Расчетная мощность системы электроснабжения

Силовая нагрузка рекламной электроустановки

Расчетная мощность системы электроснабжения

Чтобы спроектировать рекламную электроустановку, необходимо оценить максимальную мощность, которая будет потребляться из питающей электросети. Проектирование на основе простой арифметической суммы мощностей всех потребителей, подключенных к электроустановке, представляет собой крайне неэкономичный подход и недобросовестную инженерную практику.

Цель данной статьи состоит в демонстрации способов оценки определенных факторов с учетом разновременности (работы всех устройств данной группы) и коэффициента использования (например, электродвигатель не работает, как правило, при своей полной мощности и т.д.) всех действующих и предполагаемых нагрузок.

Приводимые значения основаны на опыте и зарегистрированных результатах работы действующих электроустановок.

Кроме обеспечения основных проектных данных по отдельным цепям установки, в результате получают общие значения всей установки, на основе которой могут определяться требования к системе питания (распределительная сеть, трансформатор высокого/низкого напряжения или генератор).

Установленная мощность (кВт)

Большинство электроприемников (ЭП) имеет маркировку своей номинальной мощности (Pn). Установленная мощность есть сумма номинальных мощностей всех ЭП в электроустановке. Это не есть та мощность, которая будет потребляться фактически. В случае электродвигателей номинальная мощность является мощностью на его валу. Очевидно, что потребляемая из сети мощность будет больше.

Люминесцентные и разрядные лампы, со стабилизирующими балластными сопротивлениями (дросселями), являются другими примерами, когда номинальная мощность, указанная на лампе, меньше мощности, потребляемой лампой и ее балластным сопротивлением (дросселем).

Потребление мощности (кВт) необходимо знать для выбора номинальной мощности генератора или батареи, а также в случае учета требований к первичному двигателю. Для подачи мощности от низковольтной системы электроснабжения или через трансформатор высокого/низкого напряжения, определяющей величиной является полная мощность в кВА.

Установленная мощность есть сумма номинальных мощностей всех устройств-потребителей мощности в установке. Это не есть мощность, которая будет потребляться фактически.

Установленная полная мощность (кВА)

Установленная полная мощность обычно полагается равной арифметической сумме полных мощностей отдельных ЭП. Однако, максимальная расчетная полная мощность, не равна общей установленной полной мощности.

Установленная полная мощность обычно полагается равной арифметической сумме полных мощностей отдельных ЭП. Однако, максимальная потребляемая мощность, которая должна подаваться, не равна общей установленной полной мощности.

Потребление полной мощности нагрузкой (которая может являться одним устройством) рассчитывается на основе ее номинальной мощности (при необходимости, с поправкой, как указывается выше для двигателей и т.д.

) с использованием следующих коэффициентов:η = КПД = выходная мощность / входная мощностьcos ϕ = коэффициент мощности = кВт / кВА

Полная (кажущаяся) мощность, потребляемая электроприемником:

Pa = Pn /(η · cos ϕ)

Из этого значения выводится полный ток Ia (A), потребляемый ЭП:

– для одного ЭП с подсоединением между фазой и нейтралью.

– для 3-фазной симметричной нагрузки V – фазное напряжение (В)U – линейное напряжение (В) Следует отметить, что, строго говоря, полная мощность не является арифметической суммой расчетных номинальных значений полной мощности отдельных потребителей (если потребители имеют разный коэффициент мощности).

Однако общепринято делать простое арифметическое суммирование, результат которого дает значение кВА, которое превышает действительное значение на допустимый «расчетный запас».

Установленная мощность потребителя

Люминесцентные лампы и сопутствующее оборудование: Мощность Pn (Вт), указанная на трубке люминесцентной лампы, не включает мощность, рассеиваемую в дросселе стартера.

Ток рассчитывается следующим образом:Где U-напряжение, подаваемое на лампу в комплекте с сопутствующим оборудованием. Если на дросселе не указывается значение потерь мощности, можно использовать значение 25% Pn.

Стандартные люминесцентные лампы

– cos ϕ =0,6 без конденсатора для компенсации коэффициента мощности – cos ϕ =0,86 с компенсацией- cos ϕ =0,96 для электронного дросселя

На рис.1 показаны значения cos ϕ для различных типов дросселей

Рис. 1 Потребление тока и мощности для люминесцентных ламп общепринятых размеров (при 230 В-50 Гц)

Компактные люминесцентные лампы

Компактные люминесцентные лампы имеют такие же характеристики по экономии и сроку службы, как и традиционные лампы.

Рис.2 Потребление тока и мощности для компактных люминесцентных ламп (при 230 В-50 Гц)

Газоразрядные лампы

Рис. 3 показывает ток, принимаемый всем устройством, включая все сопутствующее вспомогательное оборудование.

Эти лампы основаны на электрическом разряде через газ или пар металлического соединения, которое заключено в герметичную прозрачную оболочку при заданном давлении. Эти лампы имеют большое время пуска, в течение которого ток Ia больше номинального тока In.

Потребление мощности и тока приводится для различных типов ламп (типовые средние значения могут слегка отличаться в зависимости от производителя).

Рис.3 Потребление тока для газоразрядных ламп (при 230 В-50 Гц)

Оценка максимальной нагрузки (кВА)

Все отдельные ЭП не обязательно работают при полной номинальной мощности и одновременно. Коэффициенты ku и ks позволяют определить максимальную полную мощность электроустановки.

Коэффициент максимального использования (ku)

В нормальных режимах работы потребление мощности обычно меньше номинальной мощности. Это довольно частое явление, которое оправдывает применение коэффициента использования (ku) при оценке реальных значений.

Этот коэффициент должен применяться для каждого ЭП, особенно для электродвигателей, которые крайне редко работают при полной нагрузке. В промышленной установке этот коэффициент может оцениваться по среднему значению 0,75 для двигателей. Для освещения лампами накаливания этот коэффициент всегда равен 1.

Для цепей со штепсельными розетками этот коэффициент полностью зависит от типа приборов, питаемых от штепсельных розеток.

Коэффициент одновременности (ks)

Практически одновременная работа всех установленных ЭП определенной установки никогда не происходит, т.е., всегда существует некоторая степень разновременности, и этот факт учитывается при расчете путем применения коэффициента одновременности (ks).

Коэффициент ks применяется для каждой группы ЭП (например, запитываемых от главного или вторичного распределительного устройства). Определение этих коэффициентов входит в ответственность конструктора, поскольку требует детального знания установки и условий работы отдельных цепей.

По этой причине невозможно дать точные значения для общего применения.

Что такое выделенная мощность электроэнергии и как её увеличить?

Расчетная мощность системы электроснабжения

После покупки жилья на вторичном рынке недвижимости, в первую очередь новые владельцы, как правило, меняют проводку. В процессе этого выясняется, что с заменой вводного автоматического выключателя не все так просто.

Если для установки однотипной модели достаточно вызвать электриков компании, предоставляющей услуги, то для подключения АВ с большим номинальным током требуется подать заявку, чтобы выделенная мощность электроэнергии была увеличена.

Подробная информация по этому вопросу представлена ниже.

Что такое «выделенная мощность электроэнергии»?

Если объяснять значение это термина простым языком, то выделенная (или разрешенная) мощность это максимально допустимая нагрузка на сеть потребителя. Она устанавливается в соответствии с действующими нормами и указывается в договоре электроснабжения.

Тем, кто хочет детально разобраться в этом вопросе, должен иметь представление о присоединенной, установленной, единовременной и разрешнной мощности. Дадим краткое определение каждой из них:

  • Присоединенная, под данным термином подразумевается суммарная установленная мощность всех электроприемников, запитаных от сети потребителя.
  • Установленная – номинальная активная мощность, указанная в технической документации к электрооборудованию, то есть та, при которой устройства потребителя будут работать в штатном режиме.
  • Единовременная – расчетная величина потребляемой мощности оборудования электроустановки за определенное время.
  • Выделенная (разрешенная) – максимальна единовременная мощность, которую потребитель может подключить к сети энергоснабжающей компании. Данный параметр указывается в ТУ на присоединение энергопринимающих объектов и в договоре между потребителем и организацией, поставляющей электроэнергию.

Чем грозит превышение разрешенной мощности?

На текущий момент при обнаружении превышения максимальной нагрузки электрокомпания вводит режим ограничения потребления. Основанием для этого является нарушения обязательств, прописанных в договоре энергоснабжения. Как правило, ограничение потребления это отключение электрического тока. Алгоритм отправки такого уведомления показан на рисунке.

Пример уведомления потребителя

По истечении 10 дней, после отправки уведомления компания производит отключение энергоснабжения.

Чтобы избежать этого потребитель должен в десятидневный срок устранить нарушение, после чего обратиться к поставщику услуг для составления соответствующего акта.

Подача электроэнергии будет возобновлена после оплаты электрической компании пени в соответствии с договором.

Более серьезные последствия могут возникнуть в том в случае, если помимо нарушения объема выделенной энергии будет выдвинуто обвинение в бесконтрольном потреблении электроэнергии. Основанием для этого будет снятие пломб с вводного автомата. Получить более подробную информацию о последствиях бесконтрольного потребления электричества, правил учета электроэнергии и т.д., можно на нашем сайте.

Пломба на вводном автомате (отмечена красным)

Правила и нормативы

Электрификация любого объекта осуществляется в соответствии с ТУ, разработанными кампанией, предоставляющей услуги электроснабжения. В одном из пунктов данного документа указываются параметры выделяемой мощности для сети потребителя. Энергоснабжающая компания формирует ТУ на основании заявленной мощности, обоснованной расчетами.

При электрификации жилых и общественных зданий руководствуются СП 31 110 2003 и временной инструкцией PM 2696 01. Согласно данным документам жилые дома, относящиеся к 1-й категории, не нормируются по выделению мощности. То есть, если имеется техническая возможность, то ТУ на подключение таких объектов формируется на основании поданной заявки.

Для жилых домов 2-й категории предусмотрено две нормы электрификации:

  1. 5 – 7 кВт, на частный дом или квартиру, с газовыми плитами.
  2. 8 – 11 кВт – с электрическими плитами.

При этом нижний порог выделения мощности предусмотрен для малогабаритных квартир в домах, строящихся по программе социального жилья. Заметим, что эти нормы установлены относительно недавно, для электроустановок жилых объектов, построенных до 2006 года, они были ниже.

Как узнать, сколько мощности выделено?

Те, кто не знает объем разрешенной мощности для дома или квартиры, может воспользоваться следующими способам получения информации:

  1. Взять справку в энергоснабжающей компании. Следует учитывать, такая услуга считается платной, например в Мосэнергосбыте за нее придется заплатить от 1,3 до 3,1 тыс. рублей, в зависимости от категории жилого объекта.
  2. Поискать нужный параметр в договоре на энергоснабжение или ТУ.
  3. Получить информацию эмпирическим путем, посмотрев параметры вводного защитного устройства. Дело в том, что оно в большинстве случаев, помимо своих прямых функций, играет роль ограничителя мощности. Чтобы установить ее максимальное значение, достаточно узнать рабочий ток автомата.

Параметры рабочего тока (отмечены красным)

На рисунке показан диффавтомат с рабочим током 32 А (Iном). Следовательно, максимально допустимую мощность нагрузки можно вычислить по формуле: Pмакс = U x Iном х 0,8; где U – номинальное напряжение сети. Следовательно, 230 х 32 х 0,8 ≈ 5,5 кВт.

Из всех представленных вариантов самый надежный – первый, тем более справка все равно будет нужна, если планируется увеличение выделенной мощности (она входит в пакет необходимых документов).

Расчету, основанному на рабочем токе вводного автомата, не стоит слишком доверять. Некоторые модели современных электронных счетчиков имеют встроенное реле нагрузки. В таких случаях номинальный ток автомата может быть завышен.

Расчет необходимой мощности

Данный расчет понадобится, чтобы понять будет ли достаточным объем выделенной электрической мощности для квартиры или дома. Для этого понадобится рассчитать величину максимальной нагрузки, просуммировав соответствующие параметры всех электроустановок потребителя. Причем необходимо принимать в расчет все бытовые электроприборы, которые могут быть включены одновременно.

Как правило, вся необходимая информация указывается на наклейке, прилепленной к корпусу оборудования, или приведена в документации. В том случае, если наклейка стала нечитабельной, а технический паспорт потерялся, можно воспользоваться таблицей, где приведена типовая активная мощность бытового оборудования.

Таблица ориентировочной потребляемой мощности различной бытовой техники

Рассчитав суммарное потребление, не спешите считать работу завершенной, необходимо добавить резерв с учетом возможного увеличения нагрузки со временем. Как правило, размер резерва устанавливают в 20-30% от расчетных параметров.

Сложив эти две величины, мы получим результат, который можно сравнить с разрешенной мощностью. Если она окажется меньше расчетных нагрузок, имеет смысл задуматься о заявке на получение дополнительных 1 кВт или 3 кВт. Подробно о присоединении дополнительных киловатт будет рассказано ниже.

Как увеличить выделенную мощность?

К сожалению, нормы потребления электрической энергии не успевают за ростом активной нагрузки. В жилых помещениях появляется все больше бытовых энергопринимающих устройств, одновременная работа которых вызывает срабатывание тепловой защиты вводного АВ. Из сложившейся ситуации есть только два выхода:

  1. Снизить бытовое потребление путем отказа единовременной работы части оборудования, что может внести определенный дискомфорт.
  2. Обратиться к поставщику электроэнергии за выделением дополнительных мощностей.

Поскольку потреблять электроэнергию в меньшем объеме не выход, последний вариант наиболее рационален. Рассмотрим, как увеличить объем электроэнергии частным и юридическим лицам. Начнем с первых.

Для частного лица

Алгоритм действий можно условно разбить на следующие этапы:

  1. Подготовка необходимых документов.
  2. Составления проекта электрификации жилого объекта.
  3. Процесс согласования разработанного проекта с компанией предоставляющей услуги на предмет возможности технологического присоединения или увеличения электрической мощности.
  4. Одобрение проекта в местном органе Энергонадзора.
  5. Осмотр электроустановки с последующим составлением соответствующего отчета и акта-допуска, подтверждающего готовность объекта к эксплуатации при новых условиях электроснабжения энергопринимающих установок. Отчет составляется сотрудником электрокомпании, акт-допуск – представителем Энергонадзора.
  6. Оформленные документы направляются электрокомпании, после чего она увеличивает величину допустимой нагрузки (выделяемой мощности).

Теперь перечислим пакет необходимых документов, они практически идентичны тем, что нужны при подключении электричества:

  • Документы собственника жилого дома, подтверждающие его личность и права на недвижимое имущество.
  • Справка, где указывается текущая величина электрической нагрузки. Как уже упоминалось выше, ее необходимо получить в компании, осуществляющей поставки электроэнергии.
  • Договор с поставщиком услуг, где прописана стоимость электроэнергии и текущий объем ее потребления.
  • Акт разграничения эксплуатационной ответственности.Фрагмент типового акта разграничения балансовой стоимости
  • План помещений и проект электрификации. Если его заказывать, то за него придется заплатить порядка $200 — $1000.

Как правило, компания занимающаяся разработкой проекта одновременно предлагает услуги по его реализации. В некоторых случаях имеет смысл воспользоваться их помощью, чтобы не терять время.

Для юридических лиц и предприятий

Технически процедура выделения дополнительной мощности для юрлиц и частников практически ничем не отличается. Разница заключается в пакете необходимых документов. Например, вместо документов подтверждающих личность необходимо подготовить учредительные документы.

Каждая справка, договор, ксерокопия документа и т.д. должны быть заверены круглой печатью предприятия-потребителя и подписью ответственного лица.

Важно ознакомиться:

Проект электроснабжения: какую расчетную мощность указать в ТУ?

Расчетная мощность системы электроснабжения

Проектирование электросети офиса, нового производства, любого жилого и нежилого объекта подразумевает подачу заявки в электроснабжающую организацию. Заказчику полезно заранее знать, сколько средств закладывать на электричество и чем грозит ошибка в расчетах. Мы подготовили памятку о том, как работает калькулятор ТУ на электроснабжение.

Зачем нужны технические условия?

Есть некий объект, есть потребность подключить его к электросети. Источники электроэнергии могут быть как централизованными, так и децентрализованными. В любом случае подсоединение к ресурсам должно отвечать стандартизированным параметрам. Их совокупность определяет технические условия (ТУ), необходимые для организации энергоснабжения.

Технические условия (ТУ) на электроснабжение – это специальный документ, который устанавливает технические требования к объекту электроснабжения и выдается соответствующими государственными органами по запросу собственника.

В теории ничего сложного в составлении документа нет. Для начала знакомимся с ГОСТом. Кроме общих характеристик (требования безопасности, методы контроля, указания по эксплуатации), ТУ на электроснабжение содержит ряд специальных требований:

  1. Технические условия необходимы, когда требуется изменить (как правило, увеличить) заявленную мощность объекта, и при подключении этого объекта к электросети.
  2. Для разных типов объектов (гараж, магазин, склад, офис в жилом и нежилом помещении) требования отличаются. Несколько иными они также будут для реконструкции инженерных сетей.
  3. Перед подачей заявки в энергоснабжающую компанию необходимо четко представлять, сколько электричества требуется. Ошибка в меньшую сторону грозит регулярными сбоями. За все лишние киловатты придется платить.

Карта ночной земли

Как рассчитывается мощность электропотребления

В самой заявке необходимо будет указать следующие сведения:

  • целевое назначение объекта
  • фактическое местонахождение и юридический адрес
  • время ввода объекта в эксплуатацию
  • расчет прогнозируемой мощности

На последнем пункте остановимся подробнее, именно здесь появляются сложности. Речь идет о наиболее активной электрической мощности, позволяющей всему производственному и бытовому оборудованию работать в штатном режиме без перегрузок. В этом пункте прописывается одна из трех категорий надежности электроснабжения. Важно рассчитать этот показатель как можно точнее.

На начальном этапе важной задачей является выведение величины расчетной мощности. То есть ожидаемой мощности на соответствующем уровне электроснабжения. Исходя из него, подбирается электрооборудование.

При определении расчетной мощности учитывается несколько факторов. Например, сезонность нагрузки на электросеть и целесообразность поддержания максимального уровня мощности.

Расчетная (максимальная) мощность выводится как установленная мощность, умноженная на коэффициент спроса.

Исходный показатель складывается из мощностей всех приборов и оборудования, которые будут эксплуатироваться на объекте.

Учитывается все, начиная от количества лампочек, компьютеров, принтеров, кондиционеров до производственных установок, нужна ли в офисе или цехе тепловая завеса и так далее.

Прикинуть общую сумму не составляет труда. В открытых источниках есть данные о потреблении электричества типовым оборудованием.

Что такое коэффициент использования (коэффициент спроса)? Его значение определяет степень потребности объекта в полной мощности. Проще говоря, оборудование не будет круглые сутки работать с полной отдачей.

Диапазон коэффициентов представлен в специальных таблицах (или в DDECAD), разработанных на основании статистических данных.

Например, коэффициент спроса на рабочее освещение конференц-зала или спортзала составляет 1, тогда как у кинотеатра он может быть 0,5, для стандартного офиса – 0,7-0,75.

Помноженный на установленную мощность, коэффициент спроса дает искомое значение величины расчетной мощности.

Как избежать лишних затрат

По большей части, расчет мощности для технических условий – арифметическая задача. Помимо этого, необходимо обратить внимание на тип источников электроэнергии, точки присоединения, проверить показатели кабелей, трансформаторов, выключателей, предохранителей, счетчиков и так далее, уточнить требования поставщика электроэнергии. Но это уже задачи проектировщиков.

Услуги по определению величины расчетной мощности, составлению ТУ оказывает множество специализированных организаций. Проводятся замеры, готовится документация, оформляется заявка. Собственнику важно уметь расшифровать то, что прописано в бумагах. За все просчеты, ошибки придется платить из своего кармана.

Полезно предварительно определить максимальную мощность самостоятельно. Корректный расчет позволит избежать риска перегрузки сети, вплоть до выхода из строя оборудования.

Поставщику электроэнергии собственник будет должен по факту указанной в ТУ потребности. Брать мощность с запасом имеет смысл, если в перспективе вероятно подключение дополнительного оборудования.

За все излишки придется платить и закладывать эти деньги в бюджет.

Другой принципиальный момент: точность расчета важна, если, к примеру, офис планируется разместить в жилом здании, где выделяемая поставщиком мощность изначально ограничена.

Для того, чтобы минимизировать риски и избежать излишних денежных трат, нужно тщательно подходить к расчету электрических нагрузок. Для этого есть ряд инструментов, облегчающих жизнь неспециалистам.

Во-первых, помощь владельцу бизнеса могут оказать информационные ресурсы, где на конкретных примерах, с указанием формул и приведением статистических таблиц, демонстрируются варианты и способы расчета электрических нагрузок для разных объектов.

Во-вторых, рассчитать мощности в каждом конкретном случае поможет специализированный софт, программные модули, широко представленные на рынке современных IT-услуг.

Установленная мощность

Расчетная мощность системы электроснабжения

> Теория > Установленная мощность

Для энергоблоков электростанций, как и для всех других электроустановок и аппаратов, применяются различные условия работы. Суммарная максимальная мощность, при которой несколько установок (или одна) могут работать постоянно, – это установленная мощность. Показатель применяется и для потребления, и для выработки электроэнергии.

Понятие об установленной и расчетной мощности

Установленная мощность соответствует номинальным величинам и является фиксированным техническим показателем установки или системы. Для предприятий ее можно регулировать, например, снятием с эксплуатации части электроустановок. Данная величина применяется для характеристики:

  • отдельного предприятия и здания;
  • отраслевой группы;
  • географической области и всей страны.

Под значением установленной мощности понимается активный мощностной показатель или полный.

Одним из основополагающих факторов во время проектирования электрической установки является расчет мощности, необходимой для долговременной и бесперебойной ее работы. Когда определяют, что такое расчетная мощность, имеют в виду именно эту величину.

Значения установленной и расчетной мощности связаны между собой при выполнении различных проектных работ. Величина расчетной мощности обычно определяется на основе установленной мощности (т.е. суммы номинальных мощностей потребителей электроэнергии, имеющихся в рассматриваемой части электроустановки) после принятия определенных коэффициентов для одновременного включения этих нагрузок.

Пиковая мощность – это самая высокая средняя загрузка, измеренная или рассчитанная за определенный промежуток времени (например, в течение дня, недели, месяца, года). Чаще всего период охватывает один год.

Важно! Пиковый мощностной показатель является основой для выбора энергетического оборудования с точки зрения нагрева рабочим током,  определяет настройки применяемой защиты.

На этапе проектирования обычно предполагается, что расчетная мощность равна пиковой, и берется фиксированный коэффициент мощности.

Расчетная мощность определяется, исходя из следующих зависимостей:

  • максимальный расчетный ток:

I = P /√3 х U cos φ.

  • tg φ = Q/Р;
  • расчетная общая мощность:

S = √(Р² + Q²).

Установленная мощность для электрических станций

В чем измеряется мощность

Для электрических станций установленная мощность вычисляется суммированием номинальных мощностей отдельных генераторов и связанных с ними двигателей. Почти всегда эти значения идентичны. В случаях несовпадения расчет ведут по меньшей мощности.

Установленная мощность российских электростанций

В результате на дорогих станциях с большой экономией топлива стоимость электроэнергии чрезвычайно зависима от режима потребления. Поэтому для крупных станций выгодно использовать установленную мощность максимум часов в год, а для мелких ГТУ с большим расходом горючего включение целесообразнее производить в часы пика нагрузок, когда общее время работы в годовом исчислении невелико.

Расчетная мощность жилых зданий

Установленная мощность в жилом здании определяется на основе суммы потребительских номинальных мощностей всех электроприборов и установок, а расчетная – с учетом ожидаемого коэффициента одновременности их включения.

Электроснабжение квартиры

Каждый абонент имеет акт разграничения, в котором записана установленная мощность и расчетная. Для домов и квартир эти величины отличаются.

В дома и некоторые квартиры обычно подводятся три фазы, что позволяет увеличить потребляемый (расчетный) показатель. Однофазный ввод значительно ограничивает потребление.

Контролирует нагрузку защитное оборудование, отстроенное от максимально возможных токов.
  1. В случае если в доме или квартире нет силовой установки, расчетная энергия определяется по формуле:

Р1 = Рмакс + М х Рчел, где:

  • Рмакс – мощность самого большого приемника, установленного в квартире,
  • М – число жителей,
  • Рчел – расчетная мощность на одного человека (например, 1 кВт);

Важно! Данная формула не учитывает обогрев жилых помещений.

  1. Расчетная мощность кабеля электропитания многоквартирного здания производится с учетом количества квартир:

Р = Р1 х n x k + Ра + Рл, где:

  • n – число квартир,
  • k – коэффициент одновременности (он находится в пределах от 0,6 до 0,8),
  • Ра – установленная мощность административных электроприемников,
  • Рл – лифтов.

Если данных нет, то Ра берется равным 0,5 кВт, Рл = 20 кВт.

  1. При электрообогреве Ро = Р + К1 х ΣРкв, где:
  • Р – расчетная мощность без электрического отопления,
  • К1 – коэффициент одновременности тепловой нагрузки в n квартирах,
  • Ркв – энергия отопления в одной квартире, кВт.

Важно! Точное определение расчетной мощности, необходимой для обогрева помещений требует подробных расчетов, которые выполняются совместно со строителями и проектировщиками зданий. В жилых домах с преобладающими нагревательными элементами cos φ = 1.

  1. Расчетный мощностной показатель для группы зданий находится по эмпирической формуле:

Рз = 0,95 х k x ΣР, где Р – энергия для одного здания.

https://www.youtube.com/watch?v=glIwwvrVX8o

Расчет мощности для жилого дома

Расчетная мощность общественных зданий

  1. В целом для общественных зданий применяется формула:

Как рассчитать потребляемую мощность

Р = Ргр х k x а, где:

  • Ргр – установленная мощность группы приемников в кВт,
  • k – коэффициент одновременности для этой группы,
  • a – коэффициент использования номинальной мощности для данной группы приемников.

Оба коэффициента находятся в специальных таблицах.

  1. С учетом фактора спроса на электроэнергию используется другое выражение:

Р = Kс х Ргр, где Kc – коэффициент спроса (определяется по таблице).

Величина Кс для нежилых объектов колеблется от 0,2-0,4 до 1.

В методе коэффициента спроса расчетная нагрузка не зависит только от количества установленных приемников. Это связано с различными коэффициентами спроса. Для больших объектов с множеством разнообразного оборудования следует принимать меньшие значения Кс.

Расчет мощности для групп электроприемников

В непромышленных зданиях: офисах, школах, больницах, театрах, гостиницах и т. д., где доминируют осветительные приемники и нагревательные устройства, предполагают, что cos φ = 1.

Расчетная мощность здания коммунального хозяйства (котельные, насосные станции) должна определяться на основе данных каталога изготовителей электрических устройств, планируемых к установке, в соответствии со следующими формулами:

  1. реактивная мощность одного приемника:

Q1 = tg φ х Р1.

Q = Кс х Qгр, где:

  • для Qгр складываются все вычисленные значения отдельных приемников,
  • Кс – коэффициент спроса.
  1. активный мощностной показатель для группы:

Р = Kс х Ргр.

S = √(Р² + Q²).

Важно! Исходя из приведенных значений мощностей, вычисляется tg φ для группы: tg φ = Q/P. Если его значение больше указанного в технических условиях для подключения, принимается решение о компенсации реактивной мощности.

Коэффициент использования разного оборудования

Для трансформаторной подстанции, с которой будут питаться жилые и коммунальные здания, расчетная мощность определяется:

S =√(P² + Рз² + Рос²) + (Q² + Qз² + Qос²), где:

  • P и Q – показатели для зданий коммунального хозяйства;
  • Рз и Qз – для жилых зданий;
  • Рос и Qос – для установок уличного освещения.

Расчетная мощность для промышленных объектов

Расчетная мощность промышленного предприятия зависит от:

  • типа продукции;
  • используемых технологий;
  • ожидаемой максимальной нагрузки в течение года;
  • типа выпускаемой продукции;
  • типа оборудования и степени его адаптации к технологии.

Существует множество методов расчета, все они должны обладать общими свойствами:

  • простотой вычисления;
  • универсальностью в определении нагрузок для разных уровней потребления и распределения энергии;
  • точностью результатов;
  • легкостью определения показателей, на которых основан метод.

Основные показатели рассчитываются по тем же формулам, но с другими поправочными коэффициентами.

Коэффициенты спроса для СН подстанции

Для трехфазных электромоторов установленная мощность равна:

Р = Рн/(η х cos φ), где:

  • Рн – номинальный мощностной показатель из техпаспорта;
  • η – КПД электромотора;
  • cos φ – мощностной коэффициент.

Увеличение выделенной, согласно техусловиям, мощности необходимо согласовывать с энергоснабжающей организацией. С этой целью проводятся перерасчеты для вводных кабелей и приборов защиты на основе новой установленной мощности. Но решение о выделении зависит от наличия свободных мощностей.

Методы расчета электрических нагрузок: формулы, коэффициенты, таблицы данных

Расчетная мощность системы электроснабжения

Теория расчета электрических нагрузок, основы которой сформировалась в 1930е годы, ставила целью определить набор формул, дающих однозначное решение при заданных электроприемниках и графиках (показателях) электрических нагрузок.

В целом практика показала ограниченность подхода «снизу вверх», опирающегося на исходные данные по отдельным электроприемникам и их группам.

Эта теория сохраняет значение при расчете режимов работы небольшого числа электроприемников с известными данными, при сложении ограниченного числа графиков, при расчетах для 2УР.

В 1980—1990е гг. теория расчета электрических нагрузок все в большей степени придерживается неформализованных методов, в частности, комплексного метода расчета электрических нагрузок, элементы которого вошли в «Указания по расчету электрических нагрузок систем электроснабжения» (РТМ 36.18.32.0289).

Вероятно, работа с информационными базами данных по электрическим и Технологическим показателям, кластеранализ и теория распознавания образов, построение вероятностных и ценологических распределений для экспертной и профессиональнологической оценки могут решить окончательно проблему расчета электрических нагрузок на всех уровнях системы электроснабжения и на всех стадиях принятия технического или инвестиционного решения.

Формализация расчета электрических нагрузок развивалась все годы в нескольких направлениях и привела к следующим методам:

  1. эмпирический (метод коэффициента спроса, двухчленных эмпирических выражений, удельного расхода электроэнергии и удельных плотностей нагрузки, технологического графика);
  2. упорядоченных диаграмм, трансформировавшийся в расчет по коэффициенту расчетной активной мощности;
  3. собственно статистический;
  4. вероятностного моделирования графиков нагрузки.

Метод коэффициента спроса

Метод коэффициента спроса наиболее прост, широко распространен, с него начался расчет нагрузок. Он заключается в использовании выражения (2.20): по известной (задаваемой) величине Ру и табличным значениям, приводимым в справочной литературе (примеры см. в табл. 2.1):

Величина Кс принимается одинаковой для электроприемников одной группы (работающих в одном режиме) независимо от числа и мощности отдельных приемников.

Физический смысл — это доля суммы номинальных мощностей электроприемников, статистическиотражающая максимальный практически ожидаемый и встречающийся режим одновременной работы и загрузки некоторого неопределенного сочетания (реализации) установленных приемников.

Приводимые справочные данные по Кс и Кп соответствуют максимальному значению, а не математическому ожиданию. Суммирование максимальных значений, а не средних неизбежно завышает нагрузку.

Если рассматривать любую группу ЭП современного электрического хозяйства (а не 1930— 1960х гг.), то становится очевидной условность понятия «однородная группа».

Различия в значении коэффициента — 1:10 (до 1:100 и выше) — неизбежны и объясняются ценологически ми свойствами электрического хозяйства.

В табл. 2.2 приведены значения ЛГС, характеризующие насосы как группу. При углублении исследований KQ4 например только для насосов сырой воды, также может быть разброс 1:10.

Правильнее учиться оценивать Кс в целом по потребителю (участку, отделению, цеху). Полезно выполнять анализ расчетных и действительных величин для всех близких по технологии объектов одного и того же уровня системы электроснабжения, аналогичной табл. 1.2 и 1.3.

Это позволит создать личный информационный банк и обеспечить точность расчетов.

Метод удельного расхода электроэнергии применим для участков (установок) 2УР (второый, третий… Уровень Энергосистемы), отделений ЗУР и цехов 4УР, где технологическая продукция однородная и количественно меняется мало (увеличение выпуска снижает, как правило, удельные расходы электроэнергии Ауй).

Метод «максимальная мощность»

В реальных условиях продолжительная работа потребителя не означает постоянство нагрузки в точке ее присоединения на более высоком уровне системы электроснабжения.

Как статистическая величина Луд, определяемая для какогото ранее выделенного объекта по электропотреблению А и объему Л/, есть некоторое усреднение на известном, чаще месячном или годовом, интервале. Поэтому применение формулы (2.30) дает не максимальную, а среднюю нагрузку. Для выбора трансформаторов ЗУР можно принять Рср = Рмах.

В общем случае, особенно для 4УР (цеха), необходимо учитывать Кмах в качестве Т принимать действительное годовое (суточное) число часов работы производства с максимумом использования активной мощности.

Метод удельных плотностей нагрузок

Метод удельных плотностей нагрузок близок к предыдущему.

Задается удельная мощность (плотность нагрузки) у и определяется площадь здания сооружения или участка, отделения, цеха (например, для машиностроительных и металлообрабатывающих цехов у = 0,12…0,25 кВт/м2; для кислородноконвертерных цехов у = = 0,16…0,32 кВт/м2). Нагрузка, превышающая 0,4 кВт/м2, возможна для некоторых участков, в частности, для тех, где имеются единичные электроприемники единичной мощности 1,0…30,0 МВт.

Метод технологического графика опирается на график работы агрегата, линии или группы машин.

Например, график работы дуговой сталеплавильной печи конкретизируется: указывается время расплавления (27…50 мин), время окисления (20…80 мин), число плавок, технологическая увязка с работой других сталеплавильных агрегатов.

График позволяет определить общий расход электроэнергии за плавку, среднюю за цикл (с учетом времени до начала следующей плавки), и максимальную нагрузку для расчета питающей сети.

Метод упорядоченных диаграмм

Метод упорядоченных диаграмм, директивно применявшийся в 1960 — 1970е гг. для всех уровней системы электроснабжения и навсех стадиях проектирования, в 1980— 1990е гг. трансформировался в расчет нагрузок по коэффициенту расчетной активной мощности.

При наличии данных о числе электроприемников, их мощности, режимах работы его рекомендуют применять для расчета элементов системы электроснабжения 2УР, ЗУР (провод, кабель, шинопровод, низковольтная аппаратура), питающих силовую нагрузку напряжением до 1 кВ (упрощенно для эффективного числа приемников всего цеха, т.е. для сети напряжением 6 — 10 кВ 4УР). Различие метода упорядоченных диаграмм и расчета по коэффициенту расчетной активной мощности заключается в замене коэффициента максимума ,всегда понимаемого однозначно как отношение Рмах/Рср (2.16), коэффициентом расчетной активной мощности Ар. Порядок расчета для элемента узла следующий:

• составляется перечень (число) силовых электроприемников с указанием их номинальной PHOMi (установленной) мощности;

• определяется рабочая смена с наибольшим потреблением электроэнергии и согласовываются (с технологами и энергосистемой) характерные сутки;

• описываются особенности технологического процесса, влияющие на электропотребление, выделяются электроприемники с высокой неравномерностью нагрузки (они считаются подругому — по максимуму эффективной нагрузки);

• исключаются из расчета (перечня) электроприемники: а) малой мощности; б) резервные по условиям расчета электрических нагрузок; в) включаемые эпизодически;

• определяются группы т электроприемников, имеющих одинаковый тип (режим) работы;

• из этих групп выделяютсяуе подгруппы , имеющие одинаковую величину индивидуального коэффициента использования а:и/;

• выделяются электроприемники одинакового режима работы и определяется их средняя мощность;

• вычисляется средняя реактивная нагрузка;

• находится групповой коэффициент использования Кн активноймощности;

• рассчитывается эффективное число электроприемников в груп пе из п электроприемников:

где эффективное (приведенное) число электроприемников — это такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое дает то же значение расчетного максимума Р, что и группа электроприемников, различных по мощности и режиму работы.

При числе электроприемнйков в группе четыре и более допускается принимать пэ равным п (действительному числу электроприемников) при условии, что отношение номинальной мощности наибольшего электроприемника Pmutm к номинальной мощности меньшего электроприемника Дом mm меньше трех. При определении значения п допускается исключать мелкие электроприемники, суммарная мощность которых не превышает 5 % от номинальной мощности всей группы;

• по справочным данным и постоянной времени нагрева Т0 принимается величина расчетного коэффициента Кр;

• определяется расчетный максимум нагрузки:

Электрические нагрузки отдельных узлов системы электроснабжения в сетях напряжением выше 1 кВ (находящиеся на 4УР, 5УР) рекомендовалось определять аналогично с включением потерь в трансформаторах.

Результаты расчетов сводят в таблицу. Этим исчерпывается расчет нагрузок по коэффициенту расчетной активной мощности.

Расчетная максимальная нагрузка группы электроприемников Ртах может быть найдена упрощенно:

где Рном — групповая номинальная мощность (сумма номинальных мощностей, за исключением резервных по расчету электрических нагрузок); Рср.см ~ средняя активная мощность за наиболее загруженную смену.

Расчет по формуле (2.32) громоздок, труден для понимания и применения, а главное, он нередко дает двукратную (и более) ошибку.

Негауссову случайность, неопределенность и неполноту исходной информации метод преодолевает допущениями: электроприемники одного названия имеют одинаковые коэффициенты, исключаются резервные двигатели по условиям электрических нагрузок, коэффициент использования считается независимым от числа электроприемников в группе, выделяются электроприемники с практически постоянным графиком нагрузки, исключаются из расчета наименьшие по мощности электроприемники. Метод не дифференцирован для различных уровней системы электроснабжения и для различных стадий выполнения (согласования) проекта. Расчетный коэффициент максимума Ктах активной мощности принимается стремящимся к единице при увеличении числа электроприемников (фактически это не так — статистика этого не подтверждает. Для отделения, где двигателей 300… 1000 шт., и цеха, где их до 6000 шт., коэффициент может составлять 1,2… 1,4). Внедрение рыночных отношений, ведущих к автоматизации, разнообразию выпуска продукции, перемещает электроприемники из группы в группу.

Статистическое определение ЯСр.см для действующих предприятий осложняется трудностью выбора наиболее загруженной смены (перенос начала работы разных категорий работников в пределах смены, четырехсменная работа и др.).

Проявляется неопределенность при измерениях (наложение на административнотерриториальную структуру). Ограничения со стороны энергосистемы ведут к режимам, когда максимум нагрузки Ртгх встречается в одной смене, в то время как расход электроэнергии больше в другой смене.

При определении Рр нужно отказаться от Рср.см исключив промежуточные расчеты.

Подробное рассмотрение недостатков метода вызвано необходимостью показать, что расчет электрических нагрузок, опирающийся на классические представления об электрической цепи и графиках нагрузки, теоретически не может обеспечить достаточную точность.

Статистические методы расчета электрических нагрузок устойчиво отстаиваются рядом специалистов.

Методом учитывается, что даже для одной группы механизмов, работающих на данном участке производства, коэффициенты и показатели меняются в широких пределах.

Например, коэффициент включения для неавтоматических однотипных металлорежущих станков меняется от 0,03 до 0,95, загрузки A3 — от 0,05 до 0,85.

Задача нахождения максимума функции Рр на некотором интервале времени осложняется тем, что от 2УР, ЗУР, 4УР питаются электроприемники и потребители с различным режимом работы.

Статистический метод основывается на измерении нагрузок линий, питающих характерные группы электроприемников, без обращения к режиму работы отдельных электроприемников и числовым характеристикам индивидуальных графиков.

{xtypo_quote}Метод использует две интегральные характеристики: генеральную среднюю нагрузку PQp и генеральное среднее квадратичное отклонение , где дисперсия DP берется для того же интервала осреднения. {/xtypo_quote}

Максимум нагрузки определяется следующим образом:

Значение р принимается различным. В теории вероятности часто используется правило трех сигм: Ртах = Рср ± За, что при нормальном распределении соответствует предельной вероятности 0,9973. Вероятности превышения нагрузки на 0,5 % соответствует р = 2,5; для р = 1,65 обеспечивается 5%я вероятность ошибки.

Статистический метод является надежным методом изучения нагрузок действующего промышленного предприятия, обеспечивающим относительно верное значение заявляемого промышленным предприятием максимума нагрузки Pi(miiX) в часы прохождения максимума в энергосистеме. При этом приходится допускать гауссово распределение работы электроприемников (потребителей).

Метод вероятностного моделирования графиков нагрузки предполагает непосредственное изучение вероятностного характера последовательных случайных изменений суммарной нагрузки групп электроприемников во времени и основан на теории случайных процессов, с помощью которой получают автокорреляционную (формула (2.10)), взаимно корреляционную функции и другие параметры. Исследования графиков работы электроприемников большой единичной мощности, графиков работы цехов и предприятий обусловливают перспективность метода управления режимами электропотребления и выравнивания графиков.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.