Метод расчета электрических нагрузок.

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

2. Метод расчета нагрузки по удельной мощности

3. Табличный метод расчета (постоянных и переменных нагрузок)

4. Расчет электрических нагрузок методом коэффициента максимума

 

Расчёт силовых электрических нагрузок

А) 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:

Рр= Руст*Кисп*Кзап

где: 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)

 

 

Б).Расчет электрических нагрузок методом коэффициента максимума

Нагрузка установленная:

Рн - номинальная активная мощность электроприёмника, кВт. (табл.1)

n - число электроприёмников.

Рн.об -общая номинальная мощность электроприёмников, кВт.

Ки - коэффициент использования электроприёмников.

 

cosf -коэффициент мощности.

tgf -коэффициент реактивной мощности.

m -показатель силовой сборки в группе.

Нагрузка средняя за смену:

Рсм -средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт.

Qcм -средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену, кВАр

n_э -эффективное число электроприёмников.

Кмax -коэффициент максимума.

Нагрузка максимальная:

Рм -максимальная активная нагрузка, кВт.

Qм - максимальная реактивная нагрузка, кВАр.

Sм- максимальная полная нагрузка, кВА.

Iм - ток максимальный, А.

 

Пример расчёта для РП-1:

 

Дано:

Обдирочные станки типа РТ-503: Рн=37кВт; n=10

Краны мостовые: Рн=30 кВт; n=2; ПВ=25%

 

Находим Рн.об. для этого Рн.об=Рн*n

Kи / cosf /tgf определяем по табл. 1.5.1 (Л1)

m определяем по формуле для РП-1 m≥3

 

Определяем Рсм -среднюю активную мощность: Рсм=n*Ки*Pн, кВт

 

Определяем Qсм -среднюю реактивную мощность: Qсм =Рсм*tgf,кВАр

 

Определяем n_э -эффективное число электроприёмников по формуле n_э=F(n, т,Kи.ср,Рн) используя табл. 1.5.2 (Л1) для РП-1 n_э=11

 

Определим Кмах по формуле Кмах=(Ки.ср,n_э) используя табл.1.5.2 (Л1) для РП-1 Кмах=1,96

 

Определим Рмах -максимальную активную нагрузку: Рмах=Кмах*Рсм, кВт

Определим Qмах -максимальную реактивную нагрузку6 Qмах=1,1*Qcм, кВАр

Определим Sмах максимальную полную нагрузку: Sмах= ,кВ

 

Определим Iмах -ток максимальный Iмах= ,А

Остальные расчёты по РП-2, РП-3, РП-4 сводим в общую ведомасть.

Освещение считаем методом удельной мощности: Pосв = ; Wy=10Вт/м²*S=A*B, кВ.

 

Защитная аппаратура для сетей напряжением до 1кВ.

Аппаратом защиты называется аппарат, автоматически отключающий защищаемую электрическую цепь при ненормальных режимах.

ТРЕБОВАНИЯ К АППАРАТАМ ЗАЩИТЫ

Аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать максимальному значению тока КЗ в начале защищаемого участка электрической сети.

Допускается установка аппаратов защиты, нестойких к максимальным значениям тока КЗ, а также выбранных по значению одноразовой предельной коммутационной способности, если защищающий их групповой аппарат или ближайший аппарат, расположенный по направлению к источнику питания, обеспечивает мгновенное отключение тока КЗ, для чего необходимо, чтобы ток уставки мгновенно действующего расцепителя (отсечки) указанных аппаратов был меньше тока одноразовой коммутационной способности каждого из группы нестойких аппаратов, и если такое неселективное отключение всей группы аппаратов не грозит аварией, порчей дорогостоящего оборудования и материалов или расстройством сложного технологического процесса.

Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи уставок автоматических выключателей, служащих для защиты отдельных участков сети, во всех случаях следует выбирать по возможности наименьшими по расчетным токам этих участков или по номинальным токам электроприемников, но таким образом, чтобы аппараты защиты не отключали электроустановки при кратковременных перегрузках (пусковые токи, пики технологических нагрузок, токи при самозапуске и т. п.).

В качестве аппаратов защиты должны применяться автоматические выключатели или предохранители. Для обеспечения требований быстродействия, чувствительности или селективности допускается при необходимости применение устройств защиты с использованием выносных реле (реле косвенного действия).

Автоматические выключатели и предохранители пробочного типа должны присоединяться к сети так, чтобы при вывинченной пробке предохранителя (автоматического выключателя) винтовая гильза предохранителя (автоматического выключателя) оставалась без напряжения. При одностороннем питании присоединение питающего проводника (кабеля или провода) к аппарату защиты должно выполняться, как правило, к неподвижным контактам.

Каждый аппарат защиты должен иметь надпись, указывающую значения номинального тока аппарата, уставки расцепителя и номинального тока плавкой вставки, требующиеся для защищаемой им сети. Надписи рекомендуется наносить на аппарате или схеме, расположенной вблизи места установки аппаратов защиты.

ВЫБОР ЗАЩИТЫ

Электрические сети должны иметь защиту от токов короткого замыкания, обеспечивающую по возможности наименьшее время отключения и требования селективности.

Защита должна обеспечивать отключение поврежденного участка при КЗ в конце защищаемой линии: одно-, двух- и трехфазных - в сетях с глухозаземленной нейтралью; двух- и трехфазных - в сетях с изолированной нейтралью.

 

Надежное отключение поврежденного участка сети обеспечивается, если отношение наименьшего расчетного тока КЗ к номинальному току плавкой вставки предохранителя или расцепителя автоматического выключателя будет не менее значений, приведенных в 1.7.79 и 7.3.139.

В сетях, защищаемых только от токов КЗ (не требующих защиты от перегрузки согласно 3.1.10), за исключением протяженных сетей, например сельских, коммунальных, допускается не выполнять расчетной проверки приведенной в 1.7.79 и 7.3.139 кратности тока КЗ, если обеспечено условие, чтобы по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам проводников, приведенным в таблицах гл. 1.3, аппараты защиты имели кратность не более:

· 300% для номинального тока плавкой вставки предохранителя;
· 450% для тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку);
· 100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки);
· 125% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратной зависящей от тока характеристикой; если на этом автоматическом выключателе имеется еще отсечка, то ее кратность тока срабатывания не ограничивается.

Наличие аппаратов защиты с завышенными уставками тока не является обоснованием для увеличения сечения проводников сверх указанных в гл. 1.3.

Сети внутри помещений, выполненные открыто проложенными проводниками с горючей наружной оболочкой или изоляцией, должны быть защищены от перегрузки.

Кроме того, должны быть защищены от перегрузки сети внутри помещений:

· осветительные сети в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях, служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников (утюгов, чайников, плиток, комнатных холодильников, пылесосов, стиральных и швейных машин и т. п.), а также в пожароопасных зонах;
· силовые сети на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях - только в случаях, когда по условиям технологического процесса или по режиму работы сети может возникать длительная перегрузка проводников;
· сети всех видов во взрывоопасных зонах - согласно требованиям 7.3.94.

В сетях, защищаемых от перегрузок (см. 3.1.10), проводники следует выбирать по расчетному току, при этом должно быть обеспечено условие, чтобы по отношению к длительно допустимым токовым нагрузкам, приведенным в таблицах гл. 1.3, аппараты защиты имели кратность не более:

· 80% для номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку), - для проводников с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией; для проводников, прокладываемых в невзрывоопасных производственных помещениях промышленных предприятий, допускается 100%;
· 100% для номинального тока плавкой вставки или тока уставки автоматического выключателя, имеющего только максимальный мгновенно действующий расцепитель (отсечку), - для кабелей с бумажной изоляцией;
· 100% для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависящей от тока характеристикой (независимо от наличия или отсутствия отсечки) - для проводников всех марок;
· 100% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависящей от тока характеристикой - для проводников с поливинилхлоридной, резиновой и аналогичной по тепловым характеристикам изоляцией;
· 125% для тока трогания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависящей от тока характеристикой - для кабелей с бумажной изоляцией и изоляцией из вулканизированного полиэтилена.

Длительно допустимая токовая нагрузка проводников ответвлений к короткозамкнутым электродвигателям должна быть не менее:

· 100% номинального тока электродвигателя в невзрывоопасных зонах;
· 125% номинального тока электродвигателя во взрывоопасных зонах.

В случаях, когда требуемая допустимая длительная токовая нагрузка проводника не совпадает с данными таблиц допустимых нагрузок, допускается применение проводника ближайшего меньшего сечения, но не менее, чем это требуется по расчетному току.