь энергии в сетях 10 кВ, а также переменные составляющие стоимостей подстанций.

Исходя из изложенного, можно записать:


             а        m
              10       10/0,4                              r
       З = ------ р + --------- р + а    альфа кв.корень(-----------)р +
        о  2r              2         0,38                K  P
             0,38       4 r                               н  10/0,38
                           0,38

               пси x гамма x r     x b
                              0,38    0,38
         + ----------------------------------- р +
            кв.корень(3) x 4 x j U     cos фи
                                  0,38

           кв.корень(3) х пси x гамма r     j тау c'
                                       0,38
         + ---------------------------------------- +
                            3
                      4 х 10 х U    cos фи
                                0,38

           К      гамма
            10/0,4                                    гамма
         + ------------ р + (Р с" х 8760 + Р  с' тау)---------,     (52)
           K P                х             к        K P
            н 10/0,4                                  н 10/0,4

где: с' - средние приведенные затраты на потери  энергии в линиях  10  и
          0,38 кВ;
     с" - средние   приведенные    затраты    на    потери   энергии   в
          трансформаторах 10/0,4 кВ;
     р = Е  + р   - принят    одинаковым   для   всех   элементов   (для
          н    ам   упрощения).

Если выделить в выражении (52) слагаемые, зависящие от радиуса ТП, то оно примет следующий вид:


        а        m                 пси гамма b     r
         10       n                            0,38
   З = ---- р  + ---- р      + --------------------------------- р     +
    о   2r   10     2  10/0,4  кв.корень(3) x 4 x j U    cos фи   0,38
                 4 r                                 0,38

           кв.корень(3) х пси гамма j ро тау c r
         + -------------------------------------.                    (53)
                          3
                    4 х 10 х U    cos фи
                              0,38

Для четырехпроводной сети 0,38 кВ выражение (53) записывается следующим образом:


            а        K  p         пси гамма b r р
             10       ТП ТП                      0,38
       З = ---- р  + ------ + ------------------------------ +
        о   2r   10      2    кв.корень(3) x 4 x j U cos фи
                      4 r

           кв.корень(3) х пси гамма j ро с тау
         + ----------------------------------- r.                    (54)
                          3
                    4 х 10  х U cos фи

Продифференцировав выражение (54) (dЗ_0/dr) и приравняв производную к нулю, получим формулу для оптимального радиуса действия ТП:


                              2 K  х кв.корень(3) x j U cos фи  х р
                                 ТП                                ТП
      r    = корень 3 степени(----------------------------------------).
       опт                                            2             -3
                              пси гамма(b p    + 3 x j ро с тау х 10  )
                                           0,38

                                                                     (55)

Для перехода к оптимальному количеству ТП обозначим поверхностную плотность нагрузки через р_о и лямбда_о:


                               Р
                                о
                     гамма = -------.                                (56)
                                   2
                             лямбда
                                   о

Используя (54) и (55), найдем N_ТПо по (27):


                         3 2      2   2                          2             -3 2
                        Z p лямбда пси (b p    + кв.корень(3) x j ро тау с х 10  )
                           о      о        0,38
N    = корень 3 степени(-----------------------------------------------------------),
 ТПо                                                             2
                                       256 х (К   р   U j cos фи)
                                               ТП  ТП
                                                                                 (57)
     или

                                                2             -3 2   2/3
         лямбда пси p (b p    + кв.корень(3) x j ро тау с х 10  )
               о     о    0,38
N    = Z[-----------------------------------------------------------].
 ТПо                      16 х К  р   U j cos фи
                                ТП ТП
                                                                     (58)

Формулы (57) и (58) определяют оптимальное количество ТП для идеализированных схем электроснабжения. Эти формулы идентичны, поэтому в дальнейшем будем ссылаться только на формулу (58).

Формула (58) позволяет получить оценку числа центров нагрузки. Это число послужит ориентиром при формировании системы электроснабжения жилого сектора реального населенного пункта.

Крупные потребители влияют на выбор мощности и количества ТП. Если такие потребители находятся на рассматриваемой территории, то, имея, с одной стороны, решение по формуле (58) для идеализированных условий, и с другой - характеристики этих крупных потребителей, проектировщик может его скорректировать.

Если же мощный потребитель, например фермерское хозяйство, функционирует вне территории населенного пункта, то, скорее всего, это потребует сооружения специальной трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ.

Кроме того, количество и мощности ТП, определенные в соответствии с формулой (58), могут потребовать корректировки из-за жестких условий размещения электрических сетей на территории населенного пункта. Основная часть сетей проходит вдоль улиц, что также должно быть учтено при конкретном проектировании.

Среднюю мощность подстанции можно найти по формуле:


                             Z p
                                о
                     S   = -----------.                              (59)
                      cp   N   cos фи
                            опт

Таким образом, формула (58) позволяет определить порядок выполнения предпроектных расчетов для предварительной оценки количества и мощности трансформаторных подстанций в сельских населенных пунктах. При этом необходимо наличие следующей информации:

- количество жилых домов Z;

- среднее расстояние между жилыми домами лямбда _о, км;

- удельная нагрузка на 1 дом р_о, кВт/дом;

- коэффициент разветвленности сети пси,

- коэффициент в переменной составляющей стоимости линии в сетях 0,38 кВ b, руб./км x мм2;

- ежегодные отчисления от капитальных вложений в линию 0,38 кВ р_0,38;

- экономичная плотность тока j, А/мм2;

- удельное сопротивление провода постоянному току ро, Ом х мм2/км;

- годовое время максимальных потерь тау, ч/год;

- себестоимость потерь энергии в сети 0,38 кВ с, руб./кВтч;

- стоимость трансформаторной подстанции К_ТП, руб.;

- ежегодные отчисления от стоимости К_ТП р_ТП;

- линейное номинальное напряжение U, кВ;

- коэффициент мощности в сети cos фи.

Из формулы (58) следует, что не все переменные одинаково влияют на результат расчета по ней. Некоторые показатели, например, такие как номинальное напряжение, удельное электрическое сопротивление, коэффициент годовых отчислений от стоимостей провода и подстанции, являются постоянными величинами, другие, например плотность тока, коэффициент мощности, коэффициент разветвленности, произведение числа часов максимальных потерь и себестоимости потерь, принимают изменяющимися в небольших пределах.

В качестве примера применения формулы (58) рассматривается влияние на результат изменения переменных:

- числа домов Z;

- удельной нагрузки одного дома р_о;

- среднего расстояния между домами лямбда_о;

- коэффициента b;

- стоимости трансформаторной подстанции К_ТП.

При необходимости возможно изменять и другие переменные.

Будем считать, что:

- Z изменяется в пределах 100 - 1200 шт.;

- удельная нагрузка на дом - от 1 до 11 кВт;

- среднее расстояние между домами - от 20 до 120 м;

- коэффициент b - от 500 до 6000 руб./км x мм2;

- стоимость подстанции - от 50 тыс. руб. до 850 тыс. руб.

Коэффициент пси принимается равным 3; отчисления от стоимости провода р_0,38 = 0,177, от стоимости подстанции р_ТП = 0,184; материал проводов линии 0,38 кВ - алюминий, поэтому ро = 29,5 Ом х мм2/км; время максимальных потерь тау = 1500 ч/год; плотность тока j = 0,6 А/мм2; номинальное напряжение U = 0,38 кВ; коэффициент мощности cos фи = 0,85.

При рассмотрении влияния на результат того или другого переменного показателя всем другим переменным, за исключением Z, придаем фиксированное значение. Что касается числа домов Z, то при изменении любой из переменных выполним серию расчетов в соответствии с принятыми в расчетах изменяющимися значениями Z


Пример 1.

Определение N_опт = f(p_о, Z).

Рассматривается ряд удельных нагрузок р_о = 1,5; 3,0; 4,5; 6; 7,5; 9; 10,5 кВт/дом при имеющемся числе домов в населенном пункте Z = 100, 200, 400, 600, 800, 1000, 1200.

Фиксированные значения остальных аргументов: лямбда_о = 0,06 км; пси = 3; b = 3000 руб./км x мм2; j = 0,6 А/мм2; ро = 29,5 Ом х мм2/км; тау = 1750 ч/год; с = 0,5 руб./кВт х ч; р_0,38 = 0,177; К_ТП = 350000 руб./п/ст.; р_ТП = 0,184; U = 0,38 кВ; cos фи = 0,85.

Результаты расчета приведены на рис. 1.


РИСУНОК 1. МЕТОДИКА (УТВ. МИНСЕЛЬХОЗОМ РФ ОТ 27.12.2001)

Пример 2.

Определение N_опт = f(лямбда_о, Z).

Рассматривается ряд средних расстояний между домами лямбда_о = 0,02; 0,04; 0,06; 0,08; 0,1; 0,12 км при изменяющемся числе домов в населенном пункте Z = 100, 200, 400, 600, 800, 1000, 1200.

Фиксированные значения остальных аргументов те же, что и в примере 1 без лямбда_о, но с добавлением р_о = 4,5 кВт.

Результаты расчета приведены на рис. 2.


РИСУНОК 2. МЕТОДИКА (УТВ. МИНСЕЛЬХОЗОМ РФ ОТ 27.12.2001)

Пример 3.

Определение N_опт = f(K_ТП, Z).

Рассматривается ряд стоимостей трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ К_ТП = 50 000, 100000, 150000, 250000, 350000, 450000, 550000, 650000, 800000, 850000 руб. при изменяющемся числе домов, так же как и в предыдущих примерах, Z = 100, 200, 400, 600, 800, 1000, 1200.

Фиксированные значения остальных аргументов те же что и в примере 2 без К_ТП, но с добавлением лямбда_о = 0,06 км.

Результаты расчета приведены на рис. 3.


РИСУНОК 3. МЕТОДИКА (УТВ. МИНСЕЛЬХОЗОМ РФ ОТ 27.12.2001)

Пример 4.

Определение N_опт = f(b,Z).

Рассматривается ряд коэффициентов переменной составляющей стоимости линии b = 500; 1000; 1500; 2000; 2500; 3000; 4500; 6000 руб./км х мм2 при изменяющемся числе домов в населенном пункте Z = 100, 200, 400, 600, 800, 1000, 1200.

Фиксированные значения других аргументов формулы (58) те же, что и в предыдущем примере, но без b и с добавлением К_ТП = 350000 руб./п/ст.

Результаты расчета приведены на рис. 4.


РИСУНОК 4. МЕТОДИКА (УТВ. МИНСЕЛЬХОЗОМ РФ ОТ 27.12.2001)

Приложение А

(справочное)


Вспомогательные материалы для определения потребности в средствах электроснабжения


Таблица А.1


Средний объем зданий на расчетную единицу, усредненная расчетная температура внутреннего воздуха, количество рабочих дней в году предприятий сферы культурно-бытового обслуживания


Потребители Средний объем зданий
на расчетную
единицу, м3
Усредненная расчетная
температура
внутреннего воздуха,
t_вн, °С
Количество
рабочих дней в
году, n
Детские сады-ясли 33 20 300
Общеобразовательные школы 30 16 220
Столовые 35 16 300
Магазины:
- продовольственные
- промтоварные

10
10

15
15

300
300
Бани 70 25 144
Прачечные 8 15 144
Комбинаты бытового обслуживания 80 16 300
Учреждения здравоохранения 150 - 180 20 365
Аптеки 1500 - 1800 18 300
Клубы 20 16 192
Отделения связи, сберкассы 750 - 800 18 220
Гостиницы, дома приезжих 60 18 365
Административные здания 350 18 220
Спортзалы 3100 18 192

Таблица А.2


Нормы расхода горячей воды


Потребители Расчетная единица Средняя суточная
норма расхода
горячей воды, b,
л/м3
1 2 3
Гостиницы с душами во всех отдельных номерах 1 проживающий 120/0,14
Прачечные:
- немеханизированные
- механизированные
- уборка помещения

1 кг сухого белья
1 кг сухого белья
1 м2

15/0,015
25/0,025
3/0,003
Административные здания 1 работающий 5/0,005
Детские сады-ясли:
- с дневным пребыванием детей
- со столовыми, работающими на полуфабрикатах
- со столовыми, работающими на сырье, и прачечными,
оборудованными автоматическими стиральными машинами
1 ребенок
-
11,5/0,0115
25/0,025
Детские сады-ясли с круглосуточным пребыванием детей:
- со столовыми, работающими на полуфабрикатах
- со столовыми, работающими на сырье, и прачечными,
оборудованными автоматическими стиральными машинами
 
21,40/0,0214
28,5/0,0285
Предприятия общественного питания    
Для приготовления пищи:
- реализуемой в обеденном зале
- продаваемой на дом
1 условное блюдо
4/0,004
3/0,003
Бани:
- для мытья в мыльной с тазами на скамьях и
ополаскиванием в душе
- душевая кабина
- ванная кабина
- уборка пола помещений мыльных, душевых, парильных

1 посетитель
1 посетитель
1 посетитель
1 м2

120/0,12
240/0,24
360/0,36
3/0,003
Общеобразовательные школы с душевыми при
гимнастических залах и столовыми, работающими на
полуфабрикатах
1 учащийся и
преподаватель в смену
3/0,003
То же, с продленным днем То же 3,4/0,0034
Школы-интернаты с помещениями:
- учебными (с душевыми при гимнастических залах)

- спальными

1 учащийся и
преподаватель в смену
1 место

2,7/0,0027

30/0,03
Магазины:
- продовольственные

- промтоварные

1 работающий в смену
(20 м2 торгового зала)
1 работающий в смену

65/0,065

5/0,005
Клубы 1 место 2,6/0,0026
Больницы:
- с общими ваннами и душевыми
- с санитарными узлами, приближенными к палатам
- инфекционные
1 койка
75/0,075
90/0,09
110/0,11
Спортивные залы:
- для физкультурников
- с учетом приема душа

1 место
1 физкультурник

1/0,001
30/0,03

Примечания:

1. Нормы расхода горячей воды в водоразборных стояках систем горячего водоснабжения 55°С.

2. Среднюю температуру воды в системах центрального горячего водоснабжения с непосредственным водоразбором горячей воды из трубопроводов тепловой сети следует принимать 65°С, а нормы расхода воды - определять с коэффициентом 0,85.

3. Для предприятий общественного питания и других потребителей горячей воды, где по условиям технологии требуется дополнительный подогрев воды, нормы расхода горячей воды следует принимать по данной таблице без учета коэффициента 0,85.


Таблица А.3


Температуры наружного воздуха, продолжительность отопительного периода


Экономические районы, области Температура наружного воздуха, °С Продолжительность
отопительного
периода со средней
суточной
температурой
воздуха <= 8°С,
n_0, сут
  Расчетная
средняя
наиболее
холодной
пятидневки,
t_p.o
Средняя температура
воздуха периода со
средней суточной
температурой
воздуха <= 8°С,
t_ср.о
Абсолютная
максимальная
температура
воздуха
теплого
периода,
t_р.п
 
Россия
Северо-Западный район
Архангельск -44 -6,6 34 277
Санкт-Петербург -32 -2,8 34 227
Новгород -33 -2,3 34 221
Центральный район
Брянск -30 -2,3 38 205
Кострома -36 -4,3 36 230
Москва -32 -3,1 37 216
Смоленск -28 -2,4 35 215
Волго-Вятский район
Киров -35 -5,4 37 231
Йошкар-Ола -38 -5,1 39 220
Чебоксары -35 -4,9 39 217
Центрально-Черноземный район
Белгород -27 -1,9 38 191
Воронеж -28 -3,1 38 196
Курск -29 -2,4 37 198
Поволжский район
Астрахань -24 -1,2 31 167
Саратов -30 -4,3 41 196
Уфа -38 -6,4 39 210
Северо-Кавказский район
Ставрополь -22 0,9 40 168
Ростов -27 -2,1 40 184
Нальчик -20 0,6 39 168
Уральский район
Оренбург -34 -6,3 42 202
Тюмень -45 -9,7 33 267
Ижевск -38 -6,0 37 231
Западно-Сибирский район
Барнаул -41 -7,8 38 216
Новосибирск -43 -8,9 39 228
Омск -42 -8,8 39 234
Восточно-Сибирский район
Красноярск -43 -7,1 37 234
Иркутск -56 -16,5 35 268
Кызыл -46 -14,8 38 260
Дальневосточный район
Хабаровск -29 -6,0 40 243
Благовещенск -42 -13,6 41 236
Верхоянск -62 -24,1 36 279
Калининград -21 1,1 36 193
Беларусь
Минск -28 -1,6 35 202
Брест -24 0,1 37 186

Таблица А.4


Отопительные и вентиляционные характеристики проектируемых общественных зданий для села*


Наименование предприятия
(учреждения), проекта,
разработчик
Строительный
объем здания,
V_н, м3
Удельная
тепловая
характеристи-
ка здания,
q_0, ккал/м3
x ч x °С
Усредненная
расчетная
температура
внутреннего
воздуха,
t_вн, °С
Вентилируемый
объем зданий,
V_в, м3
Удельная
вентиляционная
характеристика
зданий, q_в,
ккал/м3 x ч x
°С
Клуб с залом на 150 мест с
административными помещениями
3993,0 0,39 16 2106,8 0,15
Клуб с залом на 150 мест 2980,0 0,46 16 1283,7 0,13
Столовая на 50 посадочных мест
для торгового центра сельского
поселка
2150 0,54 16 1024,6 0,3
Столовая на 75 посадочных мест
(для поселка на 3000 жителей)
2645 0,57 16 1315,5 0,3
Столовая на 40 посадочных мест 1375 0,59 16 688,0 0,3
Детские сады-ясли на 90 мест с
расширением до 180 мест в летнее
время
3930 0,5 20 Для расчета
приточно
вытяжной
вентиляции
следует
принимать не
более 7 - 9%
от объема
здания
0,1
Детские сады-ясли на 90 мест с
круглосуточным пребыванием детей
2974 0,5 20 0,1
Детские сады-ясли на 50 мест 1302,65 0,75 20 0,1
Магазин товаров повседневного
спроса торговой площадью 250 м2
2558,7 0,42 15 - -
Магазин товаров повседневного
спроса торговой площадью 150 м2
1624,6 0,43 15 - -
Магазин товаров повседневного
спроса торговой площадью 150 м2
1537,0 0,47 15 - -
Комплексный приемный пункт
предприятий бытового
обслуживания на 5 рабочих мест и
дом приезжих на 10 мест
1237,0 0,64 18 - -
КБО на 7 рабочих мест с
помещениями для приезжих на 11
человек (для поселков на 1500 -
2000 жителей)
1241,4 0,54 18 - -
КБО на 9 рабочих мест с
помещениями для приезжих на 10
человек
1450,76 0,61 18 - -
КБО на 15 рабочих мест с
гостиницей на 15 мест**
2240,0 0,61 18 1177,0** 0,21

* Таблица составлена на основании анализа действующих предприятий.

** В ряде помещений КБО (ремонт одежды, пункт химчистки, парикмахерская) предусмотрена приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением.


Таблица А.5


Отопительные и вентиляционные характеристики общественных зданий


Наименование зданий Строительный объем,
V_н, тыс. м3
Удельные тепловые характеристики, ккал/м3
x ч x °С
Отопление, q_о Вентиляция, q_в
1 2 3 4
Административные здания До 5 0,43 0,09
До 10 0,38 0,08
До 15 0,35 0,07
Клубы До 5 0,37 0,25
До 10 0,33 0,23
Кинотеатры До 5 0,36 0,43
До 10 0,32 0,39
Универмаги До 5 0,38 -
До 10 0,33 0,08
Детские сады-ясли До 5 0,38 0,11
Более 5 0,34 0,1
Школы До 5 0,39 0,09
До 10 0,35 0,08
Более 10 0,33 0,07
Поликлиники, амбулатории, диспансеры До 5 0,4 -
До 10 0,36 0,25
Более 10 0,32 0,23
Больницы До 5 0,4 0,29
До 10 0,36 0,28
До 15 0,32 0,26
Бани До 5 0,28 1
До 10 0,25 0,95
Прачечные До 5 0,38 0,8
До 10 0,32 0,78
Предприятия общественного питания,
фабрики-кухни
До 5 0,35 0,7
До 10 0,33 0,65
Пожарные депо До 2 0,48 0,14
До 5 0,46 0,09
Более 5 0,45 0,09
Гаражи До 2 0,7 -
До 3 0,6 -
  До 5 0,55 0,7
Более 5 0,5 0,65

Таблица А.6


Значение коэффициента климатических условий


t, °C а
0 2,05
-5 1,67
-10 1,45
-15 1,29
-20 1,17
-25 1,08
-30 1,00
-35 0,95
-40 0,90
-45 0,85
-50 0,82

Таблица А.7


Значения поправочных коэффициентов на климатические условия


Экономический район Поправочный коэффициент
1 2
Северо-Западный 1,14
Центральный 1,00
Волго-Вятский 1,05
Центрально-Черноземный 0,92
Поволжский 0,95
Северо-Кавказский 0,69
Уральский 1,09
Западно-Сибирский 1,14
Восточно-Сибирский 1,30
Дальневосточный 1,34

Таблица А.8


Суммарная солнечная радиация на вертикальную поверхность при безоблачном небе (средняя для самого жаркого периода - май, июнь, июль, август, по СНиП 23-01-99)


                                                                (ккал/м2)
Ориентация Географическая широта, град. рад.
40 44 48 52 56 60 64 68
Север 42,0 41 42 43 45 46 49 59
Северо-Восток/Северо-За-
пад
76 76 77 78 78 81 85 99
Восток/Запад 109 112 115 119 124 128 133 146
Юго-Восток/Юго-Запад 102 110 120 127 135 143 154 165
Юг 76 87 100 113 123 133 142 153


Методика определения потребности в средствах электроснабжения для социального развития села (утв. Минсельхозом РФ 27 декабря 2001 г., протокол N 41) (извлечение)


Методика разработана по заданию Минсельхоза РФ, рассмотрена и утверждена на заседании секции технологического проектирования Научно-технического совета Минсельхоза России 27 декабря 2001 г., протокол N 41


Текст Методики опубликован в журнале "Бухгалтерский вестник в ЖКХ", май-июль 2004 г., N 5 (часть II), N 6 (часть II), 7 (часть II)


Текст документа на сайте мог устареть

Вы можете заказать актуальную редакцию полного документа и получить его прямо сейчас.

Или получите полный доступ к системе ГАРАНТ бесплатно на 3 дня


Получить доступ к системе ГАРАНТ

(1 документ в сутки бесплатно)

(До 55 млн документов бесплатно на 3 дня)


Чтобы приобрести систему ГАРАНТ, оставьте заявку и мы подберем для Вас индивидуальное решение

Если вы являетесь пользователем системы ГАРАНТ, то Вы можете открыть этот документ прямо сейчас, или запросить его через Горячую линию в системе.