Доопрацювання методики розрахунку електричних навантажень житлових багатоквартирних будинків

Гаркуша, Владислав Юрійович
Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7119
Title:	Доопрацювання методики розрахунку електричних навантажень житлових багатоквартирних будинків
Authors:	Самойлик, Олександр Васильович Гаркуша, Владислав Юрійович
Keywords:	режими роботи;графік електричних навантажень;озрахункові методи;математична модель;розрахунок електричних навантажень житлових багатоквартирних будинків;електричне навантаження;система електропостачання
Issue Date:	Dec-2025
Abstract:	У роботі проведено аналіз існуючих методів розрахунку електричного навантаження житлових багатоквартирних будинків, що показав їх недостатню точність через зміну режимів роботи та застосування потужних сучасних побутових електроприймачів. На основі науково-технічної літератури досліджено групові та індивідуальні графіки навантаження, визначено їх основні характеристики: середні та ефективні навантаження, дисперсії, коефіцієнти форми, трендові та випадкові складові. Розроблено та обґрунтовано базові математичні моделі групових графіків електричного навантаження (ГЕН) з урахуванням і без урахування кореляції індивідуальних графіків. Проведено коригування питомих навантажень квартир і коефіцієнтів розбіжності максимумів навантажень, а також доопрацювання методики розрахунку з використанням уточнень, що забезпечує підвищення точності оцінки електричних навантажень у житлових будинках.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7119
Appears in Collections:	141 Електрична інженерія (Електротехнічні системи електроспоживання)
Files in This Item:
File	Description	Size	Format
ВКРМ_Гаркуша.pdf Restricted Access		2.72 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy
Show full item record
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
Факультет  електронних  технологій, автотранспорту та машинобудування 
(назва факультету) 
Кафедра електротехнічних систем 
(повна назва кафедри) 
       
 «До захисту допущено» 
Завідувач кафедри ЕТС 
Валентин ТКАЧЕНКО 
______________________ 
“_____” __________2025 р. 
 
 
Кваліфікаційна робота 
на здобуття ступеня вищої освіти магістра 
 
на тему:  
«Доопрацювання методики розрахунку електричних навантажень 
житлових багатоквартирних будинків» 
 
 
Виконав: здобувач вищої освіти  2  курсу, групи мЕСЕ–44 
Спеціальності: 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» 
(шифр і назва напряму підготовки, спеціальності) 
 
 
 
Гаркуша Владислав Юрійович ____________ 
 (прізвище, ім’я, по-батькові здобувача вищої освіти ) (підпис) 
   
Науковий керівник к.т.н., доцент Олександр САМОЙЛИК ____________ 
(наук. ступінь, вчене звання  Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ) (підпис) 
   
Нормоконтроль к.т.н., доцент Костянтин КЛЮЧКА ____________ 
(наук. ступінь, вчене звання  Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ) (підпис) 
   
 
 
Засвідчую, що у цій кваліфікаційній роботі немає запозичень з праць інших авторів 
без відповідних посилань. 
Здобувач вищої освіти ______________ 
(підпис) 
 
 
Черкаси 2025 р.  
3 
 
РЕФЕРАТ 
 
Повний обсяг магістерської роботи складає 104 сторінки, 
42 ілюстрації, 6 таблиць, список використаних джерел, що містить 33 
найменування на 5 сторінках. 
Метою роботи є доопрацювання методики розрахунку електричних 
навантажень житлових  багатоквартирних будинків. 
Для досягнення цієї мети поставлені і виконані наступні завдання: 
- проведено аналіз існуючих розрахункових методів визначення 
електричного навантаження житлових багатоквартирних будинків, результаті 
якого встановлено, що  внаслідок зміни режимів роботи і застосування 
потужних сучасних побутових електроприймачів вони не можуть 
забезпечити необхідну точність розрахунків; 
- виконано за матеріалами науково-технічної літератури аналіз 
групових та індивідуальних графіків електричного навантаження житлових 
багатоквартирних будинків, що дозволив визначити їх основні 
характеристики: ефективні навантаження, середні навантаження, дисперсії, 
коефіцієнти форми, а також значення трендових і випадкових складових 
графіків електричного навантаження квартир і житлових багатоквартирних 
будинків; 
- на основі виконаного аналізу характеристик фактичних графіків 
електричного навантаження обґрунтовано обрано базові математичні моделі 
групових ГЕН з урахуванням і без урахування кореляції індивідуальних 
графіків, що використані при розробці уточненої методики;  
- проведено коригування значення питомих електричних навантажень 
квартир Ркв.уд  і коефіцієнтів розбіжності максимумів навантажень Кн.м , а 
також доопрацювання методики розрахунку з використанням отриманих 
уточнень. 
4 
 
Ключові слова: режими роботи, розрахункові методи, математична 
модель, розрахунок електричних навантажень житлових  
багатоквартирних будинків, методика, електричне навантаження, система 
електропостачання, графік електричних навантажень. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  
5 
 
ЗМІСТ 
 
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, СКОРОЧЕНЬ І  
ТЕРМІНІВ…………………………………………………………………. 8 
ВСТУП……………………………………………………………………. 9 
РОЗДІЛ 1  
АНАЛІЗ МЕТОДІВ РОЗРАХУНКУ ЕЛЕКТРИЧНИХ  
НАВАНТАЖЕНЬ  БАГАТОКВАРТИРНИХ БУДИНКІВ…………….. 12 
 1.1 Побутовий сектор як елемент системи електропостачання... 12 
 1.2 Визначення розрахункового електричного навантаження  
багатоквартирних будинків……………………………………….. 17 
  1.2.1 Визначення розрахункового навантаження - емпіричні  
методи………………………………………………………….. 20 
  1.2.2 Визначення розрахункового навантаження –  
аналітичні методи……………………………………………… 24 
 1.3 Особливості розрахунку електричних навантажень  
специфічних груп споживачів…………………………………….. 33 
  1.3.1 Особливості розрахунку електричних навантажень  
житлових і громадських будівель…………………………… 35 
  1.3.2 Особливості розрахунку електричних навантажень  
промислових і комунальних підприємств…………………… 37 
  1.3.3 Особливості розрахунку електричного навантаження  
мікрорайону і міста в цілому………………………………… 38 
 Висновки до розділу 1………………………………………………. 41 
  
6 
 
РОЗДІЛ 2  
АНАЛІЗ І ВИБІР БАЗОВОЇ МЕТОДИКИ РОЗРАХУНКУ І  
МАТЕМАТИЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ  
НАВАНТАЖЕНЬ БАГАТОКВАРТИРНИХ БУДИНКІВ……………… 42 
 2.1 Типові добові графіки електричного навантаження  
характерних непромислових споживачів………………………… 47 
 2.2 Розрахунок електричних навантажень багатоквартирних  
будинків ……………………………………………………………… 50 
 2.3 Аналіз розрахункових і фактичних графіків електричних  
навантажень мікрорайону та житлових багатоквартирних  
будинків ……………………………………………………………… 61 
 2.4 Математичне моделювання електричного навантаження  
житлових багатоквартирних будинків…………………………… 62 
 2.5 Аналіз кореляційних зв'язків ГЕН житлових БКБ……………. 67 
  2.5.1 Кореляція випадкових складових ГЕН житлових БКБ... 67 
  2.5.2 Кореляція трендових складових ГЕН житлових БКБ…. 69 
 2.6 Перевірка гіпотези про нормальний закон розподілу  
випадкової складової ГЕН………………………………………… 73 
 2.7 Математичне моделювання групового графіка навантаження.. 75 
 Висновки до розділу 2……………………………………………… 76 
РОЗДІЛ 3  
ДООПРАЦЮВАННЯ МОДЕЛІ РОЗРАХУНКУ ЕЛЕКТРИЧНИХ  
НАВАНТАЖЕНЬ МІКРОРАЙОНІВ - АДИТИВНА  
ТРИСТУПЕНЕВА МОДЕЛЬ……………………………………………. 78 
 3.1 Вдосконалення нормативної методики розрахунку  
електричних навантажень………………………………………….. 79 
  
7 
 
 3.2 Вдосконалення моделі розрахунку електричного  
навантаження мікрорайону………………………………………… 83 
  3.2.1 Розрахунок електричних навантажень групи квартир  86 
  3.2.2 Розрахунок електричних навантажень групи квартир -  
адитивна модель ……………………………………………… 91 
  3.2.3 Розрахунок електричних навантажень групи квартир --  
адаптація універсального методу…………………………… 95 
 Висновки до розділу 3………………………………………………. 98 
ВИСНОВКИ ПО РОБОТІ……………………………………………….. 99 
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ. ………………………………. 100 
 
 
 
  
8 
 
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ,  
СИМВОЛІВ, СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ 
 
АВР – автоматичне включення резерву 
АКФ – автокореляційна функція  
БКБ – багатоквартирні будинки 
ВКФ – взаємнокореляційна функція 
ВРП – ввідний розподільчий пункт 
ВРУ – ввідна розподільча установка 
ГЕН – графіки електричного навантаження 
ДЖ – джерело живлення 
ЕП – едектропримайчі 
ЛЕП – лінія електропередач 
ПС – підстанція 
РЕН –розрахунок електричних навантажень  
РП – розподільчі пункти 
СЕП – система електропостачання 
ТЕЦ – теплоелектроцентраль 
ТП – трансформаторна підстанція 
УД – упорядковані діаграми  
УМ – універсальний метод  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
ВСТУП 
В Україні проводиться реформування електроенергетичної галузі з 
метою підвищення конкуренції на внутрішньому ринку електричної енергії. 
Реформування передбачає реструктуризацію вертикально інтегрованих 
структур – монополістів у сфері виробництва, передачі й постачання 
електричної енергії [1]. 
Сучасні ринкові перетворення в електроенергетиці вимагають 
проведення робіт з удосконалення існуючих підходів щодо оцінювання 
споживання електричної енергії, зокрема непромислових споживачів. 
Особлива увага приділяється споживачам житлових багатоквартирних 
будинків. Побутовий споживач є пасивним споживачем електричної 
потужності та енергії. Усі додаткові витрати по веденню графіків 
електроспоживання, які обумовлені значною добовою нерівномірністю 
електроспоживаня, побутового сектору, бере на себе енергетична система. Це 
стосується як нормальних так і аварійних режимів роботи. Рівень 
споживання 
У цьому сегменті існують певні особливості споживання електричної 
енергії, при цьому вони суттєво змінилися за останній час.  
В даний час існує велика кількість розрахункових методів визначення 
електричного навантаження. Більша частина цих методів ґрунтуються в 
основному на емпіричних методах з розрахунковими коефіцієнтами і 
питомими навантаженнями, що визначили ще в 20 столітті, які на даний 
момент вже не можуть забезпечити необхідну точність в розрахунках. 
Величина перевищення розрахункових електричних навантажень, за 
результатами замірів фактичних електричних навантажень досягає 120 ÷ 
300 %. 
  
10 
 
Зміни режимів роботи і встановлення потужних побутових 
електроприймачів призводять до того, що існуючі методи розрахунку 
електричних навантажень житлових багатоквартирних будинків та їх 
довідково-нормативна база вже не можуть забезпечити необхідну точність в 
РЕН. Отже, на сьогоднішній день актуальним є доопрацювання методики 
розрахунку електричних навантажень житлових  багатоквартирних будинків. 
Таким чином, мета магістерської роботи полягає у доопрацюванні 
методики розрахунку електричних навантажень житлових  багатоквартирних 
будинків. 
Для досягнення мети поставлено і виконані наступні задачі: 
- проведено аналіз існуючих розрахункових методів визначення 
електричного навантаження житлових багатоквартирних будинків, результаті 
якого встановлено, що  внаслідок зміни режимів роботи і застосування 
потужних сучасних побутових електроприймачів вони не можуть 
забезпечити необхідну точність розрахунків; 
- виконано за матеріалами науково-технічної літератури аналіз 
групових та індивідуальних графіків електричного навантаження житлових 
багатоквартирних будинків, що дозволив визначити їх основні 
характеристики: ефективні навантаження, середні навантаження, дисперсії, 
коефіцієнти форми, а також значення трендових і випадкових складових 
графіків електричного навантаження квартир і житлових багатоквартирних 
будинків; 
- на основі виконаного аналізу характеристик фактичних графіків 
електричного навантаження обґрунтовано обрано базові математичні моделі 
групових ГЕН з урахуванням і без урахування кореляції індивідуальних 
графіків, що використані при розробці уточненої методики;  
  
11 
 
- проведено коригування значення питомих електричних навантажень 
квартир Ркв.уд  і коефіцієнтів розбіжності максимумів навантажень Кн.м , а 
також доопрацювання методики розрахунку з використанням отриманих 
уточнень. 
Об'єктом дослідження є багатоквартирні будинки з сучасними 
електроприймачами, у тому числі, електричними плитами. 
Предметом дослідження є методики розрахунку електричних 
навантажень житлових  багатоквартирних будинків. 
Елементи наукової новизни містяться у запропонованому підході, 
суть якого полягає в тому, що середнє навантаження на квартиру прийняти в 
першому наближенні приймається незалежним від кількості кімнат у 
квартирі. 
Методи дослідження. Для досягнення завдань, визначених у 
магістерській роботі застосовувалися основні положення теорії електричних 
кіл, методи математичного аналізу і моделювання.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
РОЗДІЛ 1 
АНАЛІЗ МЕТОДІВ РОЗРАХУНКУ ЕЛЕКТРИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ 
БАГАТОКВАРТИРНИХ БУДИНКІВ 
 
1.1 Побутовий сектор як елемент системи електропостачання  
 
Система електропостачання (СЕП) побутового сектору об'єднує в собі 
всі електроустановки, призначені для забезпечення споживачів електричною 
енергією. Сучасні СЕП є достатньо складними комплексами інженерних 
споруд. СЕП побутових споживачів складається з джерела живлення (ТЕЦ, 
підстанцій ПС 35-110-220, а також підстанції глибоких введень 110-220 кВ), 
живильних і розподільних мережі середніх номінальних напруг, включаючи 
напруги 10 (6) / 0,4 зовнішні та внутрішні мережі напругою нижче 1 кВ 
житлових будівель, електроприймачі споживачів (рис. 1.1). 
 
 
Рис. 1.1. Система електропостачання побутових споживачів 
13 
 
Електропостачання побутового сектору являє собою 
електропостачання окремих квартир багатоквартирних житлових будинків, 
приватних будинків або котеджів, яке здійснюється по трифазним 
чотирипровідним системам 0,4/0,23 кВ [2]. Наразі постійно збільшується 
споживання електричної енергії, яке обумовлено активним придбанням 
населенням потужної побутової техніки (пральні машини, пилососи, 
електричні чайники, електричні водонагрівачі, електричні конвектори тощо). 
Таким чином, збільшуються вимоги, що пред`являються до систем 
електропостачання житлових будинків або квартир.  
Разом з цим, необхідно врахувати той факт, що електрифікація нашої 
країни закінчилася в кінці 60-х років минулого сторіччя, а отже значна 
частина існуючих мереж не може відповідати пред’явленим вимогам при 
сучасному рівні та характері електроспоживання.  
Сучасним побутовим СЕП притаманні такі особливості:  
– підведення електричної енергії до великої кількості порівняно 
малопотужних розосереджених об'єктів;  
– велика протяжність ліній 0,4/0,23 кВ, яка становить близько 50 % [3] 
від протяжності ліній всіх класів напруги;  
– великі втрати напруги в мережах;  
– значні коливання напруги;  
– несиметрія напруги через велику частку однофазних навантажень;  
– істотна зміна навантажень протягом доби, року;  
– необхідність постійного розвитку систем для підвищення 
пропускної здатності мереж, якості електричної енергії, надійності;  
– необхідність заміни зношених елементів.  
Все це призводить до значного зниження енергоефективності, 
надійності та якості функціонування СЕП побутових споживачів та СЕП в 
цілому. 
  
14 
 
Зростання переліку побутових електроприладів та їх питомої 
(одиничної) потужності призвело до збільшення нерівномірності графіку 
електричного навантаження у побуті. Для прикладу, коефіцієнт заповнення 
добового графіка електричного навантаження (ГЕН) на вводі 
багатоповерхових житлових будинків знаходиться в межах від 0,35 до 0,5. 
Характерні споживачі електроенергії міст [4, 5]: 
- споживачі селітебних зон (житлові будинки і суспільно-комунальні 
установи); 
- споживачі загальноміського значення (водопровід, каналізація, 
електротранспорт, АТС та ін.); 
- промислові споживачі. 
На рис. 1.2 наведено добовий графік споживання електричної 
потужності на вводі в квартиру. 
 
Рис. 1.2. Добовий типовий графік електричного навантаження квартири 
 
  
15 
 
1. Система електропостачання малого міста (< 50 тис. чол.), як правило, 
з однією високою напругою [5]. Для електропостачання малого міста (рис. 
1.3) передбачаються місцева електростанція I і районна підстанція ПС II, що 
живиться від енергосистеми. Живлення міських споживачів здійснюється за 
допомогою розподільчих мереж напругою 10(6) кВ і 380/220 кВ, що 
спираються на джерело живлення ДЖ I і II. Для живлення промислових 
підприємств і комунально-побутових споживачів можуть передбачатися 
самостійні ПС (трансформаторна підстанція ТП). Для здійснення паралельної 
роботи електростанції міста з енергосистемою передбачається спеціальний 
зв’язок, у даному разі на напрузі 10(6) кВ. При збільшенні міста розподільна 
мережа 10(6) кВ стає недостатньою для охоплення всіх споживачів. У зв’язку 
з цим у систему електропостачання вводять додаткові елементи, а саме 
живильну мережу 10(6) кВ, а також мережі більш високої напруги. 
 
Рис. 1.3. Система електропостачання малого міста 
 
  
16 
 
2. Система електропостачання середнього міста (50-100 тис. чол) з 
двома високими напругами і живильними мережами (рис. 1.4). ДЖ даної 
системи електропостачання є електростанція I і районна ПС II, зв’язана з 
енергосистемою [5]. Електропостачальна мережа 35-110 кВ містить у собі 
додаткові ПС III і IV і забезпечує паралельну роботу електростанції з 
енергосистемою. Додатковим елементом у розподільній мережі 6-10 кВ 
системи, що розглядається, є живильні лінії для здійснення 
електропостачання розподільчих пунктів (РП) і розподільчих 
трансформаторних ПС. При подальшому збільшенні розмірів міста в систему 
його електропостачання може бути введена додаткова напруга. 
 
Рис. 1.4. Система електропостачання середнього міста 
 
3. Система електропостачання великого міста (100-250 тис. чол.) з 
трьома високими напругами (рис. 1.5). ДЖ системи електропостачання 
великого міста характеризуються великою кількістю і потужністю. 
Електропостачання центральних районів міста здійснюється за рахунок 
проміжної напруги 35 кВ [5]. 
17 
 
Система електропостачання великих і найбільших (250-500 тис. чол. і  
> 500 тис. чол.) міст аналогічна великим містам, для яких рекомендуються 
класи напруг 220-110/10/0,38 кВ, тобто виключені мережі напругою 35 і 6 кВ. 
 
 
Рис. 1.5. Система електропостачання великого міста 
 
1.2 Визначення розрахункового електричного навантаження 
багатоквартирних будинків 
 
Для ефективного використання електроустановок необхідно 
визначати навантаження з найбільшою точністю. У той же час ступінь 
точності має практичний межа внаслідок того, що самі елементи 
електропостачання можуть бути обрані з певними інтервалами між 
стандартними величинами. Якщо розрахункове навантаження знаходиться 
всередині цих інтервалів, то щоб уникнути перегріву, як правило, береться 
верхня межа. 
18 
 
ДБН В.2.5-23:2010 [4] в залежності від оснащення побутовими 
електроприладами та їх розрахунковим навантаженнями житло (квартири) 
умовно поділяється на три види: 
1 - житло (квартири) в будинках масового будівництва, споруджених і 
тих, що споруджуються, із загальною площею від 35 до 95 м2 і заявленою 
(встановленою) потужністю електроприймачів до 30 кВт; 
2 - житло (квартири) у багатоквартирних будинках, споруджених або 
тих, що споруджуються, загальною площею від 100 до 300 м2 і заявленою 
(встановленою) потужністю електроприймачів від 30 до 60 кВт; 
3 - житло (квартири) у котеджах, будинках, споруджених або тих, що 
споруджуються, з розрахунку, як правило, на одну родину із загальною 
площею від 150 до 600 м2 і заявленим Замовником високим рівнем 
комфортності, що відповідає потужності електроприймачів від 60 до 140 кВт. 
Для житла 1-го виду (квартир багато- і малоквартирних будинків, 
будинків на одну родину і будиночків на ділянках садівничих товариств) 
встановлюються п'ять рівнів електрифікації і відповідні їм нормативні 
розрахункові питомі навантаження: 
I - житло (квартири) з плитами на природному газі; 
II - житло (квартири) з плитами на зрідженому газі; 
III - житло (квартири) з електричними плитами потужністю до 
8,5 кВт; 
IV - житло (квартири) з електричними плитами потужністю до 
10,5 кВт; 
V - будиночки на ділянках садівничих товариств. 
Для житла 2-го виду встановлюються два рівні електрифікації і 
відповідні їм нормативні розрахункові питомі навантаження: 
I - житло (квартири) з плитами на природному газі; 
I I - житло (квартири) з електричними плитами потужністю до 
10,5 кВт. 
19 
 
Встановлені нормативи питомих електричних розрахункових 
навантажень зведені в таблицю і враховують застосування в житловому 
приміщенні побутових кондиціонерів повітря (або інших аналогічних за 
потужністю приладів і комфортного електричного додаткового опалення в 
межах 7-15 % від загальної потреб. 
З розрахунку електричних навантажень починається проектування 
систем електропостачання (СЕП) всіх споруджуваних житлових і громадських 
будівель, об'єктів комунально-побутового призначення, промислових 
підприємств, мікрорайонів та міст у цілому [5 - 7]. 
Помилка в цих розрахунках, як в більшу, так і в меншу сторону може 
привести до значних наслідків. Так, помилка в розрахунках електричних 
навантажень (РЕН) в сторону зменшення, може привести до підвищеного зносу 
ізоляції струмоведучих елементів і як наслідок – скорочення терміну служби 
електроустаткування [6]. І, навпаки, завищення розрахункового електричного 
навантаження над дійсним навантаженням може привести до значного 
збільшення капітальних витрат в будівництво і терміну спорудження об'єкта, 
недовикористання всіх електротехнічних можливостей обладнання і 
струмопровідних елементів [7]. 
Будинки й споруди повинні бути спроектовані і побудовані таким 
чином, щоб в процесі їх експлуатації забезпечувалося ефективне використання 
енергетичних ресурсів і виключалася нераціональна витрата таких ресурсів . 
У зв'язку з цим вимоги до точності виконання РЕН досить великі. 
З огляду на різноманіття розрахункових умов , таких як характер 
електричного навантаження (житлові будинки, громадські будівлі, об'єкти 
комунального призначення, промислові підприємства), різні системи 
електропостачання , існує велика кількість різних методів РЕН [8-10], що 
застосовуються в тих чи інших випадках. Але сказати про те, що завдання РЕН 
вирішені, не можна, так як більшість існуючих методів розрахунку не можуть 
дати необхідної точності . 
20 
 
Всі методи РЕН мають похибку, пов'язану з не стаціонарністю графіка 
електричних навантажень, а також похибкою в наборі вихідних даних, яка 
останнім часом пов'язана в основному з появою нових об'єктів капітального 
будівництва (великі торгові центри, спортивно розважальні комплекси і ін.), по 
яким ні в нормативних документах, ні в довідковій літературі немає даних про 
режимах роботи, а також зі зміною режимів роботи електроприймачів, для яких 
характеристики режимів роботи вже були визначені раніше. 
Для детального вивчення проблеми РЕН виконаємо огляд основних 
існуючих методів РЕН [5-12], що застосовуються в практиці проектування 
систем електропостачання, при цьому всі методи РЕН будемо ділити на 
емпіричні та аналітичні. 
 
1.2.1 Визначення розрахункового навантаження – емпіричні 
методи 
Емпіричні методи РЕН застосовуються в тих випадках, коли інформація 
про окремі електроприймачі відсутня або її недостатньо для застосування більш 
точних аналітичних методів, наприклад на стадії проектного завдання. Всі ці 
методи вимагають наявності інформації про характер електроспоживання або 
питомі витрати електроенергії на одиницю продукції. До емпіричних методів 
визначення розрахункового навантаження можна віднести [5-7]: 
- метод коефіцієнта попиту; 
- метод питомої витрати електроенергії на одиницю продукції; 
- метод питомого навантаження на одиницю виробничої площі; 
- інші. 
Для визначення розрахункових навантажень за методом коефіцієнта 
попиту необхідно знати встановлену потужність Pn  групи приймачів і 
коефіцієнт попиту Кп  даної групи, який визначається за довідковими 
матеріалами. Розрахункове навантаження групи однорідних за режимом роботи 
приймачів визначають за формулою: 
21 
 
Pр =Кп Pn .     (1.1) 
 
При цьому величина з Кп  приймається постійною, що не залежить 
практично від кількості електроприймачів в групі, що вносить значну похибку в 
розрахунок. Таке припущення прийнятно лише при досить великій кількості 
електроприймачів. 
Визначення розрахункового силового навантаження по встановленої 
потужності і коефіцієнту попиту є наближеним методом розрахунку, тому його 
застосування рекомендують для попередніх розрахунків і визначення 
навантажень для 5-6 рівнів СЕП промислових підприємств (рис. 1.6).  
Між тим, цей метод є основним методом розрахунку електричного 
навантаження силових електроприймачів комунально-побутових навантажень і 
діючими нормативами [4] рекомендований до застосування для РЕН 2-5 рівнів 
СЕП мікрорайонів житлової забудови. 
Метод питомої витрати електроенергії на одиницю продукції [5] 
застосовується виключно для РЕН електроприймачів з незмінним або мало 
змінним навантаженням. До них можна віднести електроприводи насосів, 
поточно-транспортних систем, печі опору тощо. 
У цьому методі за розрахункове електричне навантаження прийнято 
середне навантаження за максимально завантажену зміну, і визначається за 
наступним співвідношенням: 
 
Pр = Pср.м = (Епит Nзм) / Тзм ,                                     ( 1.2) 
 
де Епит  – питома витрата електроенергії на одиницю продукції, кВт  год ; 
Nзм  – кількість продукції, що випускається за зміну; 
Тзм  – тривалість найбільш завантаженої зміни, год. 
 
 
22 
 
 
Рис. 1.6. Рівні систем електропостачання 
 
Даний метод є допоміжним методом РЕН; зважаючи на обмежене 
використання, його доцільно застосовувати для орієнтовних розрахунків 
загальнозаводських навантажень для 5-6 рівнів СЕП (рис. 1.6). 
23 
 
Метод питомого навантаження на одиницю виробничої площі, що 
застосовується для проектування електричних мереж цехів, характеризуються 
великою кількістю приймачів малої і середньої потужності, рівномірно 
розподілених по площі цеху. 
Розрахункове навантаження групи приймачів визначають за формулою: 
 
 Pр = рпит F,       (1.3) 
 
де рпит  – питома розрахункова потужність на 1 м2  виробничої площі, кВт / м2 ; 
F  – площа розміщення приймачів групи, м2 . 
Питоме навантаження визначають за статистичними даними. Значення її 
залежить від роду виробництва, площі цеху, що обслуговується магістральним 
шинопроводом, і змінюється в межах 0,06 – 0,6 кВт / м2 . Очевидно, що метод 
питомого навантаження на одиницю виробничої площі є лише видозміною 
методу коефіцієнта попиту з усіма властивими йому недоліками. Слід 
зазначити, що застосування розрахунків за формулою (1.3) навіть в тих 
випадках, коли це допустимо (наприклад, при явно великому числі 
едектропримайчів (ЕП) в групі), перешкоджає відсутність достатньої кількості 
емпіричних даних [6]. 
Розглянутий метод доцільно застосовувати для визначення 
розрахункового навантаження на стадії проектного завдання при техніко-
економічному порівнянні варіантів, а також при орієнтовних розрахунках 
електричних навантажень 2 – 6 рівнів СЕП. 
Даний метод, через свою простоту, широко застосовується в 
проектуванні СЕП міських електричних мереж [6], але результати розрахунку 
за цим методом можуть значно відрізняться від фактичних електричних 
навантажень, що пов'язано з величезною кількістю типів комунально-побутових 
споживачів, недостатнім рівнем досліджень їх електричних навантажень, 
значному усередненні питомих електричних навантажень для груп об'єктів. 
24 
 
Загальними недоліками емпіричних методів РЕН є: 
- обмеженість їх області застосування, так як вони діють тільки для тих 
підприємств, для яких вони розроблені, 
- відсутність достатньої кількості досвідчених даних,  
- немає зв'язку розрахункового навантаження з кількістю 
електроприймачів,  
- не враховуються різні режими роботи електроприймачів, змінність їх 
графіків навантаження. 
 
1.2.2 Визначення розрахункового навантаження – аналітичні 
методи 
Аналітичні методи РЕН [5, 6, 11, 13] ґрунтуються на класичних законах 
фізики і електротехніки, на їх аналітичних перетвореннях. 
Основою цих методів є математичні моделі електричних навантажень  і 
теплові моделі провідників. Внаслідок цього аналітичні методи є більш 
точними, ніж емпіричні методи. До аналітичних методів належать: 
- метод упорядкованих діаграм; 
- статистичний метод; 
- імітаційний метод; 
- квадратичний метод; 
- інерційний метод; 
- універсальний метод; 
- вдосконалений ієрархічно-структурний метод розрахунку піків і 
западин графіків електричних навантажень 
- інші. 
В основі  методу упорядкованих діаграм лежать два положення [14] : 
- принцип максимуму середнього навантаження; 
- перетворення реального графіка навантаження в упорядковану 
діаграму, як це показано на рис. 1.7. 
 
25 
 
 
 Рис. 1.7. Перетворення графіка навантаження в упорядковану діаграму  
 
Упорядкована діаграма має такі ж як і у реального графіка електричні 
навантаження: 
t+t
1
- середнє: Pc =  P(t)dt ;                                                                    (1.4) 
T
t
 
t+t
1
- ефективне P = P2
e  (t)dt ;                                                            (1.5) 
T
t
 
- максимальне Pmax =max(P(t)) . 
 
Упорядкована діаграма практично збігається з кривою нормального 
закону розподілу, завдяки чому коефіцієнт максимуму KМ  навантаження 
визначений за суворими математичними законами [14]. 
За розрахункове навантаження в методі УД прийняте максимальне 
середнє навантаження за півгодинний інтервал. Це пов'язано з тим, що 
мінімальна можлива постійна часу нагріву для провідників Тн  на напрузі до 
1 кВ близька до 10 хвилин, а як відомо, температура нагріву провідника 
(95%), що встановилася, досягається за 3 постійних часу нагріву 3 Тн . Таким 
26 
 
чином, розрахункове електричне навантаження в методі УД, має такий 
вигляд: 
 
 t+3T
1 н 
Pр = max  P(t)dt  .     (1.6) 
 3 Tн 
 t 
 
Метод УД досить повно викладений в навчально-методичній 
літературі, присвяченій проектування систем електропостачання [14, 15]. 
Основна розрахункова формула методу УД: 
 
n
Pр =KМ Pсм =KМ Kв,і рном,і ,                                (1.7) 
i=1
 
де рном,і  – номінальна потужність i-ої групи електроприймачів, 
Kв,і  – коефіцієнт використання i-ої групи електроприймачів, 
визначається за довідковими даними, 
KМ  – коефіцієнт максимуму, який визначається за довідковими даними за 
співвідношення: 
 
KМ = f (nе,kв ) ,      (1.8) 
 
де nе  – ефективне число електроприймачів, тобто число однорідних по 
режиму роботи електроприймачів, однакової потужності, які обумовлюють 
таке ж розрахункове навантаження, що і розглянута група різних за 
номінальною потужності і режиму роботи електроприймачів, і визначається 
за такою формулою: 
27 
 
2
 n 
P
 ном,i 
n =  i=1 
е .                                           (1.9) 
n
n р2
ном,i
i=1
 
Багаторічні РЕН за методом УД показали, що розрахункове 
навантаження перевищує фактичну в 1,5 – 2,5 рази [16, 13]. Основними 
причинами завищення електричних навантажень, розрахованих за методом 
впорядкованих діаграм, є:  
- неправильне визначення середньої компоненти розрахункового 
навантаження через використання довідкових даних коефіцієнтів 
використання kв  характерних категорій електроприймачів [13, 14]; 
- старіння довідкових даних, в зв'язку з появою нового 
електрообладнання і нових видів виробництв; 
- в якості розрахункової потужності використовується середня 
потужність за T0,ср , а не ефективна потужність, яка пропорційна втратам в 
провіднику; 
- використання 30-хвилинного інтервалу усереднення 3 Тн , який 
справедливий для проводів і кабельних ліній перерізом менше 25 мм2 , для 
яких Тн , близько 10 хвилин, що відповідає рівням 1÷3 системи 
електропостачання (див. рис 1.1). Тому при виборі інших перерізів кабелів, 
інших елементів з іншою постійною нагріву, необхідне застосування формул 
перерахунку; 
- при побудові залежності KМ = f (nе,kв )  передбачається, що 
коефіцієнт завантаження електроприймача KЗ = 0,8 , що є завищеними 
значенням для більшості електроприймачів [38]; 
- допущення, про незалежність режимів роботи окремих 
електроприймачів, про те, що закон розподілу електричного навантаження 
28 
 
відповідає розподілу Гаусса [13]. 
Гарантована точність методу УД виходить при точно відомих 
технологічних режимах, відомій технологічній карти, строго циклічному 
процесі і т.д. 
Статистичний метод [13, 15]. За цим методом розрахункове 
навантаження групи приймачів визначають двома інтегральними 
показниками: середнім навантаженням Pср,Т , і середньоквадратичним 
відхиленням ср,Т  з рівняння: 
 
Pр = Pср,Т ср,Т ,     (1.10) 
 
де   – прийнята кратність міри розсіювання, а індекс T  вказує на 
відношення величин до тривалості інтервалу усереднення навантаження. 
Для групового графіка середнє навантаження при досить великому n 
дорівнює: 
 
Pср,Т = (р1 + р2 + ...+ рn ) / n ,     (1.11) 
 
де n  – число відрізків тривалістю T = 3 Тн , на яке розбитий груповий графік 
навантаження, побудований для досить тривалого періоду часу. 
Середньоквадратичне відхилення для групового графіка навантажень 
визначають за формулою: 
 
  2 2 2 
ср,Т =  (p1 − Pср.Т ) + (p2 − Pср.Т ) + ...+ (pn − Pср.Т )  / n . (1.12) 
 
 
Статистичний метод дозволяє визначати розрахункове навантаження з 
будь якою прийнятою ймовірністю її появи. Застосування цього методу 
29 
 
доцільно для визначення навантажень за окремими групами і вузлів 
приймачів електроенергії напругою до 1 кВ (1УР ÷ 3УР) [14]. 
З виразу 1.10 можна отримати вираз: 
 
ср,Т
kп = kв  .     (1.13) 
Pн
 
При цьому існує  припущення про існування зв'язку між величинами 
ср,Т
kв  і . Це дозволило проводити розрахунки з використанням даних 
Pн
тільки про коефіцієнт використання kв . Теоретично для визначення зв'язку 
між зазначеними величинами необхідна велика кількість дослідів, що на 
практиці зробити неможливо, це і є одним з недоліків зазначеного методу 
розрахунку [38]. Експериментальне обґрунтування статистичного зв'язку між 
цими величинами робить цей метод емпіричним, чинним для тих 
підприємств, де проходили дослідження.  
Основний причиною обмеженого застосування даного методу є 
відсутність статистичних даних по ср,Т  для різних груп електроприймачів. 
В якості основних методик РЕН в цих роботах пропонуються [14 -16]: 
- Інерційний метод – метод, що використовує інерційні перетворення 
навантаження, враховуючи властивість нормалізації вихідного процесу 
інерційною ланкою, що дозволяє вважати інерційний процес нормальним із 
середнім значенням Pср,Т , і стандартом ср,Т ; розрахункова формула цього 
методу: 
n n
P =k р 2
 р в,і ном,і + 3kT,i pн,і ,   (1.14) 
i=1 i=1
 
рТ
де kT =  – коефіцієнт інерційного відхилення. 
рн
30 
 
- Квадратичний метод – в основу розробленого інженерного 
«Квадратичного» методу покладено статистичний метод, але в застосуванні 
до графіку нагріву ZT (t)  квадрата теплового навантаження. В результаті 
перетворень, наведених в [59], розрахункова формула має вигляд: 
 
P = P2 + (Z 2 zT
р Е 0max − PЕ )  .                                 (1.15) 
zT
 
- Метод імітації – через нелінійність рівняння теплового балансу 
провідника [14 -16, 5, 6], аналітичне рішення при випадковому навантаженні 
пов'язане з непереборними труднощами. У зв'язку з цим застосовують методи 
імітаційного моделювання сумарного навантаження на ЕОМ. Для розрахунку 
цим методом, реалізації процесу P(t)  отримують випадковими зрушеннями 
відомих індивідуальних графіків навантаження pa (t)  а, з уже певними 
pн , kв , kз , а отже і стандарту р . 
Імітація процесів pa (t)  зводиться до генерування експоненційних 
розподілів тривалості імпульсів і пауз з параметрами: 
 
1 1
tвc = , tоc = .  (1.16) 
koc kвc                                 
 
Після підсумовування pa (t)  отримана реалізація зводиться в квадрат, і 
безпосередньо вирішується рівняння теплового балансу провідника. 
В універсальному методі (УМ) РЕН [14 -16, 5, 6], в якому за 
розрахункове навантаження було прийнято ефективне навантаження 
сумарного графіка за природний технологічний цикл виробництва, при 
гарантованої умові його перевищення з інтегральної імовірністю не більше 
0,05 і кратністю перегріву елемента мережі для будь-якої реалізації 
сумарного графіка за цикл не більше 1,582 [14 -16]: 
31 
 
 

2  0,05 
 Pc + DPm 1,05− ; 0,5  
   
Pp =  ,                 (1.17) 
 2  0,95 
 Pc + DP  ; 0,5  
  1−  
 
DP
де  = ;  
DPм
2
n  n 
дисперсія DP =Dpi ;  Dpi = p2 2
e,i − pc,i ;  Dpм = 2
p
 e,i  − Pc . 

i=1  і=1 
При цьому, за реакцією на нагрів все графіки електричних 
навантажень УМ діляться на три типи [5,15]: п-графіки – постійні; 2п-
графіки – практично постійні; 3п-графіки – приводяться до практично 
постійних. 
Для розмежування цих графіків вводиться поняття коефіцієнта 
ефективного навантаження [6, 9]: 
 
1 z
 К = max
ер (e −1) .                                  (1.18) 
Ре e
 
При визначенні розрахункового значення ефективного навантаження 
Кер  по УМ для п-і 2п-графіків приймається Ке =1 , а для 3п-графіків 
Ке = Кеp : 
 Pеp =Ке Pе .                                          (1.19) 
 
Універсальний метод РЕН до теперішнього часу не отримав 
достатньої апробації для різних типів електроприймачів і виробництв. Але у 
32 
 
відповідності до [14 -16, 5, 6],], похибка цього методу РЕН не перевищує 5 – 
10 %. 
Метод РЕН, заснований на імовірнісному визначенні одночасної 
роботи будь-якого числа ЕП від режиму їх роботи – густині потоку 
включення і середнього часу роботи [14 -16, 5, 6],]. Згідно з цим методом: 
 Pp = kPcp ,                                         (1.20) 
 
де Pcp  – середня потужність одного електроприймача. 
Коефіцієнт k  визначається за формулою: 
 
2,49a0,82 + 2,23 при а  45
 k =  ,                              (1.21) 
1,07а +13,27 при а  45
 
 n 1
де a = ;  =  – густина потоків включення,  =  – густина потоку 
 Tз tcp
виключення електроприймачів, n  – загальне число працюючих 
електроприймачів, Tз  – тривалість зміни, tcp  – середній час роботи одного 
електроприймача протягом зміни. 
Так само як і у випадку з статистичним методом, основною причиною 
обмеженого застосування даного методу є відсутність статистичних даних по 
 , і   для різних груп електроприймачів.  
Розрахунковими формулами вдосконаленого ієрархічно-структурного 
методу є [14 -16, 5, 6]: 
- піки графіка електричних навантажень: 
 
 Ppn = Pс +1 ,                                 (1.22) 
 
- западини графіка електричних навантажень: 
33 
 
 
 Ppв = Pс −2 .                                 (1.23) 
 
Розроблено імовірнісні моделі оцінки середнього значення Pс  і 
середнє відхилення   випадкового процесу зміни ординат графіка 
електричних навантажень, розподілених по усіченим законом, а також 
аналітичні вирази та чисельні значення статистичних коефіцієнтів 1 і 2 . 
У всіх перерахованих аналітичних методів РЕН є один загальний 
недолік - відсутність статистичної бази даних основних розрахункових 
коефіцієнтів для конкретного обладнання і виробництв. 
 
1.3 Особливості розрахунку електричних навантажень 
специфічних груп споживачів 
 
Визначення розрахункового навантаження проводять від нижчих до 
вищих ступенів системи електропостачання, розглядаючи по черзі 
окремі вузли електричних мереж. При цьому розрізняють навантаження, 
приведені до введення конкретного споживача і навантаження елементів 
системи (ЛЕП, ПС). 
Точність визначення розрахункового навантаження визначається 
характером задачі. Розрахункові навантаження, обумовлені на розрахунковий 
термін, тобто на заданий рівень виробництва, вимагають більшої точності. 
Розрахункові навантаження, обумовлені на перспективу, тобто 
очікувані навантаження, чи обумовлені на стадії попередніх обґрунтувань, 
допускають меншу точність і їхній розрахунок робиться за орієнтованими 
показниками [5, 6]. 
Найбільшою точністю визначення навантаження за розрахунковий 
термін володіють методи визначення навантаження споживачів. Визначення 
навантаження вищих ступенів системи електропостачання проводиться з 
34 
 
меншою точністю, що визначається різноманіттям графіків навантаження 
споживачів і складністю обліку їхнього споживання. 
Основними нормативними документами для визначення електричних 
навантажень і проектування систем електропостачання міст і промислових 
підприємств є  [14 -16, 5, 6]. 
 
Рис. 1.8 – Рівні електропостачання: 
I − окремі ЕП;  II − розподільні щити, пункти, шинопроводи; 
III − шини 0,38 кВ цехових ТП та магістральні шинопроводи; 
IV − шини РП 10 (6) кВ;  V − ГПП 110/10 (6) кВ; 
VI − лінії живлення потужних підприємств, міст напругою 110 кВ. 
 
Розглянемо порядок розрахунку електричних навантажень по вище 
наведеним нормативам, окремо для житлових і громадських будівель, 
промислових і комунальних підприємств, і мікрорайону в цілому і зробимо 
відповідні висновки.    
35 
 
1.3.1 Особливості розрахунку електричних навантажень житлових 
і громадських будівель 
Проектування систем електропостачання і зокрема РЕН житлових і 
громадських будинків слід виконувати згідно ДБН В.2.5-23:2010 [4], який 
схвалений і рекомендований до застосування в якості нормативного 
документу. 
При визначенні розрахункової електричного навантаження житлового 
БКД (введення в житловий БКД) основний розрахункової формулою є: 
 
 Рр.ж.б = Ркв + kу Рс ,                                         (1.24) 
 
де Ркв  – розрахункове електричне навантаження квартир, кВт; 
Рс  – розрахункове електричне навантаження силових електроприймачів, 
кВт; 
kу  – коефіцієнт участі в максимумі електричних навантажень силових 
електроприймачів, застосовується 0,9 [4]. 
До силових електроприймачів житлового БКБ відносяться двигуни 
ліфтових установок і сантехнічного електрообладнання. У загальному 
вигляді розрахункова формула може бути представлена: 
 
n
 Рс = kпpу,і ,                                          (1.25) 
i=1
 
де kп  – коефіцієнт попиту групи електроприймачів; 
n
pу,і  – сума встановлених потужностей групи електроприймачів. 
i=1
Тобто з формули (1.25) випливає, що при визначенні розрахункового 
електричного навантаження силових електроприймачів прийнятий 
емпіричний метод РЕН – метод коефіцієнта попиту. Але при цьому значення 
36 
 
kп , що зазначені в ДБН В.2.5-23:2010, не є постійними величинами (в методі 
коефіцієнта попиту kп = const  [14], 17), а залежать від кількості 
електроприймачів в групі, внаслідок цього даний метод вже можна умовно 
назвати «Уточнений метод коефіцієнта попиту». 
Розрахункове електричне навантаження квартир визначається з 
виразу: 
 Ркв = Ркв.пит n ,                                            (1.26) 
 
де Ркв.пит  – питоме навантаження електроприймачів квартир; 
n  – кількість квартир, приєднаних до лінії (трансформаторної підстанції). 
Питоме навантаження електроприймачів квартир враховує 
навантаження освітлення загальнобудинкових приміщень, а також 
навантаження слабкострумових пристроїв і дрібного силового обладнання. 
Тобто з формули (1.26) випливає, що при визначенні розрахункового 
електричного навантаження квартир також прийнятий емпіричний метод 
РЕН. Але, як і у вище наведеному випадку, значення питомого електричного 
навантаження для квартир не є постійною величиною, а залежить від 
кількості квартир, типу використовуваних плит в квартирах і рівня 
комфортабельності житла, внаслідок цього точність в розрахунках повинна 
бути значно вище, ніж у звичайних емпіричних методів розрахунку. 
При визначенні розрахункового електричного навантаження 
громадської будівлі (ввід в будівлю) основною розрахункової формулою є: 
 
Pр.г.б =К (Рр.о +Рр.с +К1 Рр.х.с ) ,                             (1.27) 
 
де К  – коефіцієнт, що враховує розбіжність розрахункових максимумів 
навантажень силових електроприймачів, включаючи холодильне обладнання 
та освітлення; 
37 
 
К1 – коефіцієнт, що залежить від відношення розрахункового 
навантаження освітлення до навантаження холодильного устаткування 
холодильної станції; 
Рр.о  – розрахункове навантаження освітлення; 
Рр.с  – розрахункове навантаження силових електроприймачів без 
холодильних машин систем кондиціонування повітря; 
Рр.х.с  – розрахункове навантаження холодильного устаткування систем 
кондиціонування повітря. 
Розрахункові електричні навантаження освітлення і силових 
електроприймачів (див. формулу 1.27), як і в випадку з електричного 
навантаження силових електроприймачів житлових БКБ, визначаються 
відповідно до «Уточненого методу коефіцієнта попиту», коли величина kп  
залежать від кількості електроприймачів. 
 
1.3.2 Особливості розрахунку електричних навантажень 
промислових і комунальних підприємств 
РЕН промислових і комунальних підприємств виконується в 
відповідно до вимог ДБН В.2.5-23:2010 «Державні будівельні норми України. 
Інженерне обладнання будинків і споруд. Проектування електрообладнання 
об'єктів цивільного призначення.» [4]  
ДБН В.2.5-23:2010 застосовується для визначення електричного 
навантаження електроприймачів всіх галузей народного господарства, за 
винятком електроприймачів з різкозмінною графіком навантаження 
(електроприводів прокатних станів, дугових електропечей, контактного 
електрозварювання тощо), промислового електричного транспорту, 
житлових і громадських будівель, а також електроприймачів з відомим 
графіком навантаження. 
 
38 
 
1.3.3 Особливості розрахунку електричного навантаження 
мікрорайону і міста в цілому 
Розрахунок електричного навантаження  мікрорайону і міста в цілому 
виконується відповідно до вимог ДБН В.2.5-23:2010 [4] та    іншою 
нормативною  документацією [18, 19],  де основною розрахунковою 
формулою є: 
n
Рмкр = Кн.м РТП ,                                        (1.28) 
і=1
 
де РТП  – розрахункові електричні навантаження трансформаторів готельних 
ТП; 
Кн.м  – коефіцієнт розбіжності максимумів електричних навантажень 
трансформаторів окремих ТП. 
Коефіцієнт розбіжності максимумів електричних навантажень 
окремих трансформаторів (ТП) залежить як від кількості трансформаторів, 
так і від характеру навантаження – житлова забудова, громадська забудова і 
комунально-промислові зони. 
Розрахункова електричне навантаження трансформаторів ТП 
 
n
РТП = Рбуд.max +(Кн.м.і Рбуд.і ) ,                      (1.29) 
i=1
 
де Рбуд.max  – найбільше навантаження будівлі з числа будівель, що живляться 
від ТП (по лінії); 
Рбуд.і  – розрахункові навантаження інших будівель, що живляться від ТП 
(по лінії); 
Кн.м.і  – коефіцієнт розбіжності максимумів електричних навантажень 
житлових будинків, громадських будівель, підприємств комунального 
обслуговування. 
39 
 
Виділення будівлі з максимальним електричним навантаженням із 
загальної групи об'єктів забезпечує незаниження домінуючого електричного 
навантаження і тим самим виняток можливого зниження групового 
навантаження трансформатора. 
Для виконання орієнтовних РЕН, ДБН В.2.5-23:2010 допускає 
використання укрупнених питомих електричних навантажень – потужності, 
що припадає на одну людину, на один квадратний метр. 
Укрупнений РЕН групи житлових будинків мікрорайону: 
 
 Рр.мкр.1 = Рр.ж.б.пит. F ,                                 (1.30) 
 
де Рр.ж.б.пит. – питоме розрахункове навантаження житлових будинків [14]; 
F  – загальна площа житлових будинків мікрорайону. 
Укрупнений РЕН групи житлових і громадських будівель мікрорайону: 
1. Від площі: 
 
 Рр.мкр.2 = (Рр.ж.б.пит. +Ргр.ж.б.пит.) F ,                    (1.31) 
 
де Ргр.ж.б.пит.  – питоме розрахункове навантаження громадських будівель, 
6,0 Вт / м2  [14, 5, 8-11]; 
F  – загальна площа житлових будинків мікрорайону. 
2. Від чисельності населення: 
 
 Рр.мкр.3 = Рр.пит. n ,                                 (1.32) 
 
де Рр.пит.  – питоме розрахункове електричне навантаження, яке припадає на 
одну людини [65]; 
n  – кількість осіб, що проживають на території мікрорайону. 
40 
 
Як і у випадку з РЕН житлових і громадських будівель, в основі 
методик розрахунку лежить емпіричний метод – метод питомих електричних 
навантажень, з притаманними всім емпіричним методам недоліками, 
розглянутими раніше. 
Застосування існуючої нормативної бази РЕН, з притаманними їй 
емпіричними методами розрахунку і коефіцієнтами, визначеними ще у другій 
половині 20 століття, призводить до значних похибок в розрахунках, 
причини яких вказані в роботах [8-11, 13] і перераховані раніше для кожного 
методу окремо. 
В останні роки, у зв'язку з бурхливим зростанням інфраструктури 
великих міст, збільшенням чисельності їх населення, а також дефіциту 
генерації електроенергії, все більше уваги приділяється точності РЕН 
житлових забудов міст і БКБ, що входять до нього, як основний споживач 
електричного навантаження. При цьому спостерігаються випадки, коли 
розрахункові електричні навантаження мікрорайонів великих мегаполісів 
країни з житловими БКБ, що оснащені електроплитами, і переважанням 
житлової забудови (більше 70 %), перевищують фактичні електричні 
навантаження в 2÷4 рази [10], що призводить до невиправданого 
подорожчання не тільки обладнання, а й збільшення вартості підключення до 
електричних мереж. Це в свою чергу призводить подорожчання житла для 
населення. 
 Загальна частка електричного навантаження громадських будівель і 
об'єктів комунального призначення в навантаженні мікрорайонів незначна і 
оцінюється величиною менш 30 %, отже, з великою впевненістю можна 
стверджувати, що похибка в РЕН цих об'єктів в значно меншій міру збільшує 
загальну похибку розрахункового електричного навантаження мікрорайону, 
ніж похибка РЕН БКБ. 
 
  
41 
 
Висновки до розділу 1 
 
Існує велика кількість розрахункових методів визначення 
електричного навантаження. Більша частина цих методів ґрунтуються в 
основному на емпіричних методах з розрахунковими коефіцієнтами і 
питомими навантаженнями, що визначили ще в 20 столітті, які на даний 
момент вже не можуть забезпечити необхідну точність в розрахунках. 
Величина розрахункових електричних навантажень, за результатами замірів 
фактичних електричних навантажень перевищує в 1,3 -3 рази.  
Завищення розрахункових електричних навантажень мікрорайонів 
житлової забудови більш ніж в два рази не можуть бути виправдані резервом 
пропускної потужності для подальшого розвитку інфраструктури 
мікрорайонів, так як, по-перше: будівництво нових об'єктів комунально-
побутового призначення на території мікрорайону обов'язково 
супроводжується будівництвом нових джерел живлення, по-друге: з 
повсюдним впровадженням енергозберігаючих технологій, в останні роки, 
можна цілком очікувати спаду електроспоживання в комунально-побутовому 
навантаженні, по-третє: плата за приєднання до електричних мереж, у 
останній час значно зросла, в внаслідок чого цей пункт витрат на 
будівництво мікрорайону може підвищити вартість проекту в рази, тим 
самим збільшити вартість житла для населення. 
Зміни режимів роботи і встановлених потужностей побутових 
електроприймачів призводять до того, що існуючі методи РЕН комунально-
побутових електроприймачів і їх довідково-нормативна база вже не можуть 
забезпечити необхідну точність в РЕН. Отже, на сьогоднішній день 
актуальним є уточненення існуючих довідкових даних та розробка нової 
методики РЕН для цієї категорії електричних навантажень. 
Таким чином, мета магістерської роботи полягає в підвищенні 
точності розрахунку електричних навантажень житлових багатоквартирних 
будівель з електроплитами та мікрорайонів мегаполісів в цілому.  
42 
 
РОЗДІЛ 2 
АНАЛІЗ І ВИБІР БАЗОВОЇ МЕТОДИКИ РОЗРАХУНКУ І 
МАТЕМАТИЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРИЧНИХ 
НАВАНТАЖЕНЬ БАГАТОКВАРТИРНИХ БУДИНКІВ 
 
Відповідно до державних будівельних норм ДБН В.2.5-23-2010 [4] 
житло (квартири) щодо оснащеності побутовими електроприладами і їхніми 
розрахунковими навантаженнями розподіляється на три види (див. розділ 1). 
При цьому для різного виду житла коефіцієнти одночасності істотно 
відрізняються (табл. 2.1) [4]: 
Таблиця 2.1 
Коефіцієнти одночасності 
Значення коефіцієнтів одночасності Код за кількості жител 
Споживачі електроенергії 
1 3 6 9 12 15 18 24 40 60 100 200 400 600 1000 
1. Житла 1-го виду 
1.1. І-го рівня  
електрифікації — в будинках 
1 0,77 0,65 0,54 0,47 0,42 0,38 0,33 0,26 0,23 0,20 0,17 0,15 0,13 0,12 
з плитами на природному 
газі 
1.2. ІІ-го рівня електрифікації 
— в будинках з плитами на 
1 0,77 0,65 0,54 0,47 0,42 0,38 0,33 0,26 0,23 0,20 0,17 0,15 0,13 0,12 
скрапленому газі та на 
твердому паливі 
1.3. ІІІ-го рівня 
електрифікації — в будинках 
1 0,82 0,56 0,44 0,38 0,33 0,31 0,27 0,24 0,21 0,17 0,14 1,13 0,12 0,11 
з електроплитами 
потужністю до 8,5 кВт 
1.4. ІУ-го рівня 
електрифікації — в будинках 
1 0,82 0,56 0,44 0,38 0,33 0,31 0,27 0,24 0,21 0,17 0,14 1,13 0,12 0,11 
з електроплитами 
потужністю до 10,5 кВт 
  
43 
 
1.5. У-го рівня 
електрифікації — в 
1 0,81 0,55 0,42 0,35 0,31 0,27 0,24 0,19 0,17 0,15 0,14 0,13 0,13 0,12 
будиночках на ділянках 
садівничих товариств 
2. Житла 2-го виду 
2.1. І-го рівня електрифікації 
— в будинках з плитами на 1 0,70 0,59 0,48 0,41 0,36 0,33 0,28 0,22 0,20 0,18 0,16 0,14 0,12 0,11 
природному газі 
2.2. ІІ-го рівня електрифікації 
— в будинках з 
1 0,82 0,52 0,40 0,34 0,30 0,27 0,24 0,20 0,18 0,16 0,14 0,12 0,11 0,11 
електроплитами потужністю 
до 10,5 кВт 
 
Електроприймачі непромислових об’єктів також відносяться до певної 
категорії за надійністю електропостачання. 
До електроприймачів першої категорії відносяться [4]: 
а) електроприймачі операційних і пологових блоків, відділень 
анестезіології, бронхоскопії та ангіографії; протипожежних приладів та 
охоронної сигналізації, евакуаційного освітлення і лікарняних ліфтів; 
б) котельні, які є єдиним джерелом тепла системи теплопостачання, 
що забезпечує споживачів першої категорії, що не мають індивідуальних 
резервних джерел тепла; 
в) електродвигуни мережевих і підживлювальних насосів котелень 
другої категорії з водогрійними котлами одиничною продуктивністю понад 
10 Гкал / год; 
г) електродвигуни підкачувальних та змішаних насосів в насосних, 
дренажних насосів дюкерів теплових мереж; 
д) об'єднані господарсько-питні та виробничі водопроводи в містах з 
кількістю жителів понад 500 тис. чол.; насосні станції, що подають воду 
безпосередньо в мережу протипожежного і об'єднаного протипожежного 
водопроводу; каналізаційні насосні станції, які не допускають перерви або 
44 
 
зниження подачі стічних вод, очисні споруди каналізації, які не допускають 
перерви в роботі; 
е) електропріемніі протипожежних пристроїв (пожежні насоси, 
системи підпору повітря, димовидалення, пожежної сигналізації та 
оповіщення про пожежу), ліфти, евакуаційне та авіаційне освітлення, 
огнісетевого огорожі в житлових будинках і гуртожитках заввишки 17 
поверхів і більше; 
ж) електроприймачі протипожежних пристроїв, ліфти, охоронна 
сигналізація громадських будівель і готелів, будинків відпочинку, 
пансіонатів і турбаз більш ніж на 1000 місць, установ з кількістю працюючих 
понад 2000 осіб, незалежно від поверховості, установ фінансування, 
кредитування та державного страхування федерального підпорядкування , 
бібліотек, книжкових палаток і архівів на 1000 тис. одиниць зберігання і 
більше; 
і) музеї та виставки федерального значення; 
к) електроприймачі протипожежних приладів та охоронної 
сигналізації музеїв і виставок республіканського, крайового і обласного 
значення; 
к) електроприймачі протипожежних пристроїв загальноосвітніх шкіл, 
професійно-технічних училищ, середніх спеціальних і вищих навчальних 
закладів при кількості учнів понад 1000 чол .; 
л) електроприймачі протипожежних пристроїв, евакуаційне та 
аварійне освітлення критих видовищних і спортивних підприємств загальною 
місткістю 800 місць і більше, дитячих театрів, палаців і будинків піонерів із 
залами для глядачів будь-якої місткості; 
м) електроприймачі протипожежних приладів та охоронної 
сигналізації універсамів, торгових центрів і магазинів з торговою площею 
понад 2000 м2 , а також їдалень, кафе і ресторанів з кількістю посадкових 
місць понад 500; 
45 
 
н) тягові підстанції міського електротранспорту; 
п) ЕОМ обчислювальних центрів, які вирішують комплекс 
народногосподарських проблем і завдань управління окремими галузями, а 
також обслуговуючі технологічні процеси, основні електроприймачі яких 
відносяться до першої категорії; 
р) центральний диспетчерський пункт міських електричних мереж, 
теплових мереж, мереж газопостачання, водопровідно-каналізаційного 
господарства та мереж зовнішнього освітлення; 
с) пункти централізованої охорони (ПЦО); 
т) центральні теплові пункти (ЦТП), що обслуговують будівлі 
висотою 17 поверхів і більше, все ЦТП в зонах із зимовою розрахунковою 
температурою мінус 40° С і електроприймачі споживачів, перелічених у 
підпунктах а, в, г, е, ж, і, до, л, м, відносяться до другої категорії. 
До електроприймачів другої категорії відносяться [4]: 
а) житлові будинки з електроплитами за винятком одно-
восьмиквартирних будинків; 
б) житлові будинки висотою 6 поверхів і вище з газовими плитами або 
плитами на твердому паливі; 
в) гуртожитку місткістю 50 осіб і більше; 
г) будівлі установ висотою до 16 поверхів з кількістю працюючих від 
50 до 2000 чоловік; 
д) дитячі установи; 
е) медичні установи, аптеки; 
е) криті видовищні і спортивні підприємства з кількістю місць в залі 
від 300 до 800; 
і) відкриті спортивні споруди зі штучним освітленням з кількістю 
місць 5000 і більше або при наявності 20 рядів і більше; 
к) підприємства громадського харчування з кількістю посадкових 
місць від 100 до 500; 
46 
 
л) магазини з торговою площею від 250 до 2000 м2 ; 
м) підприємства з обслуговування міського транспорту; 
н) лазні з числом понад 100; 
п) комбінати швидкого обслуговування, господарські блоки та ательє 
з кількістю робочих місць понад 50, салони-перукарні з кількістю робочих 
місць понад 15; 
р) хімчистки та пральні (продуктивністю 500 кг і більше білизни в 
зміну); 
с) об'єднані господарсько-питні та виробничі водопровади міст і 
селищ з числом жителів від 5 до 50 тис. чол. включно; каналізаційні насосні 
станції та очисні споруди каналізації, що допускають перерви в роботі, 
викликані порушеннями електропостачання, які можуть усуватися шляхом 
оперативних перемикань в електричній мережі; 
т) навчальні заклади з кількістю учнів від 200 до 1000 чол .; 
у) музеї та виставки місцевого значення; 
ф) готелі висотою до 16 поверхів з кількістю місць від 200 до 1000; 
х) бібліотеки, книжкові палати і архіви з фондом від 100 тис. до 1000 
тис. одиниць зберігання; 
ц) ЕОМ обчислювальних центрів, відділів та лабораторій; 
електроприймачі установок теплових мереж - запірної арматури при 
телекеруванні, підкачувальних змішувачів, церкуляціонних насосних систем 
опалення та вентиляції, насосів для зарядки і зарядки баків акумуляторів для 
підживлення теплових мереж у відкритих системах теплопостачання, 
підживлюючих насосів в вузлах розтин, теплових пунктів; ш) диспетчерські 
пункти житлових районів і мікрорайонів, районів електричних мереж; 
щ) освітлювальні установки міських транспортних і пішохідних 
тунелів, освітлювальні установки вулиць, доріг і площ категорії ''А''.  
 
  
47 
 
2.1 Типові добові графіки електричного навантаження 
характерних непромислових споживачів 
 
Добові графіки електричних навантажень непромислових споживачів: 
(житлові будинки індивідуальної забудови – приватний сектор; 
багатоповерхові житлові будинки з газовими плитами; багатоповерхові 
житлові будинки з електроплитами; бюджетні установи; комерційні об'єкти; 
спортивні заклади; культурно-видовищні споруди тощо) у силу специфіки 
призначень та характеру функціонування істотно відрізняються [4]. 
Щоб дати уявлення про вказані навантаження, на рис. 2.1 – 2.6 
приведені добові графіки електричних навантажень, для деяких – як для 
робочих, так і вихідних днів [15, 20, 21, 22]. 
 
 
Рис. 2.1 – Добові графіки активної потужності житлових будинків:  
1 – житлові будинки індивідуальної забудови (приватний сектор);  
2 – 9-поверховий житловий будинок з газовими плитами;  
3 – 5-поверховий житловий будинок з електроплитами 
 
48 
 
 
Рис. 2.2 – Добові графіки активної потужності бюджетних установ:  
1 – середня школа; 2 – вуз; 3 – адміністративна будівля; 4 – середнє значення 
 
 
Рис. 2.3 – Добові графіки активної потужності комерційних об'єктів:  
1 – швейний цех; 2 – торговий дім; 3 – середнє значення 
 
49 
 
 
 
Рис. 2.4 – Графіки навантаження активної потужності робочого (1) і 
вихідного (2) днів житлових багатоквартирних будинків:  
а) – 9-поверхового з газовими плитами; б) – 5-поверхового з електроплитами 
 
На рис. 2.5 приведені графіки електричних навантажень отримані за 
результатами вимірювань і обробки 138 добових графіків навантаження [22, 
23 ]. Добові графіки активної потужності, отримані в електричних мережах 
(рис. 2.5), свідчать про те, що відносні значення графіків P(t), отримані в 
результаті вимірів на фідерах різних підстанцій електричних мереж , мають 
однаковий характер і характеризуються незначним розкидом. 
Попередній поверхневий аналіз показує помітну прогнозовану 
відмінність ГЕН житлових будинків і ГЕН комерційних та громадських 
споруд. 
Надалі зосередимося на ГЕН багатоквартирних будинків мікрорайонів. 
   
50 
 
 
 
Рисунок 2.5 - Добові графіки активної потужності фідерів приватного 
сектора підстанції (для робочих днів тижня) 
 
2.2 Розрахунок електричних навантажень багатоквартирних 
будинків  
 
У якості об’єктів - багатоквартирних будинків - будемо розглядати 
БКБ мікрорайону великого мегаполісу, розташованого в північній частині у 
м. Київ, що характеризується наявністю житлових багатоквартирних 
будинків (БКБ) підвищеної поверховості (11-16 поверхів) і висотних (вище 
16 поверхів) з кухонними електричними плитами потужністю 8,5 кВт 
відповідно проектними даними. Крім БКБ на території мікрорайону, на 
момент обстеження, був присутній дитячий сад на 230 місць, поліклініка на 
200 відвідувань в зміну, котельня, зливові очисні споруди (ЛОС), 
каналізаційна насосна станція (КНС), водонапірна насосна станція (ВНС). 
На території мікрорайону також запроектована, але не побудована 
загальноосвітня школа на 850 учнів (розрахункова потужність 212,5 кВт). 
51 
 
Типовий БКБ складається з наступних основних частин: 
• житлова частина – квартири, сходові клітини, допоміжні 
приміщення; 
• нежитлова частина – вбудовані / прибудовані приміщення (магазини, 
аптеки, перукарські та інші громадські будівлі), зазвичай – перший поверх 
багатоповерхового БКБ; 
• ІТП – індивідуальний тепловий пункт; 
• ВНС – водонапірна насосна станція. 
Для кожної частини житлового будинку здійснюється окремий облік 
електроенергії, за показниками приладів обліку, встановлених на кабельних 
лініях, що відходять від ВРУ. 
Основні параметри і схеми розподільчих мереж приведено нижче. 
Розподільна мережа 0,4 кВ. Розподільні мережі 0,4 кВ бувають двох типів: 
зовнішні (від ТП до будинків) й внутрішні (у середині будинків). 
Зовнішні розподільні мережі 0,4 кВ. Для електропостачання 
споживачів III категорії використовують одиночні радіальні і магістральні 
лінії з одностороннім живленням (рис. 2.6). 
 
Рис. 2.6. Одиночні радіальні й магістральні лінії з одностороннім 
живленням зовнішніх розподільчих мереж 0,4 кВ 
52 
 
 
Для електропостачання споживачів II і III категорій використовують 
неавтоматизовані двопроменеві чи  петльові  схеми двостороннього 
живлення 
(рис. 2.7). 
 
Рис. 2.7. Неавтоматизовані схеми з двостороннім живленням зовнішніх 
розподільчих мереж 0,4 кВ:  
а – двопроменева; б – петльова 
 
При установці АВР на стороні 0,4 кВ двопроменевих схем з умовою, щ 
лінії одержують живлення від незалежних ДЖ, ця схема може 
використовуватися для електропостачання споживачів I категорії. 
Застосовуються також замкнуті мережі. Така мережа являє собою 
замкнуту сітку, у вузли якої підводиться живлення від ТП по лініях, що 
підключені через автомати зворотного струму (рис. 2.8). Вузли мережі, до 
яких підводиться живлення, виконують із захисними апаратами і без 
захисних апаратів. У першому випадку (із захисними апаратами) 
використовуються трижильні кабелі з паперово-масляною ізоляцією і 
запобіжники. У другому випадку застосовують одножильні кабелі з 
синтетичною ізоляцією, що прокладаються в блоках. При пошкодженні 
такого кабелю невелика ділянка його вигорає з наступним заповненням 
застиглою ізоляцією. 
53 
 
Електропостачання припиняється тільки для тих споживачів, що 
підключені безпосередньо до вигорілої ділянки кабелю. 
 
Рис. 2.8. Замкнуті зовнішні розподільні мережі 0,4 кВ 
 
Внутрішні розподільні мережі в будинках. Ця мережа складається з 
ввідного розподільного пристрою (ВРП), стояків і квартирної мережі. 
Внутрішні розподільні мережі виконують за одиночною магістральною 
схемою з одностороннім живленням та іноді з двостороннім живленням 
(рис. 2.9), що працює у замкнутому режимі, де в точці потокорозподілу 
встановлюють автоматичний вимикач, який поділяє мережу навпіл у разі її 
пошкодження. 
 
Рис. 2.9. Внутрішні розподільні мережі 0,4 кВ: 
а – одиночна магістральна мережа з одностороннім живленням;  
б – одиночна магістральна мережа з двостороннім живленням 
 
54 
 
Схеми ВРП залежать від категорійності споживачів і силового 
навантаження. Так, житлові будинку до 5 поверхів (III категорія) можуть 
мати схеми ВРП, показані на рис. 2.10.  
 
 
Рис. 2.10. Схеми ВРП споживачів III категорії: 
а – при петльовій схемі електропостачання з резервною перемичкою; 
б – при магістральній схемі електропостачання 
 
Для електропостачання житлових будинків висотою 6-16 поверхів 
включно з силовими електроприймачами (II категорія) використовують 
схему з двома роздільними вводами (рис. 2.11).  
 
 
Рис. 2.11 – Схема ВРП споживачів II категорії 
 
55 
 
Один з вводів використовується для живлення електроприймачів 
квартир і робочого освітлення сходів, горищ, підвалів, зовнішнього 
освітлення. Другий ввід живить ліфти, інші силові електроприймачі та 
аварійне освітлення приміщень загального користування в будинку.  
Для живлення житлових будинків висотою понад 16 поверхів з 
електроприймачами першої категорії застосовують схему з АВР на силовому 
вводі (рис. 2.12). 
 
 
Рис. 2.12. Схема ВРП споживачів I категорії 
 
До вводу домового (несилового) навантаження підключаються стояки. 
Від стояків через щиток у кожну квартиру відходить не менше двох 
груп проводів однієї фази і нульового проводу (рис. 2.13). 
56 
 
 
Рис. 2.13. Квартирна мережа 
 
У приведених далі експериментальних дослідженнях (за 
літературними даними) розрахункове фактичне електричне навантаження 
мікрорайону визначалося як сума графіків електричного навантаження 
окремих приладів обліку, заміряних в один і той же момент часу. При цьому 
в якості фактичного електричного навантаження мікрорайону прийняте 
максимальне електричне навантаження на 30-ти хвилинному інтервалі 
осереднення. 
Графіки активного і реактивного електричного навантаження по 
мікрорайону, що спостерігалися за даними [23, 22, 24, 25] в вихідний та 
робочий дні наведені на рис. 2.14, 2.15. 
 
Рис. 2.14. Графік зміни активної потужності мікрорайону: 
57 
 
1 – вихідний день , 2 – робочий день 
 
 
Рис.2.15. Графік зміни реактивної потужності мікрорайону: 
1 – вихідний день , 2 – робочий день 
 
З графіків електричного навантаження мікрорайону, наведених на рис. 
2.14 і 2.15, видно, що вечірній максимум електричного навантаження 
мікрорайону в робочі та вихідні дні значно вище ранкового максимуму, це 
говорить про переважання побутового квартирного електричного 
навантаження в загальному електричному навантаженні мікрорайону. На цей 
факт також вказує високе значення коефіцієнта потужності електричного 
навантаження мікрорайону, величина якого визначається великою часткою 
активного електричного навантаження плит в квартирах по відношенню до 
повної потужності електричного навантаження мікрорайону. Мінімальна 
величина коефіцієнт потужності електричного навантаження мікрорайону 
становила 0,98, внаслідок цього в подальших розрахунках реактивним 
потужностям приділено менше уваги. 
Питомі розрахункові електричні навантаження жител 1-го та 2-го видів 
наведені довідковій літературі.  
58 
 
Графіки зміни максимальної фактичної активної і реактивної 
потужності по житлових будинках серії серія «КТ» і Т22, за весь час 
спостережень, наведені на рис. 2.16 і 2.17 [26]. 
 
 
Рис. 2.16. Графік зміни максимальної фактичної потужності  
житлового будинки серії серія «КТ»:  
1 – активна потужність, 2 – реактивна потужність 
 
 
 
Рис. 2.17. Графік зміни максимальної фактичної потужності  
житлового будинки серії Т22: 
1 – активна потужність, 2 – реактивна потужність 
 
Дольовий розподіл електричних навантажень всередині БКБ припадає 
на квартири, нежитлові приміщення, ліфти, загальнобудинкові потреби 
59 
 
(ЗБП), індивідуальний тепловий пост (ІТП), водонапірна насосна станція. 
(ВНС) для обох типів обстежуваних будинків, наведено на рис. 2.18. 
 
 
 
Рис. 2.18. Дольовий розподіл електричних навантажень  
житлових будинків:  
а) серії серія «КТ», б) серії Т22 
 
З рис. 2.17 слід, що дольовий розподіл електричних навантажень в 
обстежених БКБ ідентичний, так як якщо прибрати з електричного 
навантаження житлового будинку Т22 навантаження «Вбудованих 
приміщень», то співвідношення навантажень буде збігатися.  
  
60 
 
Найбільше електричне навантаження в БКБ зосереджено в 
електричному навантаженні квартир, отже, з великою часткою ймовірності 
можна стверджувати, що перевищення розрахункового електричного 
навантаження знаходиться в визначенні електричного навантаження 
житлової частини БКБ [26]. 
Визначимо розрахункове електричне навантаження квартир відповідно 
до ДБН В.2.5-23:2010 за формулою (1.26): 
– квартири БКБ серія «КТ»: Ркв = Ркв.пит n =1,385 182 = 252,07кВт ; 
– квартири БКБ серії Т22: Ркв =1,371192 = 263,23 кВт . 
Фактичні значення електричних навантажень квартир отримані як 
сума електричних навантажень окремих вводів в день спостереження 
максимумів навантажень по кожному БКБ, без урахування коефіцієнта 
розбіжності максимумів навантажень [26, 27 ], складають: 
– квартири БКБ серії «КТ»: Рфакт.кв =118,5 кВт ; 
– квартири БКБ серії Т22: Рфакт.кв =117,91кВт . 
Тобто виявлено факт завищення розрахункової електричного 
навантаження квартир як мінімум на 112 ÷ 123 %. У реальності завищення 
розрахункової електричного навантаження буде вищим, так як сумарне 
фактичне навантаження визначається не складанням максимумів 
навантажень окремих ГЕН, а їх миттєвих значень, максимуми яких не завжди 
збігаються . 
Для подальшого уточнення фактичної електричного навантаження 
мікрорайону та житлових БКБ враховано оцінку рівня заселеності 
мікрорайону і обстежуваних житлових будинків. 
 
  
61 
 
2.3 Аналіз розрахункових і фактичних графіків електричних 
навантажень мікрорайону та житлових багатоквартирних будинків  
 
Аналіз ГЕН мікрорайону і частин житлового БКБ дозволив визначити 
фактичне електричне навантаження: 
• мікрорайону – 3267,8 кВт, з переважною електричної 
навантаженням БКБ – 2254,78 кВт (69 % від загального навантаження),  
• БКБ серії серія «КТ» – 140,46 кВт: 
• квартири – 118,5 кВт; 
• БКБ серії Т22 – 156,35 кВт: 
• квартири – 117,91 кВт. 
Враховуючі рівень заселеності мікрорайону можна визначити 
передбачуване фактичне навантаження при 100% рівні заселення, при цьому 
враховуючи тільки приріст в навантаженні квартир. Порівняння 
розрахункових і фактичних електричних навантажень мікрорайону і 
обстежуваних БКБ, при 100 % рівні заселення, приведено в табл. 2.2. 
Розрахункові електричні навантаження прийняті за даними проектів 
електропостачання. 
Порівняння розрахункових і фактичних електричних навантажень 
показало, що запас в розрахунковому електричному навантаженні 
мікрорайону становить 180 %, в електричному навантаженні БКБ – 108 ÷ 
135 %, в електричному навантаженні квартир – 57 ÷ 87 %.  
Тому пріоритетним напрямком магістерської роботи є підвищення 
точності РЕН мікрорайону є уточнення методики розрахунку електричних 
навантажень квартир, фактична величина навантаження яких в мікрорайоні 
складає як мінімум 52 %. 
Відносна похибка РЕН, починаючи від квартир, як основного 
навантаження, і закінчуючи мікрорайоном в цілому, зростає; це вказує на те, 
що складання розрахункових електричних навантажень здійснюється з 
62 
 
наростаючою похибкою, зумовленою розбіжністю максимумів електричних 
навантажень. В [26, 27] при додаванні електричних навантажень різних 
об'єктів мікрорайону передбачені коефіцієнти розбіжності максимумів 
навантажень, але значна похибка в розрахунках вказує на їх неточність. 
Таблиця 2.2 
Порівняння розрахункових і фактичних електричних навантажень по 
мікрорайону та обстежуваним БКБ 
Фактичне електричне 
навантаження, кВт 
Найменування 
№ заселеність 
навантаження заселеність 
на рівні 
100% 
2018 р 
1 мікрорайон 3267,8 4271,63 12000 7728,7 180,92 
БКБ серії 
2 «КТ» всього,  140,46 171,96 459,19 187,23 108,88 
в тому числі: 
квартири  (з 
2.1 урахуванням 118,5 158,65 252,07 9342 58,88 
ЗБП) 
БКБ серії Т22 
3 за все, в тому 156,35 172,4 406,66 234,26 135,88 
числі: 
квартири (з 
3.1 урахуванням 117,91 143,16 263,23 120,07 3,87 
ЗПБ) 
 
2.4 Математичне моделювання електричного навантаження 
житлових багатоквартирних будинків 
 
В даному підрозділі виконаний аналіз групових та індивідуальних 
ГЕН житлових багатоквартирних будинків, для визначення основних 
характеристик і процесу формування групового ГЕН на основі кореляції 
індивідуальних ГЕН у відповідності з методикою [28]. 
Як індивідуальні ГЕН прийняті графіки вводів до житлових БКБ, а 
групові ГЕН отримані в результаті підсумовування цих індивідуальних ГЕН. 
Розрахункове 
електричне 
навантаження,  
кВт 
Абсолютна 
похибка, 
кВт 
Відносна 
похибка 
розрахунку % 
63 
 
Основна увага була приділена дослідженню електричних навантажень 
квартир і вводів у ВРУ житлової частини, від яких живляться квартири, так 
як найбільшу частку електричного навантаження житлового будинку 
становить електричне навантаження квартир (див. рис. 2.11). ГЕН нежитлової 
частини БКБ, ліфтів, ІТП і ВНС, в роботі приділено менше уваги, так як їх 
фактичне навантаження, в розглянутих випадках, не велике і не є 
пріоритетним завданням дослідження. 
Графік електричного навантаження БКБ є нестаціонарним випадковим 
процесом, який можна представити у вигляді адитивної моделі [13]: 
 
 P(t) = PT(t) + PR (t) ,                                        (2.1) 
 
де PT (t)  – трендова складова добового ГЕН, яка визначається як середня 
потужність на "ковзному" інтервалі осереднення   [13]: 
 
t
1
 PT (t) = Pc(t,) =  P(t)dt ,                                (2.2) 

t−
 
де PR (t)  – випадкова складова ГЕН. 
Випадкову складову ГЕН PR (t)  отримаємо як різниця фактичного 
ГЕН і його трендової складової PT (t)  
 
PR (t) = P(t) − PТ(t) . 
 
Дослідження добових ГЕН груп квартир показали, що відмінності в 
ефективному і середньому електричному навантаженні, на 30-ти хвилинних 
ковзаючих інтервалах усереднення, не перевищує 1 %, внаслідок цього, при 
моделюванні електричних навантажень, прийнято наступне припущення [8-
10]: 
64 
 
 
PT (t) = Pс(t,)  Pе(t,) . 
На рис. 2.19 – 2.20 наведено приклад ГЕН житлового будинку, а також 
його трендова і випадкова складові. 
На ГЕН добре виражені три часові зони: зона з мінімальним 
навантаженням – з 0:00 год. до 8:00 год., зона із середнім навантаженням – з 
8:00 год. по 16:00 год., зона з максимальним навантаженням – з 16:00 год. до 
24:00 год. 
 
 
Рис. 2.19. Вихідний ГЕН житлового будинку P(t)  
 
Рис. 2.20. Трендова складова ГЕН PT (t)  
 
65 
 
Визначимо основні характеристики ГЕН навантаження для кожної 
часової зони і цілком за добу [13]: 
• ефективне навантаження Pе ; 
• середнє навантаження Pc ; 
• дисперсію DP ;  
• коефіцієнт форми Кф , який визначається за формулою: 
 
Р
К е
ф = .  
Рс
 
Діапазони змін трендової складової ГЕН, від їх мінімального значення 
до максимального значення на прикладі житлового будинку серії «КТ» 
наведені в табл. 2.3. 
Як і у випадку з трендової складової, випадкову складову PR (t)  ГЕН 
житлових будинків також розділимо на три ділянки, так як зміни випадкової 
складової безпосередньо пов'язані зі змінами трендової складової. 
Найменші коливання випадкової складової щодо трендової складової, 
як і очікувалося, спостерігається в перший часовий інтервал, що пов'язане з 
мінімальною участю побутового квартирного електричного навантаження в 
сумарному ГЕН. У другій і третій часові інтервали вплив побутового 
навантаження значно вище і коливання випадкової складової в основному 
визначається тим, наскільки часто вони включаються. 
Отримані числові значення основних характеристик групових і 
індивідуальних ГЕН [26, 27] в подальшому використані при розробці 
уточнюючих методик РЕН квартир і житлових БКБ і порівнянні результатів 
розрахунку з фактичними даними. 
 
  
66 
 
Таблиця 2.3 
Діапазони змін основних властивостей трендових складових 
ГЕН житлового будинку 
Найменування  Межі змін за періодами доби 
споживачів з 0:00 по з 8:00 по з 16:00 по з 0:00 по 24:00 
8:00 16:00 24:00 
min max min max min max min max 
Рср,кВт 4,49 4,85 5,38 5,67 5,53 5,99 5,16 5,43 
(Ліфти, Реф,кВт 4,50 4,86 5,38 5,68 5,55 6,01 5,19 5,45 
димовидалення) DP,кВт2 0,06 0,21 0,05 0,18 0,08 0,24 0,31 0,43 
Кф 1,002 1,005 1,001 1,003 1,001 1,003 1,005 1,008 
Рср,кВт 5,86 7,07 6,39 7,98 6,24 7,90 6,18 7,65 
Реф,кВт 5,86 7,07 6,39 7,99 6,24 7,93 6,18 7,68 
ЗПБ 
DP,кВт2 0,03 0,63 0,04 0,84 0,01 0,56 0,08 0,52 
Кф 1,000 1,007 1,000 1,007 1,000 1,006 1,001 1,006 
Рср,кВт 11,23 35,14 22,50 42,96 28,27 51,38 21,21 42,09 
Реф,кВт 11,67 35,39 22,60 43,27 28,57 51,62 22,71 43,14 
Квартири 
DP,кВт2 3,96 26,82 4,63 100,37 9,03 55,71 34,37 167,50 
Кф 1,004 1,053 1,003 1,045 1,003 1,021 1,013 1,111 
Рср,кВт 0,00 0,24 0,00 0,78 0,00 0,72 0,00 0,57 
Вбудовані Реф,кВт 0,00 0,24 0,00 0,85 0,00 0,78 0,00 0,68 
приміщення DP,кВт2 0,00 0,00 0,00 0,11 0,00 0,15 0,00 0,14 
Кф 1,000 1,000 1,090 1,090 1,094 1,186 1,189 1,210 
Рср,кВт 0,27 2,33 0,72 1,82 0,29 2,33 0,82 1,60 
Реф,кВт 0,28 2,33 0,84 1,95 0,29 2,33 0,97 1,80 
ІТП 
DP,кВт2 0,00 0,00 0,19 0,53 0,00 0,00 0,25 0,70 
Кф 1,000 1,031 1,073 1,298 1,000 1,002 1,121 1,271 
Рср,кВт 1,08 1,54 1,43 2,11 1,51 2,47 1,39 2,03 
Реф,кВт 1,09 1,55 1,44 2,12 1,53 2,48 1,41 2,08 
НВС 
DP,кВт2 0,02 0,09 0,02 0,09 0,02 0,08 0,07 0,22 
Кф 1,004 1,021 1,004 1,013 1,002 1,017 1,014 1,042 
Рср,кВт 37,36 74,41 63,72 96,86 75,70 114,41 58,93 92,60 
Реф,кВт 38,10 74,93 64,46 97,82 76,07 114,69 61,67 95,30 
Всього по дому 
DP,кВт2 39,34 95,33 5,04 288,07 40,31 120,20 266,81 577,34 
Кф 1,005 1,020 1,001 1,022 1,002 1,008 1,017 1,056 
 
 
  
67 
 
2.5 Аналіз кореляційних зв'язків ГЕН житлових БКБ 
 
2.5.1 Кореляція випадкових складових ГЕН житлових БКБ 
Виконаємо згідно [26, 27] оцінку автокореляційних функцій (АКФ), що 
зв'язують значення ординат графіків PR (t)  на різному віддаленні ступенів 
ГЕН один від одного, при t = 3 хв: 
– АКФ випадкової складової в іменованих одиницях: 
 
1 n−m
К(m) =  P P 2
i i+m − Pc ,    (2.3) 
n −m
i=1
 
де Pi  – значення випадкової складової ГЕН в i -й момент часу, кВт; 
Pi+m  – значення випадкової складової ГЕН в i + m i +m  момент часу, кВт; 
Pc  – середнє значення випадкової складової ГЕН; 
n – загальна кількість ступенів ГЕН, при t = 24 години і Δt = 3хв, n = 480; 
m – зсув у часі, що виражається в кількості ступенів тривалістю Δt = 3хв, 
0 ≤ m ≤ n. 
– нормована АКФ випадкової складової (відносні одиниці): 
 
k(m) =K(m) / K(0) ,     (2.4) 
 
де K(0)  – дисперсія випадкової складової ГЕН. 
На рис. 2.21 приведено графіки АКФ випадкової складової ГЕН 
житлового будинку. 
З графіків кореляційних функцій і значень коефіцієнтів кореляції, 
видно, що ступінь кореляційної зв'язку між сусідніми ступенями слабка і 
практично повністю затухає при m =10 , що відповідає часовому інтервалу в 
30 хвилин. Звідси можна зробити висновок, що при тридцяти хвилинному 
68 
 
осреднении ГЕН при визначенні максимального розрахункового 
навантаження, можна не враховувати кореляція його випадкової складової. 
 
 
 а) б) 
Рис. 2.21 - АКФ випадкової складової ГЕН житлового будинку: 
а) – у іменованих одиницях; б) – у відносних одиницях 
 
Виконаємо згідно оцінку взаємнокореляційніої функції (ВКФ) 
випадкової складової ГЕН PR (t)  житлових багатоквартирних будинків за 
умови поступового зміщення ступенів одного графіка щодо іншого на t + t , 
t = 3 хв: 
– ВКФ випадкових складових в іменованих одиницях: 
 
1 n−m
К12(m) =  P1i P2i+m − P1c P2c ,    (2.5) 
n −m
i=1
 
де P1i  i P2i  – значення випадкових складових ГЕН в i -й момент часу, кВт; 
P1c , P2c , – середні значення випадкових складових ГЕН, кВт; 
– нормована ВКФ випадкових складових (відносні одиниці): 
 
k12(m) = K12(m) / K1(0) K2(0) ,                            (2.6) 
 
69 
 
де K1(0) , K2(0)  – дисперсії випадкових складових ГЕН. 
ВКФ випадкових складових ГЕН житлових будинків у іменованих та 
відносних одиницях приведена на рис. 2.22. 
 
 
а)                                                                б) 
Рис. 2.22. ВКФ випадкових складових ГЕН житлових будинків: 
а) – у іменованих одиницях; б) – у відносних одиницях 
 
Як видно з графіків ВКФ і значень коефіцієнтів кореляції, 
кореляційний зв'язок між двома випадковими складовими ГЕН двох 
житлових багатоквартирних будинків практично відсутній. Таким чином, при 
оцінці максимальних навантажень на шинах 0,4 кВ ТП або мікрорайону в 
цілому від електричних навантажень квартир, можна не враховувати 
кореляцію  випадкової складової добових ГЕН. 
 
2.5.2 Кореляція трендових складових ГЕН житлових БКБ 
У комунально-побутовому навантаженні форма трендової складової 
ГЕН визначається режимом роботи окремих груп електроприймачів, а не 
індивідуальних приймачів, як у випадку з випадковою складовою ГЕН [26, 
27, 13, 28]. 
Режими роботи цих груп приймачів можна назвати сталими, в силу 
сформованого розпорядку життя населення мегаполісів, внаслідок цього 
форми трендових складових ГЕН квартир і житлових багатоквартирних 
70 
 
будинків по формі збігаються, отже, і форми графіків АКФ і ВКФ також 
будуть збігатися. 
Виконаємо оцінку кореляційних функцій ГЕН житлових БКБ і ГЕН 
вводів в ВРУ житлової частини, що зв'язують значення ординат графіків 
PT (t)  при зміщенні ГЕН один щодо одного, за формулами 2.5 і 2.6. 
Результати розрахунку наведені на рис. 2.23. 
Всі графіки кореляційних функцій мають форми, що близькі до 
параболи або трапеції, внаслідок цього, з достатньою для практичних 
розрахунків точністю, вони можуть бути замінені моделями [13]: 
 
( 2
– параболічна: K12П =1 2  6(m− 0,5) − 0,5) ;                                (2.7) 
 
  m  n
1 2  1− 4,5 ; 0  m 
 n 3
 
 n 2
– кусочно-лінійна: K12П = −0,51 2;  m  n .          (2.8) 
 3 3
  m  2
1 2  4,5 − 3,5; n  m  n
  n  3
 
 
Рис. 2.23. ВКФ трендових складових ГЕН за добу у відносних одиницях:  
а) ввід №1 в ВРУ житлової частини БКБ серії 1; б) БКБ серії  
71 
 
 
У реальних же умовах, зміщення трендових складових ГЕН 
комунально-побутових споживачів один щодо одного малоймовірно. 
Кореляція ж окремих ГЕН, без урахування їх зміщення, повинна бути 
високою в силу сформованого розпорядку користування побутовими 
електроприладами. Визначимо величини взаємних кореляційних моментів 
трендових складових ГЕН житлових будинків і вводів у житлову частину по 
формулами (2.5), (2.6), за умови, що m = 0 . Результати розрахунку 
кореляційних моментів трендових складових ГЕН вводів в ВРУ житлової 
частини БКБ наведені в табл. 2.4. 
Таблиця 2.4 
Кореляційні моменти трендових складових ГЕН вводів в 
ВРУ житлової частини БКБ 
Найменування Значення кореляційного моменту залежно від 
№ 
житлового Дата виміру часового поясу 
п.п. 
будинку 0:00-8:00 8:00-16:00 16:00-24:00 0:00-24:00 
17.11.2016 0,90 0,84 0,64 0,94 
18.11.2016 0,91 0,84 0,50 0,92 
22.12.2016 0,88 0,49 0,45 0,88 
23.12.2016 0,77 0,72 0,39 0,89 
Житловий 24.12.2016 0,75 -0,23 0,85 0,78 
будинок 10.02.2017 0,68 0,90 0,48 0,92 
1 серії 11.02.2017 0,86 -0,61 0,55 0,86 
«КТ» максимальне 
0,91 0,90 0,85 0,94 
 значення 
середнє 
0,82 0,42 0,55 0,89 
значення 
мінімальне 
0,68 -0,61 0,39 0,78 
значення 
  
72 
 
17.11.2016 0,84 0,73 0,87 0,95 
18.11.2016 0,96 0,79 0,83 0,92 
22.12.2016 0,84 0,09 0,63 0,88 
23.12.2016 0,93 0,78 0,53 0,92 
24.12.2017 0,84 -0,26 0,53 0,86 
Житловий 
10.02.2017 0,95 0,84 0,74 0,93 
будинок 
2 11.02.2017 0,95 0,39 0,86 0,94 
серії 
максимальне 
Т22 0,96 0,84 0,87 0,95 
значення 
середнє 
0,90 0,48 0,75 0,91 
значення 
мінімальне 
0,84 -0,26 0,53 0,86 
значення 
максимальне 
0,93 0,87 0,86 0,95 
Середнє значення 
значення по середнє 
3 0,86 0,45 0,65 0,90 
обом будинках значення 
 мінімальне 
0,76 -0,43 0,46 0,82 
значення 
 
Таблиця 2.4 
Кореляційні моменти трендових складових ГЕН житлових будинків серії 
«КТ» і серії Т22 
Кореляційний момент, в залежності від часової зони 
Дата виміру 
0:00-8:00 8:00-16:00 16:00-24:00 0:00-24:00 
17.11.2016 0,96 0,86 0,83 0,97 
18.11.2016 0,95 0,97 0,88 0,98 
22.12.2016 0,97 0,83 0,79 0,97 
23.12.2016 0,90 0,91 0,82 0,97 
24.12.2016 0,90 0,54 0,90 0,95 
10.02.2017 0,95 0,93 0,82 0,96 
11.02.2017 0,93 0,40 0,86 0,96 
Максимальне 
0,97 0,97 0,90 0,98 
значення 
Середнє 
0,94 0,78 0,84 0,97 
значення 
Мінімальне 
0,90 0,40 0,79 0,95 
значення 
 
  
73 
 
Найменша величина кореляційного моменту за добу спостерігається в 
період з 16:00 год до 24:00 год, тобто в момент максимального споживання 
електричної енергії, що обумовлено певним зміщенням включення основних 
електроприймачів, що працюють в цей момент часу: мікрохвильові печі, 
електрочайники, електричні плити тощо. Перераховані приймачі, в момент 
часу з 16:00 год до 24:00 год, створюють основне електричне навантаження 
житлових БКБ [26, 27]. 
Якщо розглядати не окремі часові зони, а добу, то середній 
кореляційний момент для ГЕН вводів в ВРУ житлової частини склав 
k12(0) = 0,9  і для ГЕН житлових БКБ склав k12(0) = 0,97 . 
 
2.6 Перевірка гіпотези про нормальний закон розподілу 
випадкової складової ГЕН 
 
Дослідження показали, що закон розподілу випадкових ординат 
графіка P(t)  на інтервалі доби має розподіл, як правило, відмінний від 
нормального  [29]. Це пов'язано з тим, що трендова складова PT (t)  добового 
графіка, а також дисперсія випадкової складової значно змінюється протягом 
доби. Отже, сама постановка завдання визначення закону розподілу P(t)  за 
добу є некоректною, оскільки в цьому випадку не дотримуються умова 
однорідності вибірки даних. 
Координатами випадкової складової PR (t)  ГЕН є випадкова величина 
PR  з нульовим математичним очікуванням і ненульовою дисперсією. 
Перевірка гіпотези про нормальний закон розподілу випадкової 
складової ГЕН P 2
R (t)  в роботі виконана за критерієм Пірсона   [30].  
На рис. 2.24 наведені гістограми розподілу випадкової складової PR (t)  
за добу, а також на інтервалах: 0 ÷ 8 ч., 8 ÷ 16 год., 16 ÷ 24 год. 
 
74 
 
 
 
Рис. 2.24. Гістограма розподілу випадкової величини PR  для 
часового інтервалу 0 – 24 год 
 
Результати перевірки за критерієм Пірсона 2  узгодженості 
експериментального і теоретичного (нормального) законів розподілу 
випадкової величини R P на зазначених вище інтервалах наведені в табл. 2.5. 
Таблиця 2.5 
Числові характеристики випадок величини PR  і результати 
перевірки узгодженості за критерієм Пірсона 
2
Часовий Дисперсія Середн. 
Значення критерію   Висновок про 
№ Dp кв. відх. 
інтервал, ,  
п.п. p гіпотезу 
, кВт 
год. кВт2
  розрахункове критичне  
1 0-8 6,61 2,57 8,60 11,1 Підтверджується 
2 8-16 13,87 3,72 1130 14,1 Підтверджується 
3 16-24 15,42 3,93 11,09 12,6 Підтверджується* 
4 0-24 11,92 3,45 7,97 14,1 Підтверджується 
*При рівні значущості 0,025. 
 
Як видно з таблиці, на всіх розглянутих інтервалах гіпотеза про 
нормальному законі розподілу випадкової величини PR  підтверджується. 
 
75 
 
2.7 Математичне моделювання групового графіка навантаження 
 
Груповий ГЕН ВРУ, житлового будинку та мікрорайону в цілому 
може бути представлений у вигляді суми індивідуальних ГЕН, які є його 
складовими: 
n
P(t) =pi (t) .                                               (2.9) 
i=1
 
При цьому кожен індивідуальний ГЕН визначається середнім pci  і 
ефективним pei  електричними навантаженнями, дисперсією Dpi , 
коефіцієнтом форми кфi . Розрахункове електричне навантаження 
індивідуального ГЕН, при допущенні того, що воно дорівнює ефективному 
електричному навантаженню на інтервалі  , можна записати: 
 
 pi = pei = Dp 2
i + pc = pci кфі .                               (2.10) 
i
 
Тобто груповий ГЕН набуде вигляду [30]: 
 
n n
P = Dpi + p2
c =pci кфі.                            (2.11) 
i
i=1 i=1
 
Наявність кореляційних зв'язків між ГЕН говорить про необхідність їх 
врахування при визначенні електричного навантаження групи 
електроприймачів. 
Тоді дисперсія групового графіка навантаження може бути записана: 
 
n
 DP =Dpi + 2Kij(m) .                                       (2.12) 
i=1 i j
 
76 
 
Визначимо вирази, що зв'язують коефіцієнти форми і дисперсію 
групового графіка і його індивідуальних ГЕН без урахування і з урахуванням 
кореляції трендових складових цих графіків. 
 
Висновки до розділу 2  
Виявлено факт завищення розрахункового електричного навантаження 
квартир як мінімум на 112 ÷ 123 %. У реальності завищення розрахункового 
електричного навантаження буде вищим, так як сумарне фактичне 
навантаження визначається не складанням максимумів навантажень окремих 
ГЕН, а їх миттєвих значень, максимуми яких не завжди збігаються . 
Порівняння розрахункових і фактичних електричних навантажень 
показало, що перевищення розрахункового електричного навантаження 
мікрорайону становить 180 %, електричного навантаження БКБ в середньому 
– 122 %, в електричного навантаження квартир – в середньому 71 %. 
Таким чином, пріоритетним напрямком в підвищенні точності РЕН 
мікрорайону є уточнення методики розрахунку електричних навантажень 
квартир, фактична величина навантаження яких в мікрорайоні становить не 
менше 52 %. 
Виконаний аналіз групових та індивідуальних ГЕН житлових 
багатоквартирних будинків дозволив визначити їх основні характеристики: 
ефективні навантаження , середні навантаження, дисперсії , коефіцієнти 
форми , а також значення АКФ і ВКФ трендових і випадкових складових 
ГЕН квартир і житлових БКБ. 
З'ясовано, що при тридцятихвилинному осреднении ГЕН квартир і 
житлових БКБ з електроплитами, тобто при визначенні максимальних 
розрахункових навантажень, можна не враховувати його випадкову складову, 
так як кореляційний зв'язок між сусідніми ступенями слабкий і практично 
повністю затухає на цьому інтервалі осереднення. Взаємна кореляція між 
двома різними випадковими складовими ГЕН квартир і житлових БКБ з 
77 
 
електроплитами практично відсутня, отже, її також можна не враховувати 
при оцінці максимальних навантажень на шинах 0,4 кВ ТП або мікрорайону в 
цілому. 
Показано високий кореляційний зв'язок між трендовими складовими 
ГЕН вводів в ВРУ житлової частини і житлових БКБ в цілому. Отримано 
середні значення кореляційних моментів ГЕН:  
– ВРУ житлової частини: ;  
– БКБ в цілому. 
На основі виконаного аналізу характеристик фактичних ГЕН обрано 
математичні моделі групових ГЕН з урахуванням і без урахування кореляції 
індивідуальних ГЕН, однакових за формою і початком циклу. 
Запропоновані за результатами проведеного аналізу математичні 
моделі групових ГЕН, а також отримані основні характеристики ГЕН, що в 
подальшому використані при розробці уточнюючих методик РЕН. 
Підтверджено гіпотезу про нормальний закон розподілу випадкової 
складової ГЕН. 
  
78 
 
РОЗДІЛ 3 
ДООПРАЦЮВАННЯ МОДЕЛІ РОЗРАХУНКУ ЕЛЕКТРИЧНИХ 
НАВАНТАЖЕНЬ МІКРОРАЙОНІВ - АДИТИВНА ТРИСТУПЕНЕВА 
МОДЕЛЬ 
 
Розрахунок електричних навантажень мікрорайонів житлової 
забудови і житлових БКБ і об'єктів громадського призначення, що входять до 
нього, слід виконувати відповідно до чинних нормативних документів –ДБН 
В.2.5-23:2010, заснованими на емпіричних методах РЕН: метод коефіцієнта 
попиту, методи питомих навантажень. Виконання РЕН за цими нормативним 
документам останнім часом призводить до значних погрішностей в 
розрахунках. Так, розрахункові навантаження мікрорайонів з часткою 
житлової забудови більше 70 % і квартирами, що оснащені електроплитами 
до 8,5 кВт, перевищують фактичні навантаження в 2÷4 рази , що говорить 
про необхідність виконання досліджень, спрямованих на підвищення 
точності РЕН цієї категорії споживачів [26, 27, 22, 23]. 
Експериментальні дані свідчать про те, що найбільше електричне 
навантаження (близько 69 %), відноситься до житлових БКБ, з квартирами, 
що оснащені електричними плитами, при цьому найбільше електричне 
навантаження житлового будинку (за даними вимірів – 75 % ÷ 84 %) 
сконцентроване в електричному навантаженні квартир [26, 27, 22, 23]. 
Іншими словами, першим кроком у вирішенні завдання підвищення точності 
РЕН, є уточнення методу розрахунку навантажень квартир, з подальшим 
вдосконаленням моделі розрахунку на інших споживачів електроенергії 
(громадські будівлі, об'єкти комунального призначення) і рівні системи 
електропостачання (ввід в квартири, ВРУ житлового будинку, РУ-0,4 кВ ТП, 
РУ-6/10/20 кВ РТП) [22, 23]. 
Для вирішення поставленого завдання можна запропонувати два 
напрямки:  
79 
 
1. Уточнення методики РЕН, що закладено в діючих нормативів щодо 
проектування і РЕН житлових і громадських будівель; 
2. Розробка принципово нової методики РЕН, для даної категорії 
споживачів, що спирається на статистичні показники фактичного 
електроспоживання. 
Далі представлені результати досліджень і варіанти вирішення 
поставленого завдання по першому напрямку. 
 
3.1 Вдосконалення нормативної методики розрахунку електричних 
навантажень 
 
Виконання РЕН відповідно до ДБН В.2.5-23:2010, що засноване на 
емпіричних виразах методу коефіцієнта попиту і питомих електричних 
навантаженнях, з коефіцієнтами і питомими електричними навантаженнями, 
що отримано в процесі масових обстежень електричних навантажень. 
Тобто для уточнення методики розрахунку електричних навантажень 
[26, 27, 28, 4] цієї категорії споживачів необхідно провести подібні 
дослідження в сучасних міських умовах. 
Як уже згадувалося раніше, першим кроком у підвищенні точності 
РЕН мікрорайонів є підвищення точності РЕН квартир, які у відповідності до 
емпіричного виразу (1.24) визначають питоме навантаження, що припадає на 
одну квартиру Ркв.пит , яке в свою чергу залежить від кількості квартир, що 
підключено до вводу, живильної лінії, РУ-0,4 ТП. При цьому п. 9 додатка до 
таблиці 6.1 ДБН В.2.5-23:2010 [4] дозволяє коригування питомих 
електричних навантажень квартир, а саме: «Розрахункові дані, наведені в 
таблиці, можуть коригуватися для конкретного застосування з урахуванням 
місцевих умов. При наявності документованих і затверджених в 
установленому порядку експериментальних даних, розрахунок навантажень 
слід здійснювати по ним». Тобто результати  цієї роботи можуть служити 
80 
 
підставою для коригування питомих електричних навантажень квартир з 
електричними плитами до 8,5 кВт. 
Виконаємо оцінку питомих електричних навантажень для житлових 
БКБ, з урахуванням рівня їх заселеності, за формулою [4]: 
 
Рф.м
 Рр.пит = ,                                             (3.1) 
nкв
 
де Рф.м  – максимальне фактичне електричне навантаження за період 
обстеження електричних навантажень; 
η – рівень заселеності житлового будинку, %; 
nкв  – кількість квартир підключених до введення. 
При визначенні питомого електричного навантаження квартир 
необхідно врахувати електричне навантаження загальнобудинкових потреб, 
так як згідно з приміткою 2 до таблиці 6.1 ДБН В.2.5-23:2010 [4] «Питомі 
розрахункові навантаження квартир враховують навантаження освітлення 
загальнобудинкових приміщень (сходових клітин, підпілля, технічних 
поверхів, горищ тощо), а також навантаження слабкострумових пристроїв і 
дрібного силового обладнання (щитки протипожежних пристроїв, 
автоматики, обліку тепла і тощо, зачисні встановлення сміттєпроводів, 
підйомники для інвалідів)». 
Як правило, згідно з типовою схемою електропостачання житлового 
будинку, електричне навантаження загальнобудинкових потреб підключено 
до одного з двох вводів електроенергії . 
На рис. 3.1 приведено залежності питомих електричних навантажень 
квартир від їх кількості: 
81 
 
 
Рис. 3.1. Залежності питомих електричних навантажень квартир від їх 
кількості [23]: 
1 – нормовані значення по ДБН В.2.5-23:2010; 
2 – рекомендовані значення, отримані за результатами обстеження; 
3 – середні значення з урахуванням рівня заселеності, отримані за фактичними вимірами;  
4 – максимальні значення без урахування рівня заселеності,  
отримані за фактичними вимірами; 
5 – середні значення без урахування рівня заселеності, отримані за фактичними вимірами 
 
З рис. 3.1 випливає, що фактичне питоме електричне навантаження з 
рахуванням рівня заселеності для квартир з електричними плитами 8,5 кВт 
виявилося нижче нормативних величин в 1,8 ÷ 2,4 рази, що свідчать про 
необхідність перегляду питомих електричних навантажень для квартир з 
електричними плитами 8,5 кВт для конкретних місцевих умов [26, 31, 32]. 
Отримані на основі експериментів питомі електричні навантаження 
мають обмежену сферу застосування, пов'язану, по-перше, з розташуванням і 
характером навантаження (див. п. 9 додатка до таблиці 6.1 ДБН В.2.5-23:2010 
[4]), по-друге, обмеженістю проведених досліджень, тобто відсутністю 
вимірів і отже питомих навантажень для кількості квартир менше 50 і більше 
400. 
82 
 
З метою зниження ефекту зростання похибки в міру виконання 
розрахунку електричних навантажень знизу-вгору, а також для забезпечення 
можливості використання питомих електричних навантажень, отриманих в 
результаті експерименту, для кількості квартир понад 310, визначимо 
значення коефіцієнтів, що зв'язують максимуми електричних навантажень 
різних елементів системи електропостачання – коефіцієнтів розбіжності 
максимумів електричних навантажень [32, 26, 9]: 
 
Рр
Кн.м = ,                                        (3.2) 
n
pp,i
1
 
n
де pp,i  – сума розрахункових навантажень різних елементів системи 
1
електропостачання, наприклад вводів в квартири, ВРУ, житлових будинків, 
громадських будівель тощо, з яких складається результуюча навантаження 
Рр  елемента системи електропостачання. 
Подальшим напрямком в підвищенні точності РЕН мікрорайонів 
мегаполісів має бути уточнення методики РЕН громадських будівель і в 
першу чергу укрупнених розрахункових показників, таких, як питома 
потужність навантаження на одиницю площі або на одну людину. Так як з 
огляду на свою простоту, методи укрупнених розрахунків в першу чергу 
використовуються при оцінці сумарного навантаження мікрорайонів і, як 
наслідок, збільшення похибки в розрахунку навантаження [23, 9]. 
Що стосується уточнення методів РЕН громадських будівель, 
заснованих на використанні коефіцієнтів попиту і коефіцієнтів розбіжності 
максимумів [23, 9, 26, 27], і об'єктів комунального призначення, що 
використовують коефіцієнти використання і коефіцієнти розрахункового 
навантаження [8], необхідно проводити додаткові дослідження режимів 
83 
 
роботи електрообладнання і коригувати основні коефіцієнти розрахункових 
електричних навантажень. 
 
3.2 Вдосконалення моделі розрахунку електричного 
навантаження мікрорайону 
 
Модель розрахунку електричного навантаження мікрорайону повинна 
відповідати таким основним критеріям: точність і простота. 
Використовувана модель розрахунку електричних навантажень, що 
закладена в ДБН В.2.5-23:2010 [4], досить проста, завдяки чому була 
прийнята в проектну практику, але в останні роки ця модель показує 
недостатню, втрачену з часом, точність, пов'язану в основному з старінням 
своєї нормативної бази. Основним розрахунковим компонентом при 
визначенні розрахункових електричних навантажень БКБ і мікрорайонів міст 
є питоме електричне навантаження квартир. Коригування питомих 
електричних навантажень і для всього діапазону квартир від 1 до 1000 шт., у 
відповідності до таблиці 6.1 [4], досить складний і трудомісткий процес, 
вимагає величезних фінансових витрат. 
Більш фізично простим в реалізації і теоретично обґрунтованим 
рішенням підвищення точності моделі РЕН квартир, житлових БКБ, може 
з'явитися введення нової базової величини – середнього навантаження 
квартири , що не залежної від кількості квартир в будинку, але яка може бути 
різною в залежності від рівня життя населення, або типу будинків (бюджетні, 
підвищеної комфортності), при цьому середнє навантаження на квартиру 
можна прийняти в першому наближенні незалежним від кількості кімнат у 
квартирі, так як в будинках з електричними плитами. Приріст навантаження 
за рахунок збільшення площі квартири незначний, оскільки відбувається 
тільки за рахунок навантаження освітлення і приладів малої потужності 
(холодильників, телевізорів, аудіоустройств та ін.). 
84 
 
Визначення середніх навантажень на квартири є більш простим 
рішенням, ніж визначення питомих максимальних навантажень, так як 
вихідними даними для їх визначення і коригування може служити величина 
місячного споживання електроенергії, визначена за показаннями приладу 
обліку на вводах у будинок або квартиру [24, 26].  
Середнє електричне навантаження для мікрорайону приведена в 
таблиці на рис. 3.2. 
 
Рис. 3.2. Експериментальна залежність середніх електричних 
навантажень квартир від їх кількості в будинку:  
1 – середнє навантаження на одну квартиру в експерименті (за даними [23];  
2 – середнє значення за всіма експериментам; 3 – пряма рівняння лінійної регресії 
 
З графіка, зображеного на рис. 3.2 видно, що середнє електричне 
навантаження для однієї квартири рс.кв  лежить в діапазоні від 0,30 кВт до 
0,59 кВт. Середнє значення електричних навантажень квартир по всьому 
спектру вимірів практично незмінно (коливається в діапазоні від 0,40 кВт до 
0,42 кВт), і збігається з прямою рівняння лінійної регресії [53] отриманих 
величин, яка практично паралельна осі абсцис, що говорить про сталість 
середнього навантаження на одну квартиру і незалежність цієї величини від 
загальної кількості квартир в будинку. Розрахунки електричних навантажень 
85 
 
житлових БКБ і мікрорайонів в цілому, що здійснені із середніми 
навантаженнями: рс1 = 0,41кВт, рс2 = 0,55  кВт, рс3 = 0,59  кВт, показали, що 
найкращим чином в запропонованих далі уточнюючих методиках 
розрахунку, підходить величина рс2 = 0,55кВт / квартиру, яка і буде 
прийнята в якості рекомендованої для подальших розрахунків. 
Перехід від середнього навантаження групи квартир Рс.кв  до 
розрахункового Рр.кв  можливо виконати двома способами: 
1. Множенням середнього навантаження квартир Рс.кв  на деяку 
величину (мультиплікативна модель), за аналогією з методом впорядкованих 
діаграм [14, 5] і універсальним методом [14] для промислових споживачів; 
2. Складанням середнього навантаження квартир з деякою величиною, 
що враховує взаємну кореляцію добових графіків (адитивна модель), по 
аналогії зі статистичним методом розрахунку електричних навантажень [ 14]. 
Зазначимо, що меншу похибку дають методи, в яких величина 
перевищення максимального навантаження над середнім додається до 
середнього. Це пояснюється тим, що відносна похибка добутку дорівнює 
сумі відносних похибок співмножників. 
Відносна похибка суми менше суми відносних похибок доданків [30]. 
Тому основним розрахунковим прийомом при знаходженні розрахункового 
максимуму електричного навантаження повинно бути складання її 
складових. 
 
  
86 
 
3.2.1 Розрахунок електричних навантажень групи квартир 
В якості розрахункового електричного навантаження групи квартир 
приймемо півгодинної максимум графіка електричного навантаження на 
ковзному інтервалі осреднения (трендова складова ГЕН) [14], що 
еквівалентно за своїм термічним впливом фактичному змінному 
навантаженню (див. формулу 1.6). 
Графік електричного навантаження вводу в житловий БКБ, з 
квартирним електричним навантаженням, наведено на рис. 3.3. 
 
 
Рис. 3.3. ГЕН введення в житлову частину БКБ (3-х хвилинні значення) 
(1), трендова складова ГЕН (2), максимальне значення трендової 
складової ГЕН (3), середнє значення трендової складової ГЕН (4), 
ефективне значення трендової складової ГЕН (5),  
мінімальне значення трендової складової ГЕН (6) 
 
Відповідно до мультиплікативної моделлю РЕН, основну розрахункову 
формулу можна записати: 
 
Рр.кв = Рmax. = Pе.кв К = Pс.кв Кф К = Pс.кв Км = nкв рс.кв Км , (3.3) 
 
87 
 
де рс.кв  – середнє електричне навантаження однієї квартири, кВт; 
Pс.кв  – середнє електричне навантаження групи квартир, кВт; 
Pе.кв  – ефективне електричне навантаження групи квартир, кВт; 
Кф  – коефіцієнт форми ГЕН групи квартир; 
К  – коефіцієнт, що визначає відношення максимального електричного 
навантаження (розрахункового) групи квартир до ефективного електричного 
навантаження групи квартир [14]. 
Км  – коефіцієнт максимуму електричного навантаження групи квартир. 
Форми ГЕН більшості квартир практично збігаються, отже, можна 
припустити, що розрахункові коефіцієнт повинні мати достатньо стабільні 
величини. Результати розрахунку величин коефіцієнтів розрахункового 
навантаження Кф , К, Км , за даними обстеження електричних навантажень 
житлових БКБ [22, 23] наведені на рис. 3.4 ÷ 3.6. 
Як випливає з результатів виконаних розрахунків коефіцієнтів 
електричного навантаження межі їх змін наступні: 
 
• Кф =1,01−1,11; 
 
• К =1,28−1,85 ; 
 
• Км =1,30 − 2,0.  
 
Виконаємо регресійний аналіз отриманих величин за методом [30].  
В якості регресійної залежності приймемо рівняння прямої лінії виду: 
Ŷ = a + bx . Коефіцієнти a і b визначимо методом найменших квадратів. 
Для зменшення ймовірності помилки використовуємо довірчий 
інтервал. 
  
88 
 
Межі довірчого інтервалу визначимо за формулою: 
 
Yˆ − t ˆ
(1−/2,n−2)S ˆ Y Y+ t(1−/2,n−2)S ˆ ,                      (3.4) 
Y Y
 
де Ŷ  – значення рівняння регресії; 
S  – помилка регресії; 
Ŷ
t(1−/2,n−2)  – t-значення розподілу Стьюдента, для кількості вимірів, що 
дорівнює n = 42 і рівні значущості α = 0,05: t(1−/2,n−2) = 2,021. 
Стандартну помилку регресії S  визначимо за формулою [30]: 
Ŷ
 
2
1 1 (X −X)
   S ˆ = Se + + ,                             (3.5) 
Y n m n
2
(Xi −X)
i=1
 
де m – кратність вимірювання Y при даному X; 
X  – середнє арифметичне значення; 
Se  – залишкове відхилення регресії , що визначається за формулою [30]: 
 
n 2
(Y −Yˆ )
S = i=1
e .                                             (3.6) 
n − 2
 
Графіки зміни основних розрахункових коефіцієнтів, їх регресивні 
наближення та довірчі інтервали, наведені на рис. 3.4 ÷ 3.6. 
   
89 
 
 
 
Рис. 3.4. Залежність коефіцієнта форми Кф  від середнього навантаження 
групи квартир Pс.кв : 
1 – експериментальні Кф  групи квартир; 2 – пряма рівняння лінійної регресії;  
3 – межі довірчого інтервалу з рівнем значущості 0,05 
 
 
Рис. 3.5. Залежність коефіцієнта К від середнього навантаження групи 
квартир Pс.кв :  
1 – експериментальні значення коефіцієнта К групи квартир; 2 – пряма рівняння лінійної 
регресії; 3 – межі довірчого інтервалу з рівнем значущості 0,05 
 
90 
 
 
Рис. 3.6. Залежність коефіцієнта максимуму Км  від середнього 
навантаження групи квартир Pс.кв :  
1 – експериментальні значення Км  групи квартир; 2 – пряма рівняння лінійної регресії;  
3 – межі довірчого інтервалу з рівнем значущості 0,05 
 
Для забезпечення запасу в розрахунковому електричному навантаженні 
з одного боку, і прийнятною для практичних завдань точністю розрахунку з 
іншого боку, значення коефіцієнтів Кф , К , Км  рекомендується приймати 
по верхньої межі довірчого інтервалу [30, 23]. 
Рекомендовані значення коефіцієнтів розрахункової електричного 
навантаження, в залежності від середньої потужності електричного 
навантаження квартир, наведені в табл. 3.1. 
Таблиця 3.1 
Значення коефіцієнтів розрахункового навантаження Кф , К , Км ,  
у залежності від середнього навантаження квартир 
 Значення розрахункових коефіцієнтів в залежності від 
Коефіцієнти середнього електричного навантаження квартир 
10 20 30 40 50 60 70 80 
Кф  1,118 1,113 1,108 1,104 1,100 1,097 1,093 1,090 
К  1,934 1,891 1,850 1,811 1,773 1,738 1,704 1,671 
Км  2,105 2,053 2,004 1,956 1,911 1,868 1,826 1,787 
91 
 
3.2.2 Розрахунок електричних навантажень групи квартир - 
адитивна модель  
Для отримання розрахункового виразу відповідно до адитивної моделі 
РЕН – складанням середнього навантаження квартир з величиною, що 
визначає розрахункове навантаження [30, 23], уявімо фактичний ГЕН групи 
квартир (ввід в будинок) у вигляді триступеневої моделі, у якій: максимальне 
Рmax.м , мінімальне Рmin.м  і середнє Рc.м  значення рівні відповідним 
значенням фактичного ГЕН, тривалість одного ступеня триступеневої моделі, 
рівна 1/3 від часу доби (8 годин), а також дотримується рівність різниць 
максимального електричного навантаження Рmax.м  і середнього 
навантаження Рc.м , а також середнього електричного навантаження Рc.м  і 
мінімального навантаження Рmin.м , тобто 
(Р
Р − Р = Р − Р max.м + Рmin.м )
max.м c.м c.м min.м = .  
2
На рис. 3.7 наведено графік фактичного електричного навантаження 
житлового будинку, його трендова складова Р (t)  – середнє значення на 
тридцятихвилинному ковзному інтервалі, і його триступенева модель, де 
t* = t / 24 . 
Застосування триступеневої моделі обумовлено тим [30, 23], що на 
фактичних ГЕН групи квартир і багатоквартирних будинків добре виражені 
три ділянки з мінімальними (з 0:00 год до 8:00 год), середніми (з 8:00 год до 
16:00 год) імаксимальними (з 16:00 год до 24:00 год) навантаженнями за 
добу, з характерними їм основними характеристиками ГЕН [26], які 
визначені в розділі 2 даної роботи (п. 2.5 Аналіз кореляційних зв'язків ГЕН 
житлових БКБ). Другою особливістю добових графіків P(t)  і P(t) є то, що 
відносна взаємнокореляційна функція (ВКФ) фактичних графіків kФ
ij ()  і 
триступеневих моделей kМ
ij ()  практично збігаються (див. рисунок 3.8), що 
92 
 
дає підстави використовувати відомі співвідношення для ВКФ моделі [75, 
79]. 
 
 
Рис. 3.7. ГЕН групи квартир (1), його трендова складова (2), 
триступенева модель (3) і параметри моделі: Рmin.м  (4), Рc.м  (5), Рmax.м  (6) 
 
 
Рис. 3.8. Кореляційні функції трендової складової фактичного 
графіка (1) і його триступеневої моделі (2) 
93 
 
Визначимо дисперсію і середньоквадратичне відхилення триступеневої 
моделі ГЕН, зображеної на рис. 3.7 [ 30]: 
 
2 2 2
(Р − Р ) (Р − Р ) (Р − Р )
DP = min.м с.м + с.м с.м + max.м с.м
м =
3 3 3
 ,           (3.7) 
2
2 (Рmax.м − Р
= с.м )
3 3
 
2
 Pм =  (Рmax.м − Рс.м ) .                                     (3.8) 
3
 
Використовуючи критерії збіжності моделі, отримаємо наступну 
розрахункову формулу [30]: 
 
2
 Pp = Pmax = Pmax.м = Pc.м +  P = Pc.м +1,22P ,                  (3.9) 
3
 
де P  – середньоквадратичне відхилення групового ГЕН, кВт. 
Отримане рівняння для розрахунку електричних навантажень (3.9) 
нагадує основну формулу статистичного методу РЕН (див. главу 1, формула 
1.10), відповідно до чого можна припустити, що кратність міри розсіювання 
β відносного середнього в нашому випадку дорівнює 1,22. 
Дослідження впливу взаємної коррелированности індивідуальних ГЕН 
окремих електроприймачів на розрахункові показники групового графіка, 
виконані в роботах [30, 26]. 
У розділі 2 даної роботи визначено залежності дисперсії і коефіцієнта 
форми для групового ГЕН в результаті складання індивідуальних графіків з 
урахуванням і без урахування кореляційних зв'язків між ними. Значна 
величина кореляційного моменту між ГЕН вводів в ВРУ житлової частини 
БКБ (kij = 0,9 ij – розділ 3) вказує на необхідність її врахування при 
визначенні розрахункових групових електричних навантажень. 
94 
 
Використовуючи формули (2.15) і (3.9), розрахункове електричне 
навантаження групи квартир, що враховує взаємну кореляцію індивідуальних 
ГЕН, можна записати у вигляді [8, 30, 23]: 
 
 Pp.кв = nкв pс.кв +1,22кв nкв (1+ kij (nкв −1)) ,               (3.10) 
 
де кв  – середнє відхилення ГЕН однієї «осредненої» квартири, кВт. 
На рис. 3.9 приведена залежність кв  від середнього електричного 
навантаження групи квартир Рс.кв  і її лінійне регресійне наближення. 
 
 
Рис. 3.9. Залежність кв  від середнього навантаження  
групи квартир Рс.кв :  
1 – експериментальні значення кв  квартири; 2 – пряма рівняння лінійної регресії 
 
З результатів розрахунку, наведеними на рис. 3.9, видно, що величина 
кв  змінюється в діапазоні – 0,05 ÷ 0,29 кВт. Негативні значення кв  
вказують не на помилку в розрахунках, а на те, що середнє електричне 
навантаження на одну квартиру взяте із зайвим запасом, в результаті чого 
розрахункове середнє навантаження групи квартир виявилося вище 
максимального значення ГЕН, прийнятого в якості фактичного електричного 
навантаження. Але з огляду на те що отриманий результат має одиничний 
95 
 
характер, рекомендується не знижувати середнє навантаження на одну 
квартиру [9, 30, 23]. 
З рис. 3.9 також видно, що величина кв  практично не залежить від 
Рс.кв  (лінійна регресія практично паралельна осі абсцис), отже, в РЕН груп 
квартир можна задатися якоїсь постійною величиною середнєквадратичного 
відхилення ГЕН однієї квартири кв = соnst . 
Для забезпечення необхідного запасу в розрахунковому електричному 
навантаженні у якості рекомендованої величина середньоквадратичного 
відхилення кв  слід прийняти максимальне значення кв = 0,29 кВт . 
 
3.2.3 Розрахунок електричних навантажень групи квартир -- 
адаптація універсального методу 
Відповідно до основних положень  універсального  методу (УМ),  в 
якості розрахункового електричного навантаження по нагріванню 
приймається ефективне навантаження сумарного графіку за природний 
технологічний цикл виробництва [10, 11, 26]. В нашому випадку - електричне 
навантаження квартир і БКБ – «цикл виробництва» відповідає часовому 
інтервалу, що дорівнює добі (24 години). 
Розрахункове значення електричного навантаження квартир по УМ 
визначається за формулою 1.19, наведеної в розділі 1. Виразивши середнє 
навантаження Рс  з ефективного Ре , отримаємо основну розрахункову 
формулу: 
 
Рр.кв = Рер.кв = Рс.кв Кф Ке = nкв pс.кв Кф Ке .                (3.11) 
 
Регресійний аналіз значень коефіцієнта форми групових ГЕН квартир, 
результати розрахунків і рекомендовані величини Кф  в залежності від 
середнього навантаження квартир, наведені в табл. 3.1. 
96 
 
Коефіцієнт ефективного навантаження Ке  – це показник ГЕН по УМ, 
який характеризує нагрівання елементів системи електропостачання і в 
відповідності з теорією УМ ділить їх на три типи [23, 14]: 
• П-графіки – постійні графіки, для яких розрахункове навантаження 
дорівнює ефективному і середньому: 
 
Рр = Ре = Рс ;                                             (3.12) 
 
• 2П-графіки – практично постійні графіки, особливістю яких є те, що 
кратність перегріву щодо середнього значення перегріву не перевищує 
е
1,582  [23, 14], а розрахункове електричне навантаження дорівнює 
е −1
ефективному: 
Рр = Ре ;       (3.13) 
 
• 3П-графіки – це ті графіки, що приводяться до практично постійних 
графіками, а це все інші ГЕН, для яких кратність перегріву перевищує 1,582, і 
для яких розрахункове електричне навантаження визначається за формулою: 
 
Ре.р = Ре Ке .                                         (3.14) 
 
Розрахункове значення коефіцієнта ефективного навантаження згідно 
[23] визначається за формулою: 
 
1 Z 1 Z
К = max (e −1)  max
е.р ,                         (3.15) 
Ре e Ре 1,582
 
де Zmax  – максимальне значення перегріву, в масштабі P2 ; 
Ре  – ефективне значення навантаження графіка граничного перехідного 
процесу перегріву (4П-графіки), 
е – основа натурального логарифму. 
97 
 
Коефіцієнт ефективного навантаження Ке , для П- і 2П-графіків, для 
яких Кеp 1, дорівнює 1; для 3П-графіків, для яких Кеp 1 – дорівнює Кеp . 
Розрахунки показують, що Кеp  змінюється в діапазоні від 1,04 до 1,51, 
тобто графіки електричного навантаження квартир відносяться до типу 3П, 
при цьому явно помітно зниження Кеp  зі збільшенням середньої складової 
розрахункового навантаження Рс , що говорить про згладжування групового 
ГЕН [33].  
Графік зміни Кеp  від середнього навантаження групи квартир, 
регресійні наближення і довірчий інтервал наведені на рис. 3.10. 
 
 
Рис. 3.10.Залежність розрахункового коефіцієнта ефективної 
навантаження Кеp  від середнього навантаження групи квартир Рс.кв : 
1 – експериментальні значення Кеp  групи квартир;  
2 – пряма рівняння лінійної регресії; 3 – межа 
 
Для забезпечення запасу в розрахунковому електричному 
навантаженні, з одного боку і прийнятної для практичних завдань точності 
розрахунку, з іншого боку, значення коефіцієнта Кеp  рекомендується 
приймати по верхньої межі довірчого інтервалу. 
 
98 
 
Висновки до розділу 3 
 
Показано, що більш фізично простим в реалізації і теоретично 
обґрунтованим рішенням підвищення точності моделі РЕН квартир, 
житлових БКБ, може з'явитися введення нової базової величини – середнього 
навантаження квартири , що не залежної від кількості квартир в будинку, але 
яка може бути різною в залежності від рівня життя населення, або типу 
будинків (бюджетні, підвищеної комфортності). 
 Запропоновано середнє навантаження на квартиру прийняти в 
першому наближенні незалежним від кількості кімнат у квартирі, так як в 
будинках з електричними плитами. Приріст навантаження за рахунок 
збільшення площі квартири незначний, оскільки відбувається тільки за 
рахунок навантаження освітлення і приладів малої потужності 
(холодильників, телевізорів, аудіоустройств та ін.) . 
Показано, що визначення середніх навантажень на квартири є більш 
простим рішенням, ніж визначення питомих максимальних навантажень, так 
як вихідними даними для їх визначення і коригування може служити 
величина місячного споживання електроенергії, визначена за показаннями 
Проведено коригування значення питомих електричних навантажень 
квартир Ркв.уд  і коефіцієнтів розбіжності максимумів навантажень Кн.м , що 
застосовуються у розрахунках електричних навантажень при проектуванні 
систем електропостачання житлових БКБ і мікрорайонів в цілому.  
Доопрацьована уточнююча методика РЕН груп квартир житлових 
БКБ, що заснована на складання середнього електричного навантаження 
квартир і величини, яка визначає розрахункове навантаження – адитивна 
модель розрахунку:  
 
Pp.кв = nкв pс.кв +1,22кв nкв (0,9nкв + 0,1) . 
  
99 
 
ВИСНОВКИ ПО РОБОТІ 
 
1. Аналіз показав, що існуючі розрахункові методи визначення 
електричного навантаження житлових багатоквартирних будинків внаслідок 
зміни режимів роботи і встановлення потужних сучасних побутових 
електроприймачів не можуть забезпечити необхідну точність розрахунків. 
2. Виконаний за матеріалами науково-технічної літератури аналіз 
групових та індивідуальних графіків електричного навантаження житлових 
багатоквартирних будинків дозволив визначити їх основні характеристики: 
ефективні навантаження, середні навантаження, дисперсії, коефіцієнти 
форми, а також значення трендових і випадкових складових графіків 
електричного навантаження квартир і житлових багатоквартирних будинків. 
3. На основі виконаного аналізу характеристик фактичних графіків 
електричного навантаження обґрунтовано обрано базові математичні моделі 
групових ГЕН з урахуванням і без урахування кореляції індивідуальних 
графіків, що використані при розробці уточненої методики.  
4. Проведено коригування значення питомих електричних 
навантажень квартир Ркв.уд  і коефіцієнтів розбіжності максимумів 
навантажень Кн.м , а також доопрацювання методики розрахунку з 
використанням отриманих уточнень. 
 
 
 
 
 
 
  
100 
 
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 
 
1. Про схвалення Енергетичної стратегії України на період до 2050 
рок. КАБІНЕТ МІНІСТРІВ УКРАЇНИ.Розпорядження від 21 квітня 2023 р. № 
373-р. Київ. https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/373-2023-%D1%80#Text. 
2. ПРАВИЛА УЛАШТУВАННЯ ЕЛЕКТРОУСТАНОВОК. 
Міненерговугілля УКРАЇНИ. Видання офіційне. Київ 2017. 617 с. 
3. Офіційний сайт Міністерства енергетики та вугільної 
промисловості України. Режим доступу http://mpe.kmu.gov.ua.   
4. ДБН В.2.5-23:2010. Державні будівельні норми України. 
Інженерне обладнання будинків і споруд. Проектування електрообладнання 
об'єктів цивільного призначення. Київ.  Мінрегіонбуд України.  2010 р. 171 с. 
https://document.vobu.ua/wp-content/uploads/DBN/92.1.-DBN-V.2.5-232010.-
Inzhenerne-obladnannya-budinkiv-i.pdf.  
5. Блажко Ю. М. Електропостачання міст: навчальний посібник / Ю. 
М. Блажко. – Київ : НМК ВО, 1992. – 256 с. 
6. Харченко В. Ф. Електропостачання міст та промислових 
підприємств : конспект лекцій (для студентів усіх форм навчання галузі знань 
14 – Електрична інженерія, спеціальності 141 – Електроенергетика, 
електротехніка та електромеханіка, професійне спрямування 
«Електротехнічні системи електроспоживання») / В. Ф. Харченко, О. А. 
Якунін, В. Г. Воропай ; Харків. нац. ун-т міськ. госп-ва ім. О. М. Бекетова. – 
Харків : ХНУМГ ім. О. М. Бекетова, 2019. – 238 с. 
7. Бурбело, М. Й. Системи електропостачання. Елементи теорії та 
приклади розрахунків : навчальний посібник / М. Й. Бурбело, О. О. Бірюков, 
Л. М. Мельничук – Вінниця : ВНТУ, 2011. – 204 с. 
8. Henjing Wu , Min Qi ,Weiling Zhang ,  Xudong Zhang. The 
Electricity Load Prediction Model for Residential Buildings: A Critical Review of 
Output Types, Prediction Methods and Driving Factors. Submission received: 27 
January 2025 / Revised: 23 February 2025  
101 
 
https://doi.org/10.3390/buildings15060925.  
https://www.mdpi.com/2075-5309/15/6/925.  
9. The Methods, Models and Algorithms of Electrical Loads Estimation 
for Different Type’s Electricity Consumers in the Residential and Public 
Buildings. ISEM2016, 3rd International Symposium on Environment and 
Morality, 4-6 November 2016, Alanya – Turkey. 
https://i-sem.info/PastConferences/ISEM2016/ISEM2016/papers/4-
ISEM2016ID56.pdf.  
10.  Area-Based Electrical Load Calculation  in Building Design. 
https://hackmd.io/@5Y8P4Dnn. 
11.  Zhao Ming-ming, Lv Zi-qiang Energy consumption calculation of 
campus buildings based on the law of personnel flow. MODELLING AND 
ANALYSIS First published: 28 February 2023 https://doi.org/10.1002/ese3.1430.. 
https://scijournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ese3.1430.  
12. Wenxian Zhao, Zhang Deng , Yixing Chen Building energy 
consumption and peak load reduction potential of mixed-use community through 
urban building energy modeling College of Civil Engineering, Hunan University, 
Changsha 410082, China Key Laboratory of Building Safety and Energy 
Efficiency of Ministry of Education, Hunan. University, Changsha 410082, China. 
https://publications.ibpsa.org/proceedings/bs/2023/papers/bs2023_1350.pdf 
13. D. P. Chassin N. Lu, J. M. Malard S. Katipamula,  C. Posse J. V. 
Mallow, A. Gangopadhyaya. Modeling Power Systems as Complex Adaptive 
Systems. Loyola University, Chicago, IL. December 2004.  Prepared for the U.S. 
Department of Energy under Contract DE-AC06-76RL01830 
https://www.pnnl.gov/main/publications/external/technical_reports/PNNL-
14987.pdf 
14.  Шестеренко, В. Є. Електропостачання промислових підприємств. 
Посібник до курсового та дипломного проектування / Шестеренко В. Є., 
Шестеренко О. В. — Київ, 2015. — 424 с. 
102 
 
15.  Мілих В. І. Електропостачання промислових підприємств: 
Підручник для студентів електромеханічних спеціальностей / В.І. Мілих, Т.П. 
Павленко. – Харків: ФОП Панов А. М., 2016. – 272 с. 
16. Сегеда М. С. Електричні мережі та системи / Третє видання, 
доповнене та перероблене. Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2015. 
540 с. 
17.  О. О. Ситник, О. В. Самойлик, І. Б. Семко, В. Ф. Ткаченко   
Системи електропостачання промислового підприємства (елементи 
дипломного проектування): навч. посiб. /; М-во освіти i науки України, 
Черкас. держ. технол. ун-т. – Черкаси: видавець ФОП Пономаренко Р.В., 2023. 
– 179 с. 
18. ПРАВИЛА УЛАШТУВАННЯ ЕЛЕКТРОУСТАНОВОК. 
Міненерговугілля УКРАЇНИ. Видання офіційне. Київ 2017. 617 
19. ДСТУ-Н Б В.2.5-80:2015. Настанова з проектування  систем 
електропостачання  промислових підприємств. Київ. Мінрегіон. 2016. 
20.  Електрична частина станцій та підстанцій: курс лекцій 
[Електронний ресурс]: навчальний посібник для студ. спеціальності 141 
«Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка»/уклад.: О.В. 
Остапчук, П.Л. Денисюк, Ю.П. Матвєнко/КПІ ім. Ігоря Сікорського, – 
Електронні текстові дані (1 файл: 4,62 Мбайт). – Київ: КПІ ім Ігоря 
Сікорського, 2022. – 183 с. 
21. Згуровець О.В, Костенко Г.П., “Ефективні методи управління 
споживанням електричної енергії”.  Проблеми загальної енергетики, №16, С. 
75–80, 2007. 
22.  Щербак І. Є. Дисертація «Підвищення ефективності роботи 
розподільних електричних мереж шляхом керування електричним 
навантаженням». Харків – 2020. 
https://cade.kname.edu.ua/images/Files/Shcherbak/Dis_Shchrbak1.pdf.  
103 
 
23.  Бондарчук А. С. Дисертація «Методи і моделі визначення 
електричного навантаження цивільних об’єктів з використанням графічного і 
макромоделювання та фрактальних властивостей №. Львів – 2020. 
https://lpnu.ua/sites/default/files/2020/dissertation/1300/disbondarchukas_0.pdf. 
24. Бондарчук А.С. Метод моніторингу динаміки електроспоживання 
міста Одеси в період до виникнення і в умовах фінансово-економічної кризи / 
А.С. Бондарчук // Труды Одесского политехн. ун-та. – Одесса, 2009. – Вып. 
1(31). – С. 76–79. 
25. Бондарчук А.С. Прогностичне оцінювання енергетичного, 
економічного та екологічного ефекту зрівнювання графіка електричного 
навантаження міста Одеси / А.С. Бондарчук, В.В. Поносов // Труды 
Одесского политехн. ун-та. – Одесса, 2009. – Вып. 2(32). – С. 84–88. 
26.  Бесараб О.М. Кореляційний аналіз впливу сучасних побутових 
електроприладів на комерційні показання лічильників / О. М. Бесараб, А. С. 
Бондарчук, Я. О. Соколов // Праці Одеського політехн. ун-ту. – Одеса, 2013. 
– Вип. 3(42). – С. 123–126. 
27. Бондарчук А.С. Облік та вимірювання в інтегрованій системі 
енергопостачання котеджу / А.С. Бондарчук, А. Ю.Когут // Республіканська 
науково-технічна конференція «Енергоефективність у житловокомунальному 
господарстві», Одеса, 2014. – C. 15−19. 
28. ДСТУ ІЕС 62040-3 1: 2005 Технічні вимоги до проєктування 
систем гарантованого електропостачання електроприймачів критичної групи. 
– К.: Мінрегіонбуд України, 2010. – 164 с. 
29.  Калінчик В. П. Алгоритмічні методи управління 
електроспоживанням /В. П. Калінчик // Управління енерговикористанням: 
Збірник доповідей / Під ред. А. В. Праховника. – К.: Альянс за збереження 
енергії, 2002. – С. 404–411. 
30.  Перхач В. С. Математичні задачі електроенергетики / В. С. 
Перхач. – Львів: Вища школа, 1989. – 464 с. 
104 
 
31. Разумний Ю. Т. Аспекти вирішення проблеми нерівномірності 
споживання електричної енергії / Ю. Т. Разумний, А. В. Рухлов. – 
Дніпропетровськ: НГУ, 2012. – 95 с. 
32. Haider Tarish Haidera,b, Ong Hang Seea , W. Elmenreichc. Dynamic 
residential load scheduling based on anadaptive consumption level pricing scheme. 
Institute of Networked & Embedded Systems/Lakeside Labs, Alpen-Adria-
Universität Klagenfurt, 9020. Klagenfurt, Austria. 
https://mobile.aau.at/publications/haider-2016 
dynamic_residential_load_scheduling.pdf.   
33. ТЕЗИ Гаркуша.
ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
