Установочная мощность и расчетная мощность

Установочная мощность и расчетная мощность

Для суммарной оценки потребления электроэнергии жилых, производственных и других объектов применяют специальную терминологию. Ее используют для описания и решения муниципальных, региональных и других масштабных задач. В этой публикации приведены определения установленной и расчетной мощности, рассмотрены формулы и примеры вычислений, приведены рекомендации по улучшению отдельных экономических показателей.

Что такое расчетная мощность

Для упрощения сначала можно изучить типичные бытовые задачи. При подключении оборудования необходимо согласовать с параметрами имеющейся сети реальное потребление электроэнергии. Определенные данные нужны владельцу квартиры для выбора автоматических защитных устройств.

Расчетная мощность определяет, какой максимальный ее уровень возможен в определенных условиях эксплуатации. Для расчета нужны параметры подключенной техники.

Технические параметры бытовой техники

Наименование Мощность по техпаспорту, Вт Количество Итого, кВт
Телевизор 1 250 1 0,25
Телевизор 2 180 1 0,18
Кондиционер 1500 3 4,5
Эл. конвектор 800 10 8
Тепловой вентилятор 1400 1 1,4
Холодильник 140 1 0,14
Варочная панель 4200 1 4,2
Духовой шкаф 3200 1 3,2

Понятно, что совместное включение кондиционеров и электрических конвекторов можно исключить. Однако в процессе приготовления торжественного ужина один духовой шкаф и все конфорки будут потреблять 7,4 кВт. Сильный ток в единой цепи способен разрушить проводку. Риск аварийных ситуаций возрастает при работе со старыми сетями питания, созданными из алюминиевых проводов с недостаточно большим сечением. В подобных объектах недвижимости (220V, одна фаза) действуют ограничения по нагрузке до 4 кВт.

Для подключения мощных потребителей (в частном загородном коттедже) рекомендуются медная проводка и подключение к сети 380V. В этом случае на одну фазу можно распределить до 14 (20) кВт по действующим стандартам. Действительные значения можно уточнить, обратившись в соответствующую снабжающую организацию.

К сведению. Таких возможностей достаточно, чтобы подсоединить даже мощный электродвигатель или сварочный трансформатор. Для подобных потребителей с выраженными реактивными составляющими делают специальный расчет с достаточным запасом по нагрузке.

Что такое установленная мощность

Как видно из рассмотренного примера, простое сложение исходных параметров не позволит получить точный результат. В действительности, кроме возможности совместного включения, следует учесть длительность и время работы. Подробные сведения о режиме эксплуатации помогут использовать преимущества сравнительно недорогих тарифов (ночью, в праздничные и выходные дни).

Установленная мощность – это суммарный показатель, который рассчитан с учетом различных поправочных коэффициентов. Ниже представлены методики, которые используют для профессиональных и частных вычислений.

Номинальные нагрузки

Для комплексной оценки данного параметра, кроме номинального тока, понадобятся значения реактивной (Pr), активной (Рн) и полной (S) мощности. Точный расчет выполняют с учетом поправочного коэффициента, который определяет продолжительность подключения к источнику питания. Существенное значение имеет тип оборудования.

Так, номинальную мощность (полную) при кратковременных рабочих интервалах можно вычислить по формуле:

Реактивную составляющую определяют умножением потребления по техническому паспорту на √(П/100) * cos ϕ,

где:

  • П – обозначение суммарной длительности рабочих интервалов;
  • cos ϕ – справочный показатель, указанный в сопроводительной документации к подключенной аппаратуре.

Средние значения нагрузок

Для решения практических задач многое будет значить потребление за длительный период времени (неделя, квартал). Чтобы получить корректный результат, берут суммарное значение активной компоненты с учетом необходимого промежутка. Также применяют поправочный коэффициент для определения рабочих интервалов. Допустимо применение рассмотренных выше формул. Главное различие – применение средних показателей вместо номинальных.

Установленная мощность для электрических станций

Этот параметр будет отличаться от суммы всех подключенных потребителей и генерирующих устройств. По действующим правилам установочная мощность определяется с учетом только тех агрегатов, которые работают на внешнюю линию электропередач. Складывают значения, указанные в соответствующих технических паспортах.

Расчетная мощность жилых зданий

Для корректного разделения технических и экономических показателей в таких объектах применяют следующие группировки потребителей:

  • квартиры;
  • общественная собственность.

Кроме осветительных приборов, необходимо учитывать мощность:

  • лифтового, вентиляционного, насосного оборудования;
  • отопительных устройств;
  • систем безопасности, контроля, пожарной сигнализации.

Пояснения:

  • суммарную нагрузку вычисляют по количеству и удельному потреблению отдельных категорий квартир;
  • мощность лифтовых приводов корректируют с учетом графика использования (спроса);
  • аналогичным образом уточняют потребление энергии электродвигателями насосных станций, других установок;
  • резервные комплекты (пожаротушение и др.) не учитывают.
Читайте также:  Как обшить фронтоны вагонкой

К сведению. Формулы, поправочные коэффициенты и технологии расчетов подробно представлены в ГОСТ, отраслевых нормативах. Для расчета нагрузок с распределением по разным типам квартир можно воспользоваться справочными данными из строительных правил (СП31-110-2013).

Расчетная мощность общественных зданий

В таких объектах, как и в государственных учреждениях, отдельно рассчитывают потребление силовых установок и светильников. Для первой категории существенное значение будет иметь реактивная составляющая мощности. Исходные данные берут из проектной документации, проверяют по паспортам отдельных единиц техники. При наличии соответствующего автономного объекта уточняют параметры котельной.

Параметры светильников существенно различаются в зависимости от типа. Устаревшие лампы накаливания потребляют много электроэнергии при сравнительно небольшом КПД. Светодиодные приборы экономичнее в 8-10 раз.

Для оценки крупных объектов пользуются усредненными показателями удельной мощности на единицу площади, рабочее место. В некоторых ситуациях на потребление существенное влияние оказывает режим работы или количество посетителей.

Расчетная мощность для промышленных объектов

Такие потребители, как правило, отличаются повышенной энергоемкостью. Соответствующие проекты снабжения создают специализированные организации. По расчетной мощности различают предприятия:

  • малые и мини – до 750 кВ*А;
  • средние – от 75 до 150 МВ*А;
  • крупные – более 150 МВ*А.

Полученные значения используют для равномерного распределения нагрузок муниципальной электросети. Как и в предыдущих примерах, учитывают изменение потребления (суточные, недельные графики).

Как повысить расчетную мощность

Для частных, общественных, производственных и других объектов имеющиеся возможности ограничены утвержденным разрешением. Самовольное подключение мощных нагрузок недопустимо.

Изменяют условия по стандартной схеме. Сначала обращаются в снабжающую организацию. После согласования создают проектную документацию, выполняют необходимые рабочие операции.

Видео

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.

Кс = Рр/Ру ,

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
Читайте также:  Как установить электронный спидометр

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.

Установленной мощностью называется суммарная номинальная электрическая мощность всех однотипных электрических машин, установленных например на каком-нибудь объекте.

Под установленной мощностью может пониматься как генерируемая, так и потребляемая мощность, применительно к генерирующим или потребляющим предприятиям и организациям, а также к целым географическим регионам или просто к отдельным отраслям. За номинал может быть принята номинальная активная мощность, либо полная мощность.

В частности, в сфере энергетики установленной мощностью электроустановки также называют максимальную активную мощность, с которой электроустановка в состоянии работать на протяжении длительного времени и при этом не перегружаясь, в соответствии с технической документацией на нее.

При проектировании электроустановок определяют расчетную полную мощность каждого из потребителей, то есть мощность, потребляемую различными нагрузками. Данный этап является необходимым при проектировании низковольтной установки. Это позволяет согласовать потребление, определяемое договором на поставку электроэнергии для конкретного объекта, а также определить номинальную мощность трансформатора высокого/низкого напряжения с учетом требуемой нагрузки. Определяются уровни токовых нагрузок для распределительных устройств.

Данная статья призвана помочь читателю сориентироваться, обратить его внимание на связь полной мощности и активной мощности, на возможности улучшения параметров питания при помощи КРМ, на различные варианты организации освещения, а также указать способы расчетов установленной мощности. Коснемся здесь и темы пусковых токов.

Читайте также:  Почему стучат трубы парового

Так, номинальная мощность Pn, указанная на шильдике двигателя, обозначает механическую мощность на валу, полная же мощность Pа отличается от этого значения, поскольку связана с КПД и с коэффициентом мощности конкретного устройства.

Для определения полного тока Iа трехфазного асинхронного двигателя, используют следующую формулу:

Здесь: Iа — полный ток в амперах; Pn – номинальная мощность в киловаттах; Pа – полная мощность в кило-вольт-амперах; U – напряжение между фазами трехфазного двигателя; η — КПД, то есть отношение выходной механической мощности к входной мощности; cosφ — отношение активной входной мощности к полной мощности.

Пиковые значения сверхпереходных токов могут быть крайне высокими, обычно в 12-15 раз выше среднеквадратичного номинала Imn, а иногда и до 25 раз. Контакторы, автоматические выключатели и термореле обязательно выбираются с учетом высоких значений пусковых токов.

Защита не должна срабатывать внезапно при пуске из-за сверхтока, но в результате переходных процессов достигаются предельные режимы для распределительных устройств, из-за этого они могут выйти из строя, или прослужат недолго. Чтобы избежать подобных неприятностей, номинальные параметры распределительных устройств подбирают несколько более высокими.

Сегодня на рынке можно встретить двигатели с высоким КПД, но пусковые токи так или иначе остаются значительными. Для снижения пусковых токов применяют пускатели с соединением треугольником, устройства плавного пуска, а также регулируемые приводы. Так пусковой ток может быть уменьшен вдвое, скажем, вместо 8 ампер 4 ампера.

Довольно часто, с целью экономии электроэнергии, подаваемый на асинхронный двигатель ток снижают при помощи конденсаторов, путем компенсации реактивной мощности КРМ. Выходная мощность сохраняется, а нагрузка на распределительные устройства снижается. Коэффициент мощности двигателя (cosφ) повышается благодаря КРМ.

Полная входная мощность снижается, снижается и входной ток, напряжение остается неизменным. Для двигателей, длительно работающих при пониженной нагрузке, компенсация реактивной мощности особенно актуальна.

Ток, подаваемый на двигатель, оснащенный установкой КРМ, рассчитывается по формуле:

I = I а · ( cos φ/cos φ’ )

cos φ — коэффициент мощности до компенсации; cos φ’ — коэффициент мощности после компенсации; Ia — исходный ток; I – ток после компенсации.

Для резистивных нагрузок, нагревательных приборов, ламп накаливания, ток рассчитывается следующим образом:

для трехфазной цепи:

Для однофазной цепи:

U – напряжение между зажимами прибора.

Применение инертных газов в лампах накаливания дает более направленный свет, повышается светоотдача, срок службы возрастает. В момент включения ток кратковременно превышает номинальный.

У люминесцентных ламп номинальная мощность Pn, указанная на колбе, не включает в себя мощность, которая рассеивается балластом. Ток следует рассчитывать по следующей формуле:

I а = (Pn + P баласта ) / (U · cosφ)

U – напряжение подаваемое на лампу вместе с балластом (дросселем).

Когда на балластном дросселе не указана рассеиваемая мощность, то примерно ее можно считать как 25% от номинала. Значение cos φ, без конденсатора КРМ, принимают равным примерно 0,6; с конденсатором — 0,86; для ламп с электронным балластом — 0,96.

Компактные люминесцентные лампы, очень популярные в последние годы, весьма экономичны, их можно встретить в общественных помещениях, в барах, в коридорах, в цехах. Они заменяют собой лампы накаливания. Также как и у люминесцентных ламп, здесь важно учесть коэффициент мощности. Балласт у них электронный, поэтому cos φ приблизительно 0,96.

Для газоразрядных ламп, в которых работает электрический разряд в газе или паре металлического соединения, характерно значительное время розжига, в это время ток превышает номинальный приблизительно двукратно, но точное значение пускового тока зависит от мощности лампы и от производителя. Важно помнить, что газоразрядные лампы чувствительны к напряжению питания, и если оно упадет ниже 70%, лампа может погаснуть, а после остывания потребуется более минуты для розжига. Лучшая светоотдача у натриевых ламп.

Надеемся, что эта краткая статья поможет вам сориентироваться при расчете установленной мощности, вы обратите внимание на значения коэффициентов мощности ваших приборов и агрегатов, задумаетесь о КРМ, и подберете оборудование оптимальное для ваших целей, при этом максимально эффективное и экономичное.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector