Расчет электрических нагрузок

2018-03-08 Статьи Комментариев нет

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.

Ки = Р/Ру

Коэффициент мощности cosφ — это отношение активной мощности, потребляемой нагрузкой к ее полной мощности.

cosφ = Р/S

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.

Помещение	Потребители	Номинальная мощность кВт
Кухня	Освещение 2 Розетки Стиральная машина Холодильник	0,1 0,2 2,2 0,7
Комната	Освещение 3 Розетки Электрообогреватель Компьютер	0,2 0,3 2 0,5
Комната	Освещение 2 Розетки Вентилятор	0,1 0,2 0,3
Прихожая	Освещение 2 Розетки	0,1 0,3

Далее переходим уже непосредственно к расчету мощности с учетом всех коэффициентов. Все однотипные электроприемники, такие как розеточная сеть, освещение, объединим в группы и сложим их номинальную мощность. Остальные приемники посчитаем отдельно.

Потребители	Номинальная мощность кВт	Расчетные коэффициенты			Расчетная мощность		Расчетный ток
Спроса	Использования	Мощности	Активная кВт	Полная кВА
Освещение	0,5	0,7	0,8	1	0,28	0,28	1,3
Розетки	1	0,3	0,8	0,8	0,24	0,3	1,4
Стиральная машина	2,2	1	0,6	0,75	1,32	1,76	8
Холодильник	0,7	—	0,8	0,65	0,56	0,9	4
Электрообогреватель	2	0,8	1	1	1,6	1,6	7,3
Компьютер	0,5	0,6	1	0,65	0,3	0,5	2,3
Вентилятор	0,3	—	1	0,75	0,3	0,4	1,9
7,2	4,6	5,74	26,2

Для определения расчетной активной мощности необходимо номинальную (установленную) мощность умножить на коэффициенты спроса и использования — Pр = Pу * Кс * Ки.

Полную мощность находим, разделив расчетную активную мощность на коэффициент мощности — S = Pp/cos φ.

Расчетный ток для однофазной сети определяется по формуле Ip = Pp/U*cos φ или Ip = S/U. Для трехфазной сети формула будет иметь такой вид Ip = Pp/1,73*U*cos φ или Ip = S/1,73*U.

Для того, чтобы примерно прикинуть какая мощность нужна для дома, можно и не делать таких подробных расчетов. Достаточно сложить установленную мощность потребителей, которые будут использоваться и умножить это значение на коэффициент спроса.

Номинальная мощность кВт	до 14	20	30	40	50	60	70 и более
Коэффициент спроса	0,8	0,65	0,6	0,55	0,5	0,48	0,45

Правда надо учитывать, что это значение будет очень приблизительное и в дальнейшем его придется корректировать.

Источник

Проектируем электрику вместе

25.07.2013

Расчет электрических нагрузок

Расчет. нужен для того, чтобы получить исходные данные для правильного выбора основных элементов электрических сетей и обеспечить их безопасную эксплуатацию.
Пример расчета электрических нагрузок. Коэффициент спроса нагрузки. Установленная мощность группы электроприемников. Коэффициент использования. Коэффициент мощности cosφ. Расчетный ток. Таблица нагрузок. Таблица Excel.

Сегодня мы рассмотрим, как выполняется расчет однофазных электрических нагрузок. Вначале сформулируем основные задачи, которые должны быть решены в результате расчетов.

Для чего делается расчет электрических нагрузок?

На основании расчетов электрических нагрузок производится выбор основных элементов электрической сети. В частности, расчетная мощность (расчетный ток) служит основой при выборе номинальных токов защитно-коммутационных аппаратов и сечений токопроводящих жил проводов и кабелей в распределительных и групповых сетях.
При этом под расчетной мощностью подразумевается мощность, равная ожидаемой максимальной нагрузке элемента сети за 30 минут (ПУЭ п. 1.3.2):

Итак, на основании расчетов электрических нагрузок решаются следующие задачи:
• определяется максимальная расчетная мощность на вводе для получения ТУ на присоединение к электрическим сетям;
• определяется максимальный расчетный ток нагрузки всех элементов сети;
• по условию нагрева максимальным расчетным током нагрузки в соответствие с ПУЭ выбираются сечения токопроводящих жил проводов и кабелей;
• по выбранному сечению провода и его длительно допустимой токовой нагрузке выбираются номинальные токи автоматических выключателей в распределительных и групповых сетях.

Пример расчета.
В качестве примера возьмем проект электрики одноэтажного жилого дома с жилой площадью 90м2. Используем табличный метод коэффициента спроса. Этот метод можно применять на этапе рабочего проектирования, когда известны точные данные электроприемников и места их расположения на объекте.

Источник

Расчет электрических нагрузок квартир и коттеджей. Расчет токов короткого замыкания

2.1. Расчет электрических нагрузок

На начальной стадии проектирования, когда практически неизвестны точные данные электроприемников, но необходимо получить технические условия на присоединение электрической мощности, возникает вопрос, как рассчитать величину установленной мощности потребителей и на этой основе определить расчетную нагрузку на вводе в квартиру или коттедж. При этом, под понятием расчетная электрическая нагрузка Рр потребителя или элемента сети подразумевается мощность, равная ожидаемой максимальной нагрузке за 30 мин.

Указанные Нормативы составлены на основании анализа режимов электропотребления перспективного набора электробытовых приборов и машин в квартире (коттедже). Учитывались данные по установленной мощности приборов и машин, определялся суточный расход электроэнергии, возможное время работы каждого прибора и машины.

В удельных расчетных нагрузках за основу принято, что расчетная нагрузка отдельной квартиры (коттеджа) или небольшого числа квартир (коттеджей) определяется приборами эпизодического пользования, но значительной установленной мощности. К таким приборами относятся, например, стиральные машины с подогревом воды, джакузи, посудомоечные машины с подогревом воды, электрические чайники, электрические сауны и др. Для этих приборов определялись коэффициенты спроса с последующим суммированием их расчетных нагрузок с нагрузками всех прочих приборов малой мощности, которые определялись с использованием усредненного значения коэффициента спроса.

Разработчиками Нормативов в качестве базовых исходных данных принято:

1. Средняя площадь квартиры (общая), м2:

в типовых зданий массовой застройки 70

в зданиях с квартирами повышенной комфортности

(элитные) по индивидуальным проектам 150

3. Средняя семья, чел 3,1

4. Установленная мощность, кВт:

квартир с газовыми плитами 21,4

квартир с электрическими плитами в типовых зданиях 32,6

квартир с электрическими плитами в элитных зданиях 39,6

коттеджей с газовыми плитами 35,7

коттеджей с газовыми плитами и электрическими саунами 48,7

коттеджей с электрическими плитами 47,9

коттеджей с электрическими плитами и электрическими саунами 59,9

Во «Временной инструкции по расчету электрических нагрузок жилых зданий» РМ2696-01 расчетную нагрузку на вводе в квартиру для домов I категории рекомендуется определять по формуле:

Таблица 2.1 Удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников квартир жилых зданий

Удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников квартир жилых зданий

Потребители электроэнергии

Удельная расчетная электрическая нагрузка, кВт/квартира, при числе квартир

Источник

Подводка электричества к частному дому и расчет нагрузки

Подводка электричества к дому является одним из самых важных моментов подготовки строения к вводу в эксплуатацию. Правильная подводка электричества к частному дому может быть сделана только после тщательного планирования, основанного на данных, полученных в ходе предварительных расчетов. В этой статье рассказано о том, как проводится расчет электрических нагрузок в частном доме с целью улучшения экономичности и безопасности эксплуатации приборов.

Индивидуальный дом расположен в местности, где используются электрические воздушные линии. В этом случае неизолированные провода монтируют на фарфоровых или стеклянных изоляторах, укрепленных на деревянных, железобетонных или металлических опорах. Иногда вдоль линии электропередач предусматривают уличное освещение, в этом случае прокладывают еще один провод, который монтируют на тех же опорах. Уличное освещение подключают к «фазному» и нулевому проводам, а для управления ставят выключатель или магнитный пускатель, к контактам которого присоединяют провода для освещения.

В четырехпроводных электрических линиях нулевой провод обязательно заземляют на трансформаторной подстанции, а затем через каждые 100— 200 м по трассе, для чего на опорах устраивают повторные заземления. От четырех-или пятипроводной (с «фонарным» проводом) линии, проходящей вдоль улицы, делают отводы к домам, распределяя нагрузки на каждую фазу более или менее равномерно: при однофазных ответвлениях чередуют от каждой фазы (от первой фазы отвод к первому дому, от второй — ко второй, от третьей — к третьему, к четвертому — снова от первой и т. п.). Второй провод каждого двухпроводного отвода присоединяют к нулевому проводу линии.

Формула расчета нагрузки, мощности и силы тока

Для проведения изысканий может применяться формула расчета тока, которая должна учитывать несколько параметров. Расчет примерный, потому что еще нужно учитывать коэффициент мощности, равный для большинства электропотребителей 0,9-1. Если вы включаете в сеть напряжением 220 В электрическую лампочку 100 Вт, то ток в подводящих проводах 100 Вт/220 В, или 0,45 А (это при коэффициенте мощности равном 1). Если электроприемник имеет коэффициент мощности 0,9, то при мощности 100 Вт и напряжении 220 В сила тока рассчитывается следующим образом: I = W/KU = 100Вт/200Вх0,9=0,5А. Чем меньше коэффициент мощности, тем больше ток и, следовательно, больше потери энергии в проводах за счет их нагревания. Формула расчета нагрузки может быть скорректирована с учетом изменения этих параметров.

Формула мощности нагрузки используется, чтобы подсчитать электрическую потребность нескольких электроприемников, необходимо суммировать их номинальные токи, иногда у всех электроприемников коэффициент мощности одинаков или достаточно близок к единице. При различных значениях коэффициента мощности находят его усредненное значение, а чаще принимают эту величину 0,8-0,9 и вычисляют силу тока, исходя из суммы номинальных мощностей. Нагрузку на фазовый провод от трехфазного электроприемника подсчитывают, исходя из того, что на каждую фазу приходится одна треть мощности и что фазовое напряжение в 1,73 раза меньше линейного: мощность трехфазного электроприемника делят на номинальное линейное напряжение, а коэффициент мощности на 1,73. Потребители, пользующиеся трехфазным током, одну из фаз выделяют для питания однофазных электроприемников, силу тока в этом фазовом проводе определяют, суммируя нагрузки всех трех- и однофазных электроприемников. На ток в других фазовых проводах однофазные электроприемники не влияют, но они определяют ток в нулевом проводе (при включении только трехфазных электроприемников тока в нулевом проводе нет).

Формула расчета силы тока при правильном применении позволяет формировать устойчивую к перепадам напряжения сеть. Практически все электроприемники в вашем доме имеют различное электрическое сопротивление, определяемое результатом деления величин электрического напряжения и силы электрического тока. Электрическое сопротивление (проводника, электроутюга, телевизора и т. п.) в омах (Ом), равно электрическому напряжению в вольтах (В), деленному на силу тока в амперах (А): R = U/I. Если к электроприемнику приложено напряжение 220 В и при этом протекает ток силой 0,5 А, то сопротивление цепи составляет 440Ом. Если сопротивление увеличить, сила тока пропорционально уменьшится. Используя приведенные зависимости: I =W/U и R=U/I, путем арифметических действий получим: WR = U2.

Отсюда, можно, зная величину электрического напряжения и мощность электропотребителя, вычислить его сопротивление. Или вычислить мощность, зная величины R и U. Например, сопротивление электроприемника мощностью 220 Вт составляет 484 Ом, а сопротивление электроприемника мощностью 1 кВт — 48,4 Ом.

Сопротивление проводов электрической сети обычно находится в пределах от долей Ома до 1-2 Ом, нагрев проводов электрическим током зависит от сопротивления и силы тока, поэтому если электрическое соединение сделано плохо (недостаточно затянуты винты, небрежно скручены и зачищены провода), его сопротивление оказывается больше и возникает опасный перегрев, появляется возможность загорания. При коротком замыкании напряжение сети приложено к замкнутым между собой проводам, сопротивление мало, и сила тока возрастает, превосходя допустимые значения. Если при этом нет необходимых мер защиты (например, отсутствуют предохранители), провода также могут загореться.

У домовладельцев возникает вопрос: каким проводом лучше монтировать электропроводку — с медной или алюминиевой жилой? Конечно, вопрос корректен, если подразумеваются одинаковые провода: сечение жилы, тип изоляции и т. п. Удельное сопротивление меди в 1,6 раза меньше, чем удельное сопротивление алюминия. Для передачи одной и той же электрической мощности до опасного нагрева нужно выбрать сечение алюминиевой жилы в 1,6 больше, по сравнению с медной.

Коэффициент теплопроводности меди 390 Вк/м x К, а у алюминия 209 X= Вк / м x К, то есть у меди в 1,7 больше. Это означает, что, если в одном месте медной жилы, например, за счет плохого контакта, возник перегрев — температура повысилась, то такое повышение температуры быстрее будет распределяться по медной жиле по сравнению с алюминиевой. Следовательно, использование медных проводников имеет несомненные преимущества по сравнению с алюминиевыми.

По определению мощность есть энергия в единицу времени, электрическая энергия Е равна: Е = Wt, где t — время.

Измеряют величину Е при помощи электросчетчиков. Если мощность электроприемников суммарно составляет 1 кВт, то за 1 час работы будет израсходован 1 кВт/час, такое же количество электроэнергии израсходуют за 4 часа электроприемники мощностью 250 Вт или электролампа мощностью 100 Вт за 10 часов.

Вам понадобиться: в доме всегда включено много электропотребителей — электрические лампочки, холодильник, телевизор, электронагреватели и т. п. Обычно все они соединены параллельно, однако в редких случаях встречается и последовательное соединение потребителей. Вам, например, необходимо рассчитать, купив новый электроприбор (и зная его мощность и напряжение, которые должны быть приведены в паспорте) не только силу тока через этот прибор, но и какой автомат-предохранитель нужно поставить в цепи прибора, если параллельно ему уже подключены другие. То есть необходимы самые краткие данные для расчета электрических цепей.

Далее, если у вас есть конкретная электрическая цепь, подставляя величины U, Rv R2 и т. д., вы получите необходимые численные значения, только не забудьте все величины записывать в Международной системе единиц СИ — вольтах, амперах, Омах и ваттах. Впрочем, если вы привыкли к лошадиным силам (л. с.), то запомните, что 1 л. с. — 735,5 Вт.

Приведенные сведения из электротехники — тот технический минимум, который вам необходимо знать, чтобы грамотно эксплуатировать электрические системы в своем доме.

Указания по определению и расчету мощностей электрических нагрузок электроприборов с примерами

Далее приведены указания по расчету электрических нагрузок в частном домовладении для улучшения производительности сети. Проводимый предварительно расчет мощности электроприборов позволяет также сократить финансовые затраты на оплату счетов за электроэнергию.

Выберем для составления схемы достаточно типичный вариант двухэтажного дома и последовательно рассмотрим все этапы составления электрической схемы электропроводки.

Для того чтобы провести определение электрических нагрузок, поступим следующим образом: разместим на плане дома по помещениям все электропотребители, которые могут быть включены в доме. Далее представлены практические примеры расчета электрических сетей, которые можно использовать для составления собственного плана.

Первый этаж.

Второй этаж.

Для включения всех указанных потребителей монтируют групповую сеть. Групповую сеть выполняют, как правило, тремя группами. Первая группа предназначена для питания осветительных приборов, вторая служит для присоединения штепсельных розеток на 6А без защитных (зануляющих или заземляющих) контактов, третья питает электроприемники, требующие занулений корпуса прибора, например, кухонную плиту. К этой группе присоединяют штепсельные розетки с защитным контактом.

Нельзя объединять нулевые проводники разных групп в провод, который служит для присоединения защитных контактов штепсельных розеток в нулевые проводники, нельзя вводить ни выключатели, ни предохранители. Допускается смешанное питание штепсельных розеток и освещения.

Если поступить по всем правилам, то есть объединим в одну группу осветительные приборы, во вторую — штепсельные розетки на 6А, в третью — штепсельные розетки с защитным контактом, то в итоге получим большой расход проводов. Если проводя расчет электрических нагрузок, пример взять за основу, то стоит провести корректировку мощностей в соответствии с паспортными данными электроприборов.

Методы и формула расчета сопротивления и напряжения электрической нагрузки

Сопротивление нагрузки формула позволяет рассчитывать максимально точно при планировании наиболее эффективной работы сети. Для того чтобы узнать напряжение нагрузки, формула должна включать в себя все параметра работающих приборов. Методы расчета электрических нагрузок в частном домовладении можно посмотреть далее на этой странице в примерах проведения исследований.

Группа № 1

Объединим штепсельные розетки и осветительные приборы в гостиной в группу № 1. Суммарная мощность всех одновременно включенных приборов равна 620 Вт. Представим, что возникла необходимость включить еще настольную лампу, фен для сушки волос, кофемолку, электропаяльник и т. п. — мало ли какие возникают ситуации. Добавим на такие непредвиденные расходы еще 300 Вт — пусть максимальная мощность всех электропотребителей, включенных одновременно в гостиной, достигнет 900 Вт. Не бойтесь в разумных пределах завысить мощность электропотребителей — небольшие дополнительные расходы на электропроводку с лихвой окупятся отсутствием опасности возгорания в вашем доме. Максимальная сила тока в цепи: I= (900Вт ) /200В=4,1А.

Величина силы тока на подходе к предохранителю цепи, а ток в проводах, ведущих к бра, будет значительно меньше. Если провод к бра через ответвительную коробку отходит от центральных жил, то сила тока в нем: 100Вт/220В=0,45 А.

К бра можно проложить провод со значительно меньшим сечением.

Максимальная допустимая нагрузка на штепсельную розетку без заземленных контактов 1500 Вт, а количество розеток на 30 м2 гостиной 3-5 штук (по СНиП — 1 розетка на 6-10 м2 жилой площади). Наконец, общий максимальный ток не превышает 6 A, то есть можно использовать 6 A предохранитель для этой части групповой сети. Сейчас используют автоматические выключатели, расцепители которых рассчитаны на 16 A — осветительная сеть и сеть штепсельных розеток.

У нас есть большой «запас прочности», около 12 А (16 А — 4 А), поэтому в группу №1 можно включить освещение кухни, коридора, крыльца, туалетной комнаты и гаража. Тогда суммарная мощность всех электропотребителей в гостиной и осветительных приборов в других комнатах составит около 1,6 кВт, сила тока не превысит 7,3 А, и для этой группы №1 расцепитель автоматического выключателя, рассчитанный на 16 А, нас вполне устроит, так как 16 А, или 3,6 кВт — это мощность всех одновременно включенных потребителей.

Группа №2

В группу № 2 выделим розетки с защитным контактом для электрической плиты, электронагревателя, холодильника и стиральной машины. Суммарная мощность этих приборов 5,3 кВт, а сила тока в цепи группы № 2 составит: I=5,3кВт/220В=24А.

Практически исключаются случаи одновременного включения всех перечисленных приборов, и для этой группы можно использовать автоматический выключатель с расцепителем на силу тока 25 А.

Группа № 3

Наконец, в группу № 3 включите розетки и освещение второго этажа. При указанных выше электропотребителях установите автоматический выключатель на 16 A.

Источник

• ← что означает строка 210 в декларации по налогу на прибыль
• Скидка на торг для коммерческой недвижимости →