Расчёт общей нагрузки

Пример расчета

Выбор устройств защиты напрямую зависит от планируемой загрузки сети.

Общая нагрузка напрямую зависит от возможной нагрузки на вводной кабель от узла учёта. Энергоснабжающая организация выделяет максимальную мощность для абанента. Одно фазный потребитель получает максимально 5 - 8 кВт(25-32А при напряжении 220V). Трёх фазный потребитель от 15кВт (25-32А при напряжении 380 - 410V). Большая мощность выделяется только по согласованию проекта в котором есть обоснование большей мощьности.

Первый вариант, когда расчётная нагрузка не более 10 кВт

Например вы посчитали что общая мощность равна примерно 10 000 Ватт , ток при напряжении 220 вольт будет равен :

I=P/U , I = 10 000 Ватт / 220 Вольт = 45,5 Ампер.

При выборе вводного устройства защиты необходимо выбрать с запасом на 30 - 50 % от расчетного тока 45,5 Ампер - наше значение с учётом запаса по току от 60 А до 68 А . Номинал автоматического выключателя который нам подходит равен 63 Амперам.

Можно выбрать следующие модели :

Авт.выкл.мод.2п C 63А S202 6кА ABB 2CDS252001R0634 (600 -700 руб)
Авт.выкл.мод.1п C 63А S201 6кА ABB 2CDS251001R0634 (300-330 руб)
Авт.выкл.мод.2п C 63А ВА-101 4,5кА DEKraft (120 -130 руб)
Авт.выкл.мод.1п C 63А ВА-101 4,5кА DEKraft (60-65 руб)

Второй вариант, когда расчётная нагрузка превышает 10 кВт

Общая расчётная нагрузка равна примерно 19 кВт. В нашем случае разумно сделать подключение на три фазы. Ток при напряжении 380 вольт будет равен :

I=P/(1,73*U) , I = 19 000 Ватт / (1,73*380 Вольт) = 29 Ампер.

С запасом по мощности получаем ток 40 Амперам . У нас три фазы 40 А / 3 фазы = 13 Ампер на каждую фазу. Нам подойдёт трёхполюсный автомат с номиналом 16 А

Можно выбрать следующие модели :

Авт.выкл.мод.3п C 16А S203 6кА ABB 2CDS253001R0164 (550 - 600 руб)
Авт.выкл.мод.3п C 16А SH203L 4,5кА ABB 2CDS243001R0164 (360 - 400 руб)
Авт.выкл.мод.3п C 16А ВА 47-63 4,5кА ЭКФ(135 - 150 руб)

Теоретическая информация

При строительстве многоквартирного дома или коттеджа необходимо произвести расчет электрических нагрузок, чтобы определиться с выбором силовых коммутирующих устройств внутри дома и на трансформаторной подстанции, а также, чтобы подобрать сечение кабельной линии (расчет сечения кабельной линии с помощью программы "Электрик v6.9") от подстанции или опоры воздушной линии электропередачи до коттеджа. Расчет электрических нагрузок производится в целях защиты от перегрузки по потребляемой мощности. То есть совокупная мощность всех работающих приемников электроэнергии не должна превышать мощность, которая отведена на эту ветку линии электропередач.

По данным предполагаемой нагрузки внутри квартиры для каждой комнаты подбирается сечение проводки, но оно не должно быть меньше указанного в ПУЭ 7.

Основными методами расчета нагрузки в квартире являются эмпирические методы:

• метод, основанный на удельной нагрузке в зависимости от площади помещения;
• в зависимости от мощности установленного оборудования и его коэффициента использования;
• табличный метод (постоянных и переменных нагрузок).

1. Метод расчета, основанный на удельной нагрузке в зависимости от площади помещения

Метод расчета, основанный на зависимости нагрузки от площади помещения, достаточно прост и не требует значительных знаний для его применения на практике. Отрицательной чертой этого метода расчета считается невозможность в полной мере определить нагрузку в каждом конкретном случае, в зависимости от площади помещения.

2. Метод расчета нагрузки по удельной мощности

Метод расчета нагрузки по удельной мощности оборудования достаточно трудоемкий, но позволяет достаточно точно подсчитать мощность потребителей, а следственно и нагрузку.

Рассмотрим метод расчета, который даёт наибольшую точность при произведении расчетов. Для того чтобы определить уровень нагрузки в доме необходимо первоначально определить мощность потребителей энергии в отдельности друг от друга, а потом умножить на коэффициент использования этих приборов на протяжении часа и на поправочный коэффициент учитывающий неравномерность использования электрических приборов.

Расчет для каждого потребителя электроэнергии Рр, Вт/ч производится по формуле:

Р_р= Р_уст*К_исп*К_зап

Руст – установленная мощность потребителя, Вт/ч;

Кисп – коэффициент использования электрооборудования,

Кзап – коэффициент учитывающий запас использования электрооборудования.

После подсчёта нагрузки всего оборудования (освещение, стиральная машина, микроволновка, утюг, телевизор, компьютер, холодильник и др.) производится суммирование всех нагрузок.

Рсум = Рр.телев. + Рр.освещ. + Рр.стир.маш + …+Рр.другое

Для коттеджа, например, площадью 120 м² с кухней, двумя спальнями, прихожей, ванной и столовой расчет будет выглядеть так.

Для кухни:

Рсум.кухни = Рр.стир.маш. + Рр.освещ.+ Рр.микр. + Рр.телев

Рсум.кухни = 2500*0,1*1,5+300*0,3*1,5+1200*0,1*1,5+70*0,5*1,5=742,5(Вт)

Для спален:

Рсум.спальн1= Рр.освещ + Рр.бра + Рр.телев + Рр. компьют.

Рсум.спальн1=200*0,3*1,5+40*0,1*1,5+70*0,5*1,5+120*0,3*1,5=202,5(Вт)

Рсум.спальн2= Рр.освещ + Рр.бра + Рр.телев + Рр. компьют.

Рсум.спальн2=200*0,3*1,5+40*0,1*1,5+70*0,5*1,5+120*0,3*1,5=202,5 (Вт)

Для прихожей:

Рсум.прихож = Рр.освещ

Рсум.прихож= 100*0,1*1,5=15 (Вт)

Для ванной комнаты и сан. узла:

Рсум.ванной = Рр.освещ + Рр.бойл

Рсум.ванной =50*0,1*1,5+2000*0,1*1,5=307,5 (Вт)

Для столовой:

Рсум.стол. = Рр.освещ + Рр.телев

Рсум.стол. = 200*0,1*1,5+100*0,1*1,5=45 (Вт)

3. Табличный метод расчета (постоянных и переменных нагрузок)

В проектных организациях преимущественно применяют табличный метод расчета (постоянных и переменных нагрузок). Он основан на составлении табличной модели электрических нагрузок ответвления. При расчете потребляемой мощности нужно помнить о том, что нагрузка не является величиной постоянной, а напрямую зависит от режима работы потребителя и от времени года. Режимов работы потребителей электроэнергии 2: непрерывно работающие (НР) и периодически работающие (ПР). Зависимость от времени года можно объяснить так: например, данное время года - лето. Летом, например, в коттедже НР являются такие потребители, как кондиционеры, холодильники и т.д., а зимой и осенью кондиционеры не работают, а наоборот включены обогревающие приборы (тепловентиляторы, масляные обогреВаттели, электрические конвектора и т.д.).

Как было упомянуто, расчет производится в виде таблицы. При ее заполнении в исходные графы вносят следующие данные:

1. Группа и наименование приемника электрической энергии;
2. Количество приемников данного наименования;
3. Номинальная установленная мощность приемника Рн.у.;
4. Коэффициент мощности приемника сos φ;
5. Коэффициент полезного действия приемника η (КПД);
6. Номинальная потребляемая мощность (рассчитывается по формуле Рн.п.=Рн.у./η;
7. Коэффициент загрузки приемника kз (берется из инструкции по эксплуатации приемника). КПД принимаем с учетом коэффициента загрузки. Если kз >=0,6, то можно принять сos φ = сos φн;
8. Количество приемников, работающих в заданном режиме и времени года m;
9. Потребляемая приемниками активная мощность (рассчитывается по формуле Р=Рн.п.*kз*m);
10. Потребляемая приемником реактивная мощность (численно равная Q=P*tgφ).

Мощности НР и ПР приемников в пункте таблицы ИТОГО записываются отдельно, так же как и в отдельных строках итоговой таблицы. После заполнения всех строк и граф табличной модели в итоговой таблице определяются следующие итоговые значения:

• суммарная мощность периодически работающих приемников Сумма Рп.р. и Сумма Qп.р.;
• суммарная мощность непрерывно работающих приемников Сумма Рн.р. и сумма Qн.р.;
• суммарная мощность периодически и непрерывно работающих приемников Сумма Рп.р.+ Сумма Рн.р., и Сумма Qп.р. + сумма Qн.р. ;

Окончательно мощность приемников, работающих периодически и непрерывно, рассчитывается с учетом коэффициента учитывающего 5% потерь энергии в сети, а также с учетом коэффициента одновременности:

• при Рнр > Рпр k0=1,0÷0,8;
• при Рнр = Рпр k0=0,8÷0,7;
• при Рнр < Рпр k0=0,7÷0,6.

Нагрузка ответвления и коэффициент мощности определяются по формулам: Р=Рн+Рп; Q=QH+Qn;

Расчет ведется по каждой группе приемников вплоть до итоговой таблицы, где подсчитыВатться окончательная суммарная потребляемая мощность.

Хоть этот метод расчета и даёт очень точные результаты потребляемой нагрузки, но не всегда удаётся точно определить, какое электрооборудование будет установлено в той или иной комнате. Тем более заложенные нормы проводки в ПУЭ, для разных помещений, с лихвой перекрывают любую нагрузку при условии правильного монтажа электрических сетей.