Расчетная нагрузка.

Расчетная нагрузка определяется как максимальная мощность, иными словами максимальная из средних значений полной мощности (Sм) за получасовой промежуток времени. Расчетная или максимальная нагрузка позволяет определить достаточность сечений питающих электролиний, учитывая нагрев и плотность тока, выбрать мощность трансформаторов, выявить потери мощности и перебои с напряжением в сети. Для вычисления расчетной нагрузки необходимо предварительно изучить основные понятия и коэффициенты.

Так, для расчета максимальной нагрузки необходимы средняя активная нагрузка (Рсм) и средняя реактивная нагрузка (Qсм) за загруженную максимально смену, а для определения потери электроэнергии за год – среднегодовые нагрузки активной (Рсг) и реактивной (Qсг) энергии. На практике, для расчета средней нагрузки активной и реактивной энергии соотносят величину потребления соответствующей энергии по показаниям счетчика за определенный промежуток времени (как правило, за время смены) к этому интервалу времени.

Существует понятие максимальной кратковременной или пиковой нагрузки (Iпик) – периодически возникающая нагрузка, необходимая для проверки и защиты сетей, определения колебаний напряжения.

Далее рассмотрим коэффициенты, которые принимают участие в расчете нагрузки:

Значение К_м при К_и

Источник

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.

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.

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.

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.

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

Источник

Расчетные электрические нагрузки жилых и общественных зданий

Расчетную нагрузку групповых сетей общедомовых помещений жилых зданий (подвалов, чердаков, вестибюлей, лестничных клеток, технических этажей), а также жилых помещений общежитий принято определять по светотехническому расчету с коэффициентом спроса равным 1.

Расчетную нагрузку вводов, шин распределительных устройств (РУ) трансформаторных подстанций (ТП) 0,4 кВ, а также питающих линий от электроприемников квартир Р_кв можно определить по формуле (кВт):

Где Р_КВ.УД. – удельная нагрузка электроприемников квартир, которая принимается по таблице П1.1 (представлена ниже) в зависимости от числа квартир, подключенных к линии трансформаторной подстанции, наличия кондиционеров воздуха и типа кухонных плит (кВт/квартира); n – количество квартир, подключенных к линии ТП.

Важно помнить, что удельные электрические нагрузки установлены с учетом того, что неравномерность расчетной нагрузки при распределении ее по фазам четырехпроводной трехфазной линии (три фазы и нулевой провод) и выводов не превышает 15%

Расчетную нагрузку вводов, шин распределительных устройств (РУ) трансформаторных подстанций (ТП) 0,4 кВ, а также питающих линий рассчитывают в зависимости от общего освещения общежитий коридорного типа с учетом коэффициента спроса k_с, значение которого принимается в зависимости от установленной мощности светильников Р_у:

Расчетную нагрузку групповых и питающих линий от электроприемников, подключаемых к розеткам в общежитиях коридорного типа Р_р.р, определяют по формуле (кВт):

Где Р_У.Д. – удельная мощность на одну розетку. При количестве розеток больше 100 принимается равной 0,06 кВт, а при количестве до 100 – 0,1 кВт; n — количество розеток; k_о.р. – коэффициент одновременности использования розеток, определяемый в зависимости от их количества:

Расчетную нагрузку вводов, шин распределительных устройств (РУ) трансформаторных подстанций (ТП) 0,4 кВ, а также питающих линий от напольных бытовых электрических плит общежитий коридорного типа Р_р.пл определяют по формуле (кВт):

Где Р_пл – мощность электроплиты, кВт; n – количество электроплит; k_с.пл – коэффициент спроса, зависящий от количества подключенных электроплит:

При смешанном питании кухонных электрических плит, общего освещения, помещений общего назначения, а также розеток в общежитиях коридорного типа расчетную нагрузку вводов и на шинах 0,4 кВ ТП определяют как сумму расчетных нагрузок питающих линий, умноженную на 0,75. Для линий освещения общедомовых помещений расчетную нагрузку определяют с учетом примечания 3 таблицы П1.1.

Для лифтовых установок расчетную нагрузку линий определяют по формуле (кВт):

Где k_с.л – коэффициент спроса, который определяется из П1.2 (представлена в самом низу) и зависит от этажности здания и количества лифтов; n_л – количество лифтовых установок, подключенных к линии; Р_ni – мощность электродвигателя i-го лифта по паспорту, кВт.

Для электродвигателей санитарно-технических устройств расчетную нагрузку линий электропитания определяют с учетом коэффициента спроса (принимаемого по таблице П1.7) по их установленной мощности.

Коэффициент спроса k_c принимают равным единице (k_c = 1) при расчете электроприемников противопожарных устройств. При этом учитывается одновременная работа вентиляторов подпора воздуха и дымоудаления, расположенных только в одной секции.

Для жилого дома расчетная нагрузка (квартиры и силовые электроприемники) определяют по формуле (кВт):

Где: Р_кв – расчетная нагрузка для электроприемников квартир (кВт), Р_с — расчетная нагрузка для силовых электроприемников (кВт).

Ниже приведены коэффициенты мощности питающих линий жилых зданий:

В течении суток электрические нагрузки жилых зданий сильно изменяются, зависят от времени года и постоянно растут, так как растет количество бытовых электроприборов и их мощность. Обоснованное и рациональное определение электрических нагрузок обеспечит правильный выбор мощности и числа трансформаторных подстанций, сечения кабелей, проводов и токопроводов, а также другого электрооборудования.

Нагрузки общественных зданий

Для расчета электрических нагрузок ввода общественных зданий и рабочего освещения коэффициенты спроса k_с принимают по таблице П1.3.

Коэффициент спроса принимают равным единице (k_c = 1) при расчетах питающих и групповых сетей эвакуационного и аварийного освещения, освещения световой рекламы и витрин, групповой сети рабочего освещения.

Коэффициент спроса для линий, питающих постановочное освещение в домах культуры, залах и клубах принимают равным 0,35 (k_c = 0,35) для регулируемого освещения эстрады и 0,2 для нерегулируемого.

Расчетную электрическую нагрузку для линий питания бытовых розеток рассчитывают по формуле (кВт):

Где: k_с.р. – принимаемый по таблице П1.4 расчетный коэффициент спроса, Р_у.р. – установленная мощность розетки, которая принимается равной 0,06 кВт (в том числе и для оргтехники), n_p – количество розеток.

В случая смешанного питания розеточной сети и общего освещения расчетную нагрузку Р_р.о можно определить по формуле (кВт):

Где: Р / _р.о – расчетная нагрузка линий общего освещения, а Р_р.р – расчетная нагрузка розеточной сети, кВт.

Расчетную нагрузку силовых линий и вводов Р_р.с можно определить по следующей формуле (кВт):

Где: k_c.c – расчетный коэффициент спроса, Р_у.р – установленная мощность электроприемников (за исключением резервных и противопожарных устройств), кВт.

Для расчета нагрузки вводов, распределительных и питающих линий силовых сетей общественных зданий, коэффициента спроса определяют по таблице П1.5.

Для пищеблоков и предприятий общественного питания расчетную нагрузку (Р_р.с) питающих линий для посудомоечных машин и другого технологического оборудования определяют по формуле (кВт):

Где: Р_р.п.м – расчетная электрическая нагрузка для посудомоечных машин, определяемая с коэффициентом спроса, полученным из таблицы П1.8 (кВт), Р_р.т — расчетная электрическая нагрузка другого технологического оборудования, определяемого с помощью коэффициента спроса, выбранного из таблицы П1.6 (кВт).

Для электроприемников уборочных механизмов нагрузку распределительных линий для расчета уставок защитных аппаратов и выбора сечения проводников, как правило, при напряжении питания 380В / 220 В принимают равной 9 кВт, а при напряжении питания 220 В – 4 кВт. При этом установленную мощность одного уборочного механизма при подключении к однофазной розетке 2 кВт, а при подключении к трехфазной розетке с защитным контактом – 4,5 кВт.

При совместном питании освещения и силовых электроприемников, расчетную нагрузку (Р_р) вводов и питающих линий в аварийном и рабочем режимах можно определить по формуле (кВт):

Где: k – это коэффициент, который учитывает несовпадение расчетных максимумов силовых электроприемников, включая и принимаемый по таблице П1.9 коэффициент для освещения и холодильного оборудования; k₁ – зависящий от отношения расчетной нагрузки освещения к нагрузке холодильного оборудования коэффициент, принимаемый по пункту 3 таблицы П1.9; Р_р.о – расчетная нагрузка осветительных приборов, кВт; Р_р.с – расчетная нагрузка силового оборудования за исключением холодильных машин систем кондиционирования воздуха, кВт; Р_р.х.с — расчетная нагрузка холодильных машин систем кондиционирования воздуха, кВт.

Коэффициенты мощности при выполнении расчетов силовых сетей общественных зданий рекомендуют принимать следующими:

Коэффициенты мощности для расчета систем освещения:

Расчетная нагрузка питающей линии (трансформаторной подстанции) при смешанном питании различного рода потребителей (общественных зданий и жилых домов) определяется по формуле, кВт:

Где: Р_здmax – максимальная из нагрузок здания, питаемого трансформаторной подстанцией (питающей линией), кВт; Р_зд1 … Р_здn – расчетные нагрузки всех зданий питаемых трансформаторной подстанцией, за исключением здания, имеющего максимальную нагрузку (Р_здmax), кВт; k₁, k₂ … k_n – коэффициенты, которые учитывают долю электрических нагрузок жилых домов (силовых электроприемников и квартир) и общественных зданий (помещений) в наибольшей расчетной нагрузке Р_здmax, принимаемые по таблице П1.10.

Допускается выполнение ориентировочных расчетов электрических нагрузок общественных зданий по укрупненным удельным электрическим нагрузкам, приведенных в таблице П1.11.

В таблицах П1.12 – П1.14 приведены коэффициенты спроса различных потребителей для расчета электрических нагрузок, а также сведения о реактивной мощности жилых домов.

Более подробно подход к расчету электрических нагрузок жилых и общественных зданий мы рассмотрим в следующих статьях.

Внизу приведены таблицы для выбора коэффициентов при расчете систем электроснабжения жилых и общественных зданий.

Источник

Определение расчетных нагрузок промышленных предприятий и сельских районов

Величина мощности, месторасположение и вид электроприемников определяют структуру схемы и параметры элементов электроснабжения промышленных предприятий и сельского хозяйства.

При проектировании обычно определяют три вида нагрузок:

1. среднюю за максимально загруженную смену P ср. max и среднегодовую P ср. Величина P ср. max необходима дли определения расчетной активной нагрузки P р, а величина P ср для определения годовых потерь электроэнергии.

2. расчетную активную P р и реактивную Q р величины необходимы для расчета сетей но условиям допустимого нагрева, выбора мощности трансформаторов и преобразователей, а также для определения максимальных потерь мощности, отклонения и потерь напряжения;

3. максимальную кратковременную (пусковой ток) I и, эта величина необходима для проверки колебании напряжения, определения тока трогания токовой релейной защиты, выбора плавких вставок предохранителей и проверки электрических сетей по условиям самозапуска двигателей

Тогда для каждой группы

Здесь P у — установленная мощность; ПВ — паспортная продолжительность включения, о. е.

Тогда среднесменная мощность по узлу равна:

— суммарная реактивная мощность компенсирующих устройств ( Q дв— реактивная мощность синхронных двигателей; Q б — мощность конденсаторных батареи).

Средняя активная нагрузка понизительных трансформаторов (20—6/0,4 кВ) определяется аналогично, но с добавлением осветительных нагрузок:

где kc.o — коэффициент спроса; Pe.o — суммарная установленная мощность осветительной нагрузки.

Расчетные нагрузки промышленных предприятий.

Для определения расчетной нагрузки существует ряд методов:

• удельного расхода электроэнергии;

• технологического графика работы электроприемников;

Рассмотрим основные положения вышеприведенных методов.

1. Метод удельного расхода электроэнергии. При использовании этого метода в качестве расчетной принимают фазную нагрузку наиболее загруженной смены работы P ср. max

где Мсм. — объем выпуска продукции за смену;

Эу — удельный расход электроэнергии на единицу продукции;

Тсм — продолжительность наиболее загруженной смены.

2. Метод технологического графика. Для групп электроприемников автоматизированного или строго ритмичного поточного производства расчетную нагрузку определяют из общего графика нагрузки, строящегося на основе технологического графика работы отдельных электроприемников и соответствующих им мощностей.

3. Статистический метод. Принимая, что при расчетах нагрузок можно применять нормальный закон распределения, расчетную нагрузку определяют из уравнения

где P ср — среднее значение (математическое ожидание) нагрузки за рассматриваемый интервал времени;

β — принятая кратность меры рассеяния (коэффициент надежности расчета);

4. Метод упорядоченных диаграмм. Этот метод является основным для определения расчетных нагрузок промышленных предприятий. Здесь

где km — коэффициент максимума нагрузки;

k и — коэффициент использования данной группы п электроприемников;

P ном — номинальная мощность всех рассматриваемых электроприемников n.

Значение km в зависимости от коэффициента использования и эффективного числа электроприемников ( n ф) можно найти по кривым km = f (k и, n ф) или по таблице.

Расчетные нагрузки сельских районов.

Рис. 1. Зависимость удельной расчетной нагрузки (кВт/дом) на вводе в сельский дом и годового потреблении электроэнергии (кВт.ч/дом) за расчетный период (лет) от годового потребления (кВт.ч/дом)

При проектировании внешних сетей 0,38 кВ расчетные нагрузки на вводе сельских жилых домов с электроплитами принимаются равными 6 кВт, а с электроплитами и водонагревателями — 7,5 кВт. Нагрузки бытовых кондиционеров учитываются путем увеличения расчетных нагрузок на вводах жилых домой на 1 кВт.

Для вновь электрифицируемых населенных пунктов, а также при отсутствии сведений об электропотреблении в электрифицированных домах расчетная нагрузка на вводах в дома принимается:

а) в населенных пунктах с преимущественно старой застройкой (более 60% домов, построенных свыше 20 лет назад) с газификацией — 1,5кВт, без газификации— 1,8 кВт,

б) с преимущественно новой застройкой с газификацией—1,8 кВт, без газификации—2,2 кВт.

в) для вновь строящихся благоустроенных квартир в городах, поселках городского типа, поселках при крупных животноводческих и других комплексах с газификацией — 4 кВт, без газификации — 5 кВт.

Согласно методическим указаниям по расчету электрических нагрузок в сетях напряжением 0,38—110 кВ сельскохозяйственного назначения расчетные активные (реактивные) нагрузки рекомендуется определять статистическим методом, т. е. по средней мощности и отклонению расчетной нагрузки от средней:

При определении нагрузок сетей 10—110 кВ суммирование нагрузок трансформаторных подстанций (ТП) выполняется ежечасно по типовым суточным графикам активной и реактивной мощностей с учетом сезонности (дневные и вечерние максимумы отдельно не учитываются).

При отсутствии надежных статистических данных о нагрузках рекомендуется использовать методику расчета, базирующуюся на применении коэффициента одновременности (отношения совмещенной максимальной нагрузки к сумме максимумов) нагрузок отдельных потребителей или их групп в виде

Допускается определение расчетных нагрузок по одному режиму: дневному при суммировании производственных потребителей или вечернему при суммировании бытовых потребителей.

Последние выражения рекомендуется только для однородных потребителей. При смешанной нагрузке отдельно определяются нагрузки на участках сети с жилыми домами, производственными, общественными и коммунальными предприятиями с использованием соответствующих коэффициентов одновременности.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник