Расчет электрических нагрузок
Сегодня речь пойдет о том, как правильно выполнить расчет потребляемой мощности электроэнергии для частного дома, что такое установленная и расчетная мощность нагрузки и для чего вообще нужны все эти расчеты.
Расчет электрических нагрузок производится по двум основным причинам.
Во первых имея представление, какая выделенная мощность нужна для вашего дома, вы можете обратиться в свою энергосбытовую компанию с целью получения именно той мощности, которая вам необходима. Правда надо учитывать наши реалии, далеко не всегда вам пойдут на встречу. В сельской местности зачастую электросети находятся в весьма плачевном состоянии и действует жесткий лимит на выделяемую электроэнергию, поэтому в лучшем случае вам выделят не более 15 кВт, а порой даже этого не добиться.
Во вторых расчетная мощность всех потребителей является основным показателем при выборе номинальных токов защитных и коммутационных аппаратов, а также при выборе необходимого сечения проводников.
Итак, выполнив расчет электрических нагрузок всех наших потребителей, мы узнаем суммарную расчетную мощность (расчетный ток). Под этим понятием подразумевается мощность, равная ожидаемой максимальной нагрузке сети за 30 минут.
Для того, чтобы правильно выполнить расчет нам необходимо знать установленную мощность всех электроприемников и расчетные коэффициенты.
Установленная мощность — это сумма номинальных мощностей всех устройств-потребителей электроэнергии в доме. Значение номинальной мощности берется из паспортных данных на электрооборудование и не является фактической мощностью потребления.
Расчетные коэффициенты, которые необходимо учитывать при расчетах — коэффициент спроса Кс, коэффициент использования Ки и коэффициент мощности cos φ.
Коэффициент спроса — это отношение совмещенного получасового максимума нагрузки электроприемников к их суммарной установленной мощности. То есть он вводится с учетом того, что в любой момент времени не все электроприборы будут потреблять свою полную мощность.
где Рр – расчетная электрическая нагрузка, кВт;
Ру – установленная мощность электроприемников, кВт.
Коэффициент использования — это отношение фактически потребляемой мощности к установленный мощности за определенный период времени.
Коэффициент мощности cosφ — это отношение активной мощности, потребляемой нагрузкой к ее полной мощности.
где P – активная мощность, кВт;
Ру – полная мощность, кВА.
Все коэффициенты принимаются из таблиц соответствующих нормативных документов. Также ниже в таблице указана паспортная (номинальная) мощность отдельных электропотребителей.
| Наименование | Номинальная мощность кВт | Расчетные коэффициенты | |
| спроса Кс | использования Ки | ||
| Стиральная машина | 2 | 1,0 | 0,6 |
| Посудомоечная машина | 2 | 0,8 | 0,8 |
| Проточный водонагреватель | 3,5 | 0,4 | 1,0 |
| Кондиционер | 2,5 | 0,7 | 0,8 |
| Электрокамин | 2 | 0,4 | 1,0 |
| Бойлер | 6 | 0.6 | 0,9 |
| Электрообогреватель | 2 | 0,8 | 1,0 |
| Тепловентилятор | 1,5 | 0,9 | 0,9 |
| Теплый пол | 60 Вт/м2 | 0,5 | 1,0 |
| Кухонные комбайны, кофеварки, электрочайники(суммарно) | 4-5 кВт | 0,3 | 1,0 |
| Сауна | 4-12 кВт | 0,8 | 0,8 |
| Душевая кабина | 3,0 | 0,6 | 0,8 |
| Газонокосилка | 1,5 | 0,4 | 0,8 |
| Погружной насос | 0,75 – 1,5 кВт | 0,8 | 0,9 |
| Компьютеры | 0,5 | 0,6 | 1,0 |
| Бытовая розеточная сеть (телевизор, холодильник, утюг, пылесос и т.д) | 100 Вт/розетку | — | 0,7 — 1,0 |
| Освещение кухни | 25-30 Вт/м2 | 1,0 | 0,8 |
| Освещение коридора | 20-25 Вт/м2 | 0,8 | 0,8 |
| Освещение гостиной | 35-40 Вт/м2 | 0,8 | 0,8 |
| Освещение спальни | 25-30 Вт/м2 | 1,0 | 0,8 |
Для примера предположим, что у нас есть дачный домик с двумя комнатами, кухней и прихожей. Питание дома однофазное. Для дальнейших расчетов составим таблицу со всеми имеющимися в доме электропотребителями.
Источник
Определение расчетной мощности по установленной мощности и коэффициенту спроса
Определение расчетной мощности по установленной мощности и коэффициенту спроса является приближенным методом в частности потому, что Кс меняется с изменением числа однородных приемников в одном узле, а в справочниках дается постоянной величиной и рекомендуется лишь как предварительный.
Пример 1. Определить расчетную нагрузку группы приемников бетоносмесительного цеха ДСК. Исходные данные (выделены полужирным шрифтом) и результаты расчета сведены в таблице ниже.
Исходные данные и результаты расчета
| Группа приемников | Число приемников n, шт. | Суммарная установленная мощность, Ру кВт | Коэффициент спроса Кс | COS φ | tg φ | Расчетные нагрузки | ||
| активная Рр, кВт | реактивная Qp, квар | полная S, кВ А | ||||||
| Конвейер | 16 | 191,4 | 0,8 | 0,75 | 0,882 | 153,1 | 135 | — |
| Вибратор | 23 | 158,5 | 0,6 | 0,75 | 0,882 | 95 | 83,8 | — |
| Вентилятор, насос | 8 | 18 | 0,8 | 0,85 | 0,62 | 14,4 | 8,9 | — |
| Дозатор | 2 | 9 | 0,35 | 0,5 | 1,732 | 3,2 | 5,4 | — |
| Итого | 49 | 376,9 | 0,6 | 0,697 | 1,03 | 225,7 | 232,2 | 324,2 |
Величины Кр, Кс и cos φ приняты по справочным материалам. Кр принят равным 1. Значения Кс для всех групп вычислены по суммарным установленным и расчетным мощностям:
Метод упорядоченных диаграмм
Наиболее универсальным и рекомендуемым является метод упорядоченных диаграмм, который положен в основу «Временных руководящих указаний».
Расчетная нагрузка группы приемников Pр, соответствующая известному получасовому максимуму нагрузки Рр (30), определяется по формуле
где Кмакс — коэффициент максимума активной мощности — выбирается из таблицы, ключом к которой является коэффициент использования Ки, выбираемый по справочникам для каждой группы приемников:
где в числителе стоит квадрат суммы номинальных активных мощностей всех n-приемников данной группы, а в знаменателе — сумма квадратов номинальных активных мощностей отдельных приемников группы. Если все приемники группы имеют одинаковую номинальную мощность, то
Если приемники группы имеют различные номинальные мощности, то nэ
Рсм=КиРу
Расчетная активная мощность узла электроснабжения, включающего n групп приемников, определяется по формуле
где Рсм — средняя мощность группы за наиболее загруженную смену.
Кмакс выбирается из справочных таблиц по общему эффективному количеству приемников для всего узла и по среднему значению коэффициента использования Ки, который определяется по формуле
Qp определяется по аналогичным формулам:
Полная мощность вычисляется так:
Расчет осветительных нагрузок может быть проведен методом удельной нагрузки на единицу площади по формуле
где Pуд — выбирается по справочным данным; S — площадь помещения, м 2 .
«Электроснабжение строительно-монтажных работ», Г.Н. Глушков
Источник
