Для просмотра фотографий, размещённых на сайте, в увеличенном размере необходимо щёлкнуть кнопкой мышки на их уменьшенных копиях.
Великие тайны нашего бытия
ещё только предстоит разгадать,
даже смерть может оказаться
не концом.
Никола Тесла
СНТ и ему подобные, как общественные объединения граждан имеют настолько сложный механизм регулирования, что иногда он превосходит по этому критерию многие общественные организации или обычные производства и компании, т.к. сочетает в себе элементы и тех и других. Из этого посыла следует только то, что для нормального функционирования садоводческим некоммерческим товариществам приходится сталкиваться с проблемами, с которыми имеют дело опять же и те и другие. И всё это происходит при относительно простом механизме управления самими СНТ
. Почему же тогда основная масса СНТ не процветают?
Сложность состоит в том, что если в аппарате руководства какой-либо партии сидят люди, сведующие в организационно-партийной работе, в управлении, к примеру, электросетевой компанией - люди, понимающие природу электричества и принципы экономической деятельности, то в СНТ часто, очень часто, у руля оказываются просто хорошие люди (не будем о плохом, о негодяях, взяточниках и казнокрадах общественной казны). А хорошие люди в своей основной массе понятия не имеют об СНТ, о тех проблемах, которые ставят перед ними садоводы, жизнь, законы РФ. СНТ своего рода два в одном: общественное объединение и экономическая организация.
Рано или поздно общественная организация выносит на повестку дня главный вопрос: осуществление электроснабжения садоводов . Как правило, правление и сами садоводы понятия не имеют: что делать, и куда бежать. Что происходит дальше? А дальше каждый воюет в одиночку. Председатель едет в ближайшую электроснабжающую или электросетевую организации , и после некоторой толики усилий и хлопот СНТ получает от ЭСО электроэнергию. "Всё правильно?" - зададим риторический вопрос. "Да вроде бы всё", - ответите Вы. Однако есть один ньюанс, который СНТ, как правило, пропускает, а следующие поколения правлений разгребают его в течение многих лет.
Речь идёт об общей электрической мощности для СНТ. Т.к. вначале электрификации об этом никто не думает и ничего не считает, то за садоводов это легко делает электросетевая организация. Впоследствие СНТ с боями, включая бои без всяких правил, вырывает у энергетиков недостающие киловатты. И не факт, что садоводы, несмотря на законодательство, поддерживающее их интересы, эти бои выигрывают.
Именно так получилось в 1995 году в СНТ "Пищевик" . Люди собрались, решили, сбросились и на выходе получили вместо электрификации всего общества жалкую линию, 12 присоединившихся и договор с ЭСО на технологическое присоединение 25 садовых домиков. При этом всём на всё про всё электросетевая организация выделила всего 15 кВт мощности. К 2010 году на этой мощности сидели уже 60 потребителей. Как Вы понимаете 15 кВт уже недостаточно. И началась эпопея, которая имеет начало и пока не имеет конца. Подробно об этом на странице: «Электрификация СНТ "Пищевик" в 1992 - 2012 г.г. » А Вам нужна эпопея? Думаю нет. Поэтому полагаю что, чтобы перевести отношения с ЭСО в плоскость партнёров, а не волка и овец, надо просто уметь считать и знать нормативные документы.
Итак, исходя из уже сказанного, эта страница призвана ответить на следующие вопросы:
Как рассчитать электрическую мощность
необходимую для СНТ?
Где взять нормативы потребляемой электрической мощности для различных групп потребителей?
Какую электрическую мощность надо закладывать в заявление на технологическое присоединение СНТ к ЛЭП ЭСО?
Почему, если согласно нормам ПП № 861 от 27.12.2004 г. на каждый жилой дом выделяется до 15 кВт электрической мощности, а в СНТ "Пищевик" на одной линии подключено 6 жилых домов и 8 дачных домиков при мощности 10 кВт, автоматы защитного отключения номиналом 50А не отключаются?
Разбираясь с ответами на эти вопросы, следует обратить внимание на то, что вполне возможно изложенная в статье идея объединения потребляемой электрической мощности садовых домиков и жилых домов, подключённых к одной линии, неверна. Но практическое наблюдение за работой ЛЭП показывает, что это правильно. В остальном все расчёты верны и соответствуют нормам и правилам, принятым в электроэнергетике.
Организация электроснабжения садового некоммерческого товарищества. Расчёт необходимой электрической мощности для садовых домиков (жилых домов) и других энергопринимающих устройств
Всё, что было нужно уже сказано в предисловии к статье, поэтому сразу же берём быка за рога и начинаем считать практически. Основополагающим документом для расчётов служит СП 31-110-2003 "Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий" (при необходимости Вы легко найдёте этот документ в сети сами).
Исходные данные для расчётов следующие:
На старой линии электропередач сейчас подключены 28 человек .
Из них:
18 человек
- садоводы, имеющие дачные домики (назовём их дачники)
10 человек
- садоводы, постоянно проживающие в СНТ.
У Вас в СНТ могут быть, конечно, другие данные, что не меняет технологии расчётов.
Расчёт электрической мощности для садовых, дачных домиков
Итак, считаем необходимую расчётную электрическую мощность для 18 летних домиков по формуле:
P кв. = P кв.уд. х n кв. , где:
P кв.
P кв.уд.
n кв.
- количество квартир (домов).
1. Из Таблицы 6.1 (см. ниже) берём значение удельной электрической нагрузки для 18 летних домиков, рассчитываем согласно формуле:
| № п/п | Потребители электроэнергии | Удельная расчётная электрическая нагрузка при количестве квартир | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Квартиры с плитами на природном газе 1 | ||||||||||||||
| На сжиженном газе (в т.ч. при групповых установках и на твёрдом топливе) | |||||||||||||||
| Электрическими, мощностью 8,5 кВт | |||||||||||||||
| 2 | Летние домики на участках садовых товариществ | ||||||||||||||
| 1 В зданиях по типовым проектам. Примечания: |
|||||||||||||||
Расчёт необходимой электрической мощности для индивидуальных жилых домов в СНТ
Получив данные для итогового расчёта для 18 дачников, рассчитываем электрическую мощность для 10 садоводов, проживающих в индивидуальных жилых домах.
В случае отсутствия в таблице необходимого коэффициента, для имеющегося в СНТ исходного количества потребителей электрической мощности, необходимо применять метод линейной интерполяции, который рассмотрим на примере (последовательность вычислений применима к любой из таблиц, опубликованных в статье).
Для нашего примера вычислим коэффициент нагрузки электроприёмников квартир повышенной комфортности, к которым с полным основанием следует отнести и жилые дома в садовых товариществах. Связано это с тем, что дома в СНТ, как правило, в отсутствие всех инженерных коммуникаций, имеют несколько дополнительных электроприёмников, работающих в постоянном режиме нагрузки, и которых нет в городских квартирах (водяной насос, насос системы отопления, водонагреватель и др.) Следует учесть и некоторую электрическую мощность, которая используется для обогрева, как альтернативная система отопления к основной, завязанной на газ, уголь, дрова и пр.
Используем в расчётах другую формулу, немного отличающуюся от первой:
P р.кв. = P кв. х n кв. х K o
P р.кв.
- электрическая мощность квартир (домов) суммарная;
P кв.
- мощность квартиры удельная;
n кв.
- количество квартир (домов);
K o
- коэффициент одновременности для домов повышенной комфортности
2. Из Таблицы 6.3 берём значение коэффициента одновременности для 10 домов повышенной комфортности, однако такого коэффициента в таблице нет. Вычисляем его методом интерполяции.
- Пример 1. Метод интерполяции
:
- 0,38 - 0,32 = 0,06 (этим действием считаем разницу между двумя коэффициентами одновременности, указанных в Таблице 6.3 для 9 и 12 квартир, показателями которые стоят слева и справа в таблице от наших искомых 10).
- 12 - 9 = 3 (этим действием считаем разницу между двумя значениями количества квартир, указанных в Таблице 6.3, в промежутке которых находится наше искомое значение "10").
- 0,06: 3 = (этим действием высчитываем шаг в значениях коэффициентов от большего к меньшему или наоборот на промежутке от 9 до 12 квартир).
- 0,02 х 2 = 0,04 (этим действием высчитываем значение поправки, которая должна быть внесена в искомый коэффициент для 10 квартир, если отталкиваться от коэффициента для 12 квартир, указанного в Таблице 6.3).
- 0,32 + 0,04 = 0, 36 (этим действие определяем коэффициент К о для 10 квартир).
В случае выполнения расчётов по 4-му и 5-му арифметическим действиям, отталкиваясь от значения количества квартир равным "9", то действия будут выглядеть так:
- 0,02 х 1 = 0,02 (используем цифру "1", т.к. между искомыми 10 домами и табличными 9 домами разница 1.)
- 0,38 - 0,02 = 0,36 (в этом случае конечный коэффициент К о определяем как разницу, потому что значения коэффициентов уменьшаются в сторону увеличения количества квартир).
Полученный коэффициент одновременности К о = 0,36 используем при расчёте во второй формуле.
Аналогично, методом интерполяции получаем значение удельной электрической нагрузки электроприёмников для 10 квартир (жилых домов). Данные для вычислений берём из Таблицы 6.1 для потребителей на сжиженном газе или твёрдом топливе.
- Пример 2. Метод интерполяции:
- 2,9 - 2,5 = 0,4
- 12 - 9 = 3
- 0,4: 3 = 0,133
- 0,133 х 2 = 0,266
- 2,5 + 0,266 = 2,766 (полученная удельная электрическая нагрузка для 10 жилых домов).
Подставляем значения в формулу:
P кв. = 2,766 х 10 х 0,36 = 9,96 кВт
Итого:
Минимально необходимая электрическая нагрузка для потребителей (18 садовых летних домиков и 10 жилых домов), подключённых на старой ЛЭП равна:
19,8 кВт + 9,96 кВт = 29,76 кВт.
С учётом того, что ЛЭП представляет из себя 4 провода (3 фазы и 0), то округлив электрическую мощность до 30 кВт, и разделив её на 3, получим по 10 кВт на каждой фазе. В свою очередь на одной фазе подключены 3 жилых дома и 6 садовых летних домиков.
Если больше никого не подключать, то электроснабжающая организация должна поставить на каждую фазу ограничители мощности равные 10000Вт: 220 = 45А (если таковые присутствуют в магазинах). Однако, как Вы понимаете, это предел. Далее электрической мощности будет не хватать. И именно так и происходит в большинстве СНТ. Люди обращаются, не делают никаких расчетов. От ЭСО получают электрическую мощность, которую она и определяет, исходя из заявленных СНТ количества желающих. Ведь никто не думает о том, что далее этих желающих будет намного больше, а мощностей уже будет не хватать. Таким образом, мы сами закладываем для себя на будущее социальный взрыв.
И тем не менее, в ходе нехитрых расчётов, Вы практически можете сами себе ответить на вопрос: хватает ли электрической мощности в Вашем СНТ? Во многих случаях оказывается, что мощностей хватает, а председатели рассказывают сказки садоводам о том, какие они бедные, и как он пластается днём и ночью по вопросу увеличения мощности. Но у него ничего не получается. Поэтому надо платить дополнительные деньги.
Особенность СНТ в том, что несмотря на возрастание потребления электроэнергии дачных садовых домиков с началом летнего сезона, резко снижается потребление, практически в 2 раза, садоводов, постоянно проживающих в жилых домах. Отсюда следует только то, что в любом садоводческом объединении всегда есть некоторый запас нерасходуемой электрической мощности. И этот запас помогает СНТ выживать в условиях ограничения договорной мощности со стороны электроснабжающих организаций в течение определённого, но не беспредельного периода времени.
Это правило выведено не путём умозаключений и математических расчётов, а практикой наблюдения за количеством расходуемой электроэнергии в СНТ в течение нескольких лет.
Применяя данное правило реальные цифры по старой линии электропередач будут такими:
Лето: 19,8 кВт (дачники) + 4,45кВт (жилые дома) = 24,25кВт / 3 фазы = 8,08кВт (экономия электрической мощности составляет почти 2кВт на каждой фазе ЛЭП).
Зима: 9,96кВт (жилые дома) + 0кВт (дачники фактически не ходят, из 18 садоводов периодически бывают на участках 3 - 5 человек по 1 - 2 часа) = 9,96кВт / 3 фазы = 3,32кВт (даже с учётом увеличения нагрузки на фазе до 4 - 5кВт экономия составит до 5 - 6 кВт электрической мощности).
Все расчёты верны при условии неиспользования садоводами электроэнергии для отопления. А где Вы такое видели?
В условиях довольно прохладного российского лета дачники будут включать обогреватели, тем самым забирая нагрузку с линии. Дома постоянно проживающих пользоваться отопителями вряд ли будут, имея хорошее утепление и систему зимнего отопления. К примеру, для дома площадью 160 м² в холодную летнюю ночь достаточно бросить 4 полена в камин и температура в комнатах поднимется до 23 - 25° C. А если вообще не топить, то ниже 20° температура не опускается.
Важно: Проведённые расчёты верны для СНТ, т.е. для всех потребителей вместе. А необходимая электрическая мощность в Вашем конкретном доме должна определяться на основе Ваших токоприёмников и Ваших расчётов.
Пример: По старой линии электропередач мы рассчитали, что электрической мощности 3,32кВт на 1-ой фазе достаточно для потребителей (жилых домов и дачных домиков) в зимний период. Допускаем такой эксперимент: постоянно проживающий утром принял душ (заработал водонагреватель), затем включил электрический чайник и микроволновку. Суммарно только эти приборы дадут нам 4,5кВт потребляемой мощности (см. ). И если безграмотный председатель СНТ настоял на установке Вам ограничителя мощности в 16А, то автомат однозначно сразу же вышибет. Вместо завтрака Вы помчитесь к счётчику включать автомат, и попутно матеря председателя. А оно Вам нужно?
Есть другой вариант расчётов для определения электрической мощности в СНТ. Он больше подойдёт для тех товариществ, где на обращение садоводов в ЭСО, последняя отвечает: "А возьмите столько, сколько вам надо". А сколько надо? Давайте разберёмся.
Для расчётов будем использовать ещё одну таблицу, позволяющую определить электрическую мощность в зависимости от заявленной мощности.
В ходе работы над СП 31-110-2003 формулы, в которой бы можно было бы применить указанные в Таблице 6.2 коэффициенты, не нашлось. Есть ссылки в тексте на таблицу, но нет порядка применения. Поэтому, исходя из того, что данный "Свод правил" был переведен с иностранного языка, можно предположить допущенные профессиональными переводчиками, но не энергетиками, неточности в переводе. Тогда можно предположить, что коэффициенты спроса применяются во второй формуле вместо коэффициентов одновременности.
Итак, рассчитываем электрическую мощность из посыла: можно столько, сколько хотят садоводы .
Исходные данные оставим те же: 18 садовых дачных домиков и 10 жилых домов. Оставляем для садовых домиков те данные, которые мы уже получили, т.е.
P кв. = 1,1 х 18 домиков = 19,8 кВт
А вот жилые дома, исходя из практической необходимости и содержания страницы: "Организация электроснабжения садового, дачного жилого дома или садового домика ", определим как потребителей с минимальной мощностью 7кВт. Тогда 10 жилых домов потянут на 70кВт. Берём вторую формулу и считаем (первые два значения не меняются, а третий показатель берём из Таблицы 6.2):
P кв. = 2,766 х 10 х 0,45 = 12,47 кВт
Полученный результат больше на 2,51кВт. Не так много, как казалось бы перед расчётом. Однако цифра 12,47 говорит сама за себя. Учитывая, что она включает в себя не только обычную электрическую мощность для 10 жилых домов, но и предполагает использование 4-х комфорочных электроплит. Для СНТ такие плиты маловероятны, а вот трата мощности на другие электроприборы вполне возможна.
Следует учесть, что обе таблицы 6.2 и 6.3 Свода правил учитывают электрическую мощность электроплит. Но, доказательства для ЭСО, содержащие в расчетах СНТ коэффициенты спроса электрической мощности, всё-таки предпочтительнее, т.к. в результате заключённый договор электроснабжения будет содержать в себе больше запаса прочности для садоводов.
В заключение страницы обратите внимание на практическую ценность опубликованной информации. Кроме использования формул и таблиц правлениями СНТ, там где оные работают для людей, необходимо в отдельных и пока многочисленных случаях помочь этим же правлениям, при условии, что они этого хотят, рассчитать требуемые электрические мощности для СНТ.
Не менее ценно содержание и для СНТ, где председатели уже давно восседают на троне и давно узурпировали всю власть по всем направлениям, включая электроэнергию. Не верьте их словам. Всё легко посчитать и понять, где и в чём Вас обманывают, почему Вас убеждают, что электроэнергии всем не хватает. Может быть это совсем не так. Сомневаться Ваше право, а требовать соблюдения прав садоводов от правлений соответствует ФЗ-66 от 15.04.1998 г.
На следующей и, быть может, последней странице, посвящённой электроэнергии в СНТ, разберёмся с налогами, которые некоторые садоводческие товарищества уплачивают налоговикам за пользование электроэнергией. Поверхностное изучение вопроса, как кажется, ставит точку в ответе: таких налогов быть не должно, потому что садоводы используют электроэнергию не для производства, а для личного потребления. Но не всё так просто. В нашей РФ отдельные недалёкие чиновники от налогового ведомства думают иначе. Эта страница в разработке и пока без названия, о её выходе подписчикам будет выслано оповещение.
Электрооборудование не работает постоянно на полную мощность. Этот очевидный факт можно понять на бытовом примере. в квартире не включено круглосуточно. Утюгом мы пользуемся только тогда, когда надо погладить одежду. Чайник работает только тогда, когда нужно вскипятить воду. Аналогичным образом дело обстоит при потреблении электроэнергии в общественных и промышленных зданиях. Таким образом, понятие установленной и потребляемой (расчетной) мощности всем знакомо с детства.
При проектирование электроснабжения объектов неодновременность работы оборудования учитывается при помощи понижающих коэффициентов. Существует три понижающих коэффициента с разными названиями, но смысл их одинаков — это коэффициент спроса, коэффициент неодновременности, коэффициент использования.
Умножив установленную мощность оборудования на один из этих коэффициентов получают расчетную мощность и расчетный ток. По расчетному току выбирают защитно-коммутационную аппаратуру (автоматы, рубильники, УЗО и пр.) и кабели или шинопроводы.
P расч =K×P уст, где
P уст — установленная мощность оборудования,
P расч — расчетная мощность оборудования,
К — коэффициент спроса/одновременности/использования.
При использовании этой, казалось бы, простой формулы на практике сталкиваются с огромным количеством нюансов. Одним из таких нюансов является определение коэффициента спроса в щитах, питающих разные типы нагрузок (освещение, розетки, технологическое, вентиляционное и сантехническое оборудование).
Дело в том, что коэффициент спроса зависит нескольких параметров:
- Мощности;
- Типа нагрузки;
- Типа здания;
- Единичной мощности электроприёмника.
Коэффициент спроса применяется только для групповых графиков и при числе ЭП в группе . Коэффициент спроса – это отношение потребляемой (в условиях эксплуатации) или расчетной (при проектировании) мощности к номинальной мощности группы ЭП:
,
где 
– потребляемая мощность из сети группой
ЭП, кВт. Так как
,
то
.
Значение
для определенных технологических
процессов и отраслей промышленности
является практически постоянным. При
,
поэтому
можно использовать только при большом
значении (
).
Соотношения коэффициентов .
Коэффициент максимума
Коэффициент максимума характерен для группового графика нагрузок.
Коэффициент
максимума (
)
по активной мощности есть отношение
максимальной нагрузки за определенный
промежуток времени к средней за тот же
промежуток времени:
,
где 
– максимальное значение мощности
(30-минутный максимум), кВт.
Коэффициент одновременности максимумов нагрузки
Коэффициент
одновременности максимумов нагрузки
(
)
– это отношение расчетной мощности на
шинах 6; 10 кВ к сумме расчетных мощностей
потребителей до и выше 1 кВ, подключенных
к шинам 6; 10
РП или ПГВ.
Для узла СЭС, к которому подключена группа ЭП, можно записать
,
где
расчетное значение активной мощности
всех ЭП, подключенных к шинам 6; 10 кВ,
кВт;
сумма расчетных активных мощностей
групп ЭП до и выше 1 кВ, подключенных к
шинам 6; 10 кВ.
Как
правило,
меньше, чем сумма расчетных нагрузок
(
)
групп ЭП, присоединенных к узлу, поэтому
.
Для распределительных сетей одного
уровня напряжения принимают
.
Время использования максимальных нагрузок
Время использования максимальных нагрузок определяется по годовому графику по продолжительности за рассматриваемый промежуток времени.
Годовое число часов использования максимума активной нагрузки – это отношение годового расхода активной электроэнергии к получасовой максимальной мощности:
,
– годовое число
часов использования максимальной
активной нагрузки, ч; 
– годовой расход активной электроэнергии,
кВт·ч; 
– получасовая максимальная мощность,
кВт.
По времени использования максимальных нагрузок определяется согласно экономическая плотность тока при выборе проводников.
8. Длительный режим работы эп (характеристика)
Электроприемники, работающие в номинальном режиме с продолжительно неизменной или малоизменяющейся нагрузкой. В этом режиме электрический аппарат (машина) может работать длительное время, температура его частей может достигать установившихся значений, без превышения температуры свыше допустимой.
Пример: электрические двигатели насосов, компрессоров, вентиляторов и т.п.
9. Повторно-кратковременный режим работы эп (характеристика)
При повторно-кратковременном режиме работы (ПКР) электроприемника кратковременные рабочие периоды с определенной нагрузкой чередуются с паузами (ЭП отключен). Продолжительность рабочих периодов и пауз не настолько велика, чтобы нагрев отдельных частей ЭП при неизменной температуре окружающей среды мог достигнуть установившихся значений.
Повторно-кратковременный
режим работы характеризуется относительной
продолжительностью включения (ПВ, % –
паспортная величина) или коэффициентом
включения (k в).
Коэффициент включения рассчитывается
по графику нагрузки ЭП как отношение
времени включения
к времени всего цикла
:
,
(2.1)
где
время включения (время работы), с, мин,
ч;
время полного цикла, с, мин, ч;
время паузы, с, мин, ч.
Пример: электродвигатели кранов, сварочные аппараты и т.п.
Страница 3 из 38
A - Общие правила проектирования электроустановок
Чтобы спроектировать электроустановку, необходимо оценить максимальную мощность, которая будет потребляться из питающей электросети.
Проектирование на основе простой арифметической суммы мощностей всех потребителей, подключенных к электроустановке, представляет собой крайне неэкономичный подход и недобросовестную инженерную практику.
Цель данной главы состоит в демонстрации способов оценки определенных факторов с учетом разновременности (работы всех устройств данной группы) и коэффициента использования (например, электродвигатель не работает, как правило, при своей полной мощности и т.д.) всех действующих и предполагаемых нагрузок. Приводимые значения основаны на опыте и зарегистрированных результатах работы действующих установок. Кроме обеспечения основных проектных данных по отдельным цепям установки в результате получаются общие значения всей установки, на основе которой могут определяться требования к системе питания (распределительная сеть, трансформатор высокого/низкого напряжения или генератор).
4.1 Установленная мощность (кВт)
Установленная мощность есть сумма номинальных мощностей всех устройств-потребителей мощности в установке.
Это не есть мощность, которая будет потребляться фактически.
Большинство электроприемников (ЭП) имеет маркировку своей номинальной мощности (Pn). Установленная мощность есть сумма номинальных мощностей всех ЭП в электроустановке. Это не есть та мощность, которая будет потребляться фактически. В случае электродвигателей номинальная мощность является мощностью на его валу. Очевидно, что потребляемая из сети мощность будет больше.
Люминесцентные и разрядные лампы со стабилизирующими балластными сопротивлениями (дросселями) являются другими примерами, когда номинальная мощность, указанная на лампе, меньше мощности, потребляемой лампой и ее балластным сопротивлением (дросселем). Методы оценки фактического потребления мощности двигателями и осветительными приборами приводятся в разделе 3 данной главы.
Потребление мощности (кВт) необходимо знать для выбора номинальной мощности генератора или батареи, а также в случае учета требований к первичному двигателю. Для подачи мощности от низковольтной системы электроснабжения или через трансформатор высокого/низкого напряжения, определяющей величиной является полная мощность в кВА.
Установленная полная мощность обычно полагается равной арифметической сумме полных мощностей отдельных ЭП. Однако, максимальная расчетная полная мощность не равна общей установленной полной мощности.
4.2 Установленная полная мощность (кВА)
Установленная полная мощность обычно полагается равной арифметической сумме полных мощностей отдельных ЭП. Однако, максимальная потребляемая мощность, которая должна подаваться, не равна общей установленной полной мощности. Потребление полной мощности нагрузкой (которая может являться одним устройством) рассчитывается на основе ее номинальной мощности (при необходимости с поправкой, как указывается выше, для двигателей и т.д.) с использованием следующих коэффициентов:
П: КПД = выходная мощность / входная мощность
cos φ: коэффициент мощности = кВт / кВА
Полная (кажущаяся) мощность, потребляемая электроприемником:
Pa = Pn /(n x cos <)
Из этого значения выводится полный ток la (A)(1), потребляемый ЭП:
для 3-фазной симметричной нагрузки, где: V - фазное напряжение (В); U - линейное напряжение (В).
Следует отметить, что, строго говоря, полная мощность не является арифметической суммой расчетных номинальных значений полной мощности отдельных потребителей (если потребители имеют разный коэффициент мощности).
Однако, общепринято делать простое арифметическое суммирование, результат которого дает значение кВА, которое превышает действительное значение на допустимый «расчетный запас». Когда неизвестны некоторые или все нагрузочные характеристики, значения, приводимые в рис. A9 на следующей странице, могут использоваться для получения приблизительной оценки потребления полной мощности в ВА (как правило, отдельные нагрузки слишком малы, чтобы выражаться в кВА или кВт).
Для одного ЭП с подсоединением между фазой и нейтралью.
(1) Чтобы повысить точность, необходимо учитывать коэффициент максимального использования, как разъясняется в п.4.3.
Оценки удельной плотности осветительных нагрузок основаны на общей площади 500 м2.
Люминесцентное освещение (с поправкой cos φ = 0.86) |
||
Тип применения |
Оценка (SA/м2) Люминесцентная лампа с промышленным отражателем(* |
Средний уровень освещения (люкс = лм/м2) |
Дороги и автострады, |
||
склады, работа с перерывами |
||
Тяжелые режимы: изготовление |
||
и сборка больших заготовок |
||
Повседневная работа: офис |
||
Точные работы: КБ, высокоточные |
||
сборочные цеха |
||
Силовые цепи |
||
Тип применения |
Оценка (RA/м2) |
|
Насосные, сжатый воздух |
||
Вентиляция помещений |
||
Эл. конвекционные подогреватели: |
||
частные дома, квартиры |
115 - 146 |
|
Диспетчерские пункты |
||
Сборочный цех |
||
Механический цех |
||
Окрасочный цех |
||
Установка для термообработки |
||
* Пример: лампа 65 Вт (исключая балластное сопротивление), 5100 люмен (лм),
светоотдача лампы = 78,5 лм / Вт. Рис. A9: Оценка установленной полной мощности
4.3 Оценка максимальной нагрузки (кВА)
Все отдельные ЭП не обязательно работают при полной номинальной мощности и одновременно. Коэффициенты ku и ks позволяют определить максимальную полную мощность электроустановки.
Коэффициент максимального использования (ku)
В нормальных режимах работы потребление мощности обычно меньше номинальной мощности. Это довольно частое явление, которое оправдывает применение коэффициента использования (ku) при оценке реальных значений.
Этот коэффициент должен применяться для каждого ЭП, особенно для электродвигателей, которые крайне редко работают при полной нагрузке.
В промышленной установке этот коэффициент может оцениваться по среднему значению 0,75 для двигателей.
Для освещения лампами накаливания этот коэффициент всегда равен 1.
Для цепей со штепсельными розетками этот коэффициент полностью зависит от типа приборов,
питаемых от штепсельных розеток.
Коэффициент одновременности (ks)
Практически одновременная работа всех ЭП определенной установки никогда не происходит, т.е. всегда существует некоторая степень разновременности, и этот факт учитывается при расчете путем применения коэффициента одновременности (ks).
Коэффициент ks применяется для каждой группы ЭП (например, запитываемых от главного или вторичного распределительного устройства). Определение этих коэффициентов входит в ответственность конструктора, поскольку требует детального знания установки и условий работы отдельных цепей. По этой причине невозможно дать точные значения для общего применения.
Коэффициент одновременности для жилой застройки
Некоторые типовые значения для этого случая приводятся на рис. A10 на следующей странице и применяются для бытовых потребителей с питанием 230/400 В (3-фазная 4-проводная сеть). В случае потребителей, использующих электрические обогреватели для отопления, рекомендуется коэффициент 0,8, вне зависимости от числа электроприемников (ЭП).
Число ЭП |
Коэффициент |
одновременности (ks) |
|
50 и более |
|
Рис. A10: Значения коэффициента одновременности для жилой застройки
Пример (см. рис. A11):
Пятитиэтажное жилое здание с 25 потребителями с установленной мощностью 6 кВА для каждого. Общая установленная мощность для здания: 36 + 24 + 30 + 36 + 24 = 150 кВА. Полная мощность, потребляемая зданием: 150 x 0,46 = 69 кВА.
С помощью рис. А10 можно определить величину тока в разных секциях общей питающей магистрали всех этажей. Для стояков, запитываемых на уровне первого этажа, площадь поперечного сечения проводников может постепенно снижаться от нижних к верхним этажам. Как правило, такие изменения сечения проводника производятся с минимальным интервалом в 3 этажа.
A17
В этом примере, ток, поступающий на стояк на уровне первого этажа, равен: 
Ток, поступающий на 4-й этаж, равен: 
Рис. A11: Применение коэффициента одновременности (ks) для жилого 5-этажного здания
Коэффициент одновременности для распределительных устройств
Рис. A12 показывает теоретические значения ks для распределительного устройства, запитывающего ряд цепей, для которых отсутствует схема распределения нагрузки между ними. Если цепи служат в основном для осветительных нагрузок, целесообразно принять значения ks, близкие к единице.
Рис. A12: Коэффициент одновременности для распределительных устройств (МЭК 60439)
Коэффициент одновременности в зависимости от назначения цепи
Значения коэффициента ks, которые могут использоваться для цепей, питающих стандартные нагрузки, приводятся на рис. A13.
В определенных случаях, в частности, для промышленных установок, этот коэффициент может быть выше.
Учитываемый ток равен номинальному току двигателя, увеличенному на треть его пускового тока.
Рис. A13: Коэффициент одновременности в зависимости от назначения цепи
4.4 Пример применения коэффициентов ku и ks
Пример оценки максимальных мощностей (кВА), потребляемых на всех уровнях электроустановки приводится на рис. A14 (следующая страница).
В этом примере, общая установленная полная мощность составляет 126,6 кВА, что соответствует расчетной максимальной мощности на низковольтных зажимах трансформатора высокого/низкого напряжения, величиной 65 кВА.
Примечание: при выборе сечений кабелей для распределительных цепей установки, ток I (А) через цепь определяется по следующей формуле:
где:
S - значение максимальной 3-фазной полной мощности цепи (кВА); U - междуфазное (линейное) напряжение (В).
4.5 Коэффициент разновременности
A - Общие правила проектирования электроустановок 1 Методология
Коэффициент разновременности, как определяется в нормах МЭК, эквивалентен коэффициенту одновременности (ks), используемому в данном Руководстве (см. п. 4.3). Однако, в некоторых англоязычных странах (на момент выпуска Руководства) коэффициент разновременности является величиной, обратной коэффициенту ks, т.е. u 1.
Рис. A14: Пример оценки максимальной ожидаемой мощности установки (используемые значения коэффициента служат только в справочных целях)
4.6 Выбор номинальной мощности трансформатора
Когда электроустановка питается непосредственно от трансформатора высокого/низкого напряжения, и определена максимальная полная мощность установки, необходимо определить соответствующую номинальную мощность трансформатора с учетом следующих факторов (см. рис. A15):
Возможность повышения коэффициента мощности установки (см. главу L).
Ожидаемые расширения установки.
Ограничения по эксплуатации установки (например, температура).
4 Силовая нагрузка электроустановки
A19
Стандартные номинальные параметры установки.
Полная мощность, |
||
Рис. A15: Стандартные полные мощности трансформаторов высокого/низкого напряжения и соответствующие номинальные токи
4 Силовая нагрузка электроустановки
где:
Pa = номинальная полная мощность (кВА) трансформатора;
U = междуфазное напряжение холостого хода (237 В или 410 В);
In в амперах.
Номинальный полный ток нагрузки In на стороне низкого напряжения 3-фазного трансформатора рассчитывается по следующей формуле:
Для 1-фазного трансформатора:
где:
■ V = фазное напряжение холостого хода (В).
Упрощенная формула для 400 В (3-фазная нагрузка): In = kVA x 1.4.
Стандарт для силовых трансформаторов - МЭК 60076.
4.7 Выбор источников питания
Важность поддержания бесперебойного электропитания ставит вопрос об использовании резервной силовой установки. Выбор характеристик таких альтернативных источников питания является частью выбора архитектуры, как описывается в главе D.
Для основного источника питания выбор делается, как правило, между подсоединением к сети электроснабжения высокого или низкого напряжения.
На практике подсоединение к источнику высокого напряжения может быть необходимо, когда нагрузки превышают (или запланировано их превышение) определенный уровень - как правило, порядка 250 кВА, или если требуется качество электроснабжения выше обеспечиваемого низковольтной сетью.
Более того, если установка может вызывать нарушение питания соседних потребителей при подсоединении к низковольтной сети, органы, регулирующие электроснабжение, могут предложить использование сети высокого напряжения.
Питание потребителя по сети высокого напряжения имеет определенные преимущества. Фактически, потребитель:
не зависит от других потребителей, тогда как в случае низковольтного питания другие потребители могут нарушать его работу;
может выбрать любой тип системы заземления низкого напряжения;
имеет более широкий выбор тарифов;
имеет возможность значительно повышать нагрузку. Однако, следует отметить, что:
Потребитель является собственником подстанции высокого/низкого напряжения и в некоторых странах он должен строить и оснащать такую подстанцию за свой счет. При определенных обстоятельствах энергоснабжающая организация может участвовать в инвестициях, например, на уровне линии высокого напряжения.
Часть затрат на подсоединение может возмещаться, если второй потребитель подсоединяется к линии высокого напряжения в течение определенного времени после подсоединения первого потребителя.
Потребитель имеет доступ только к низковольтной части установки. Доступ к части высокого напряжения резервируется для персонала энергоснабжающей организации (снятие показаний счетчиков, работы по обслуживанию и т.д.).
Однако, в некоторых странах защитный выключатель высокого напряжения (или выключатель нагрузки с предохранителем) может использоваться непосредственно потребителем.
A - Общие правила проектирования электроустановок
Тип и местоположение подстанции согласовываются между потребителем и энергоснабжающей организацией.
Задачей расчета электрических сетей является правильная оценка величин и выбор соответственно им таких наименьших из числа возможных сечений проводов, кабелей и шин, при которых были бы соблюдены нормированные условия в отношении:
1. нагрева проводников,
2. экономической плотности тока,
3. электрической защиты отдельных участков сети,
4. потерь напряжения в сети,
5. механической прочности сети.
Расчетными нагрузками для выбора сечений проводников являются:
1. получасовой максимум I30 - для выбора сечений по нагреву,
2. среднесменная нагрузка Iсм - для выбора сечений по экономической плотности тока,
3. пиковый ток - для выбора плавких вставок и уставок тока максимальных расцепителей автоматов и для расчета по потере напряжения. Этот расчет обычно сводится к определению потерь напряжения в силовой сети при пуске отдельных мощных короткозамкнутых электродвигателей и в троллейных линиях.
При выборе сечений распределительной сети, независимо от фактического коэффициента загрузки электроприемника, следует всегда иметь в виду возможность использования его на полную мощность и, следовательно, за расчетный ток принимать номинальный ток электроприемника. Исключение допускается лишь для проводников к электродвигателям, выбранным не по нагреву, а по перегрузочному моменту.
Таким образом, для распределительной сети расчета, как такового, не производят.
Для определения расчетного тока в питающей сети необходимо нахождение совмещенного максимума или средней нагрузки целого ряда электроприемников и при том, как правило, различных режимов работы. Вследствие этого процесс расчета питающей сети является сравнительно сложным и разделяется на три основные последовательные операции:
1. составление расчетной схемы,
2. определение совмещенных максимумов нагрузки или средних значений ее на отдельных участках сети,
3. выбор сечений.
Расчетная схема, являющаяся развитием принципиальной схемы питания, намеченной при рассмотрении вопроса о распределении электрической энергии, должна содержать все необходимые данные в отношении подключенных нагрузок, длин отдельных участков сети и выбранного рода и способа прокладки ее.
Наиболее ответственная операция - определение электрических нагрузок на отдельных участках сети - в большинстве случаев основывается на применении эмпирических формул. Коэффициенты, входящие в эти формулы, зависят в наибольшей степени от режима работы электроприемников, и правильная оценка последнего имеет большое значение, хотя и не всегда является точной.
Вместе с тем неправильность в определении коэффициентов, а, следовательно, и нагрузок, может привести либо к недостаточной пропускной способности сети, либо к необоснованному удорожанию всей установки.
Прежде чем перейти к методологии определения электрических нагрузок для питающих сетей, необходимо отметить, что входящие в расчетные формулы коэффициенты не являются стабильными. В связи с непрерывным техническим прогрессом и развитием автоматизации эти коэффициенты должны подлежать периодическому пересмотру.
Поскольку как сами формулы, так и входящие в них коэффициенты являются до известной степени приближенными, нужно иметь в виду, что результатом расчетов может быть определение только порядка интересующих величин. По этой причине следует избегать излишней скрупулезности в арифметических операциях.
Величины и коэффициенты, входящие в расчетные формулы определения электрических нагрузок
Под установленной мощностью Ру понимается:
1. для электродвигателей длительного режима работы - каталожная (паспортная) номинальная мощность в киловаттах, развиваемая двигателем на валу:
2. для электродвигателей повторно-кратковременного режима работы - паспортная мощность, приведенная к длительному режиму, т. е. к ПВ = 100%:
где ПВН0М - номинальная продолжительность включения в процентах по каталожным данным, Рном -номинальная мощность при ПВН0М,
3. для трансформаторов электропечей:
где SН0М - номинальная мощность трансформатора по каталожным данным, ква, cosφном-коэффициент мощности, характерный для работы электропечи при номинальной мощности,
4. для трансформаторов сварочных машин и аппаратов - условная мощность, приведенная к длительному режиму, т. е. к ПВ = 100%:
где Sном - номинальная мощность трансформатора в киловольт-амперах при ПВном,
Под присоединенной мощностью Рпр электродвигателей понимается мощность, потребляемая двигателем из сети при номинальной нагрузке и напряжении:
где ηном - номинальный к п. д. двигателя в относительных единицах.
Средняя активная нагрузка за максимально загруженную смену Рср.см и такая же средняя реактивная нагрузка Qcp,см представляют собой частные от деления количества электроэнергии, потребляемой за максимально нагруженную смену (соответственно WCM и VCM), на продолжительность смены в часах Тсм,
активная Рср.г и такая же нагрузка реактивная Qcp.г представляют собой частные от деления годового потребления электроэнергии (соответственно Wг и Vг) на годовую продолжительность рабочего времени в часах (Тг):Под максимальной нагрузкой Рмакс понимают наибольшую из средних нагрузок за тот или иной интервал времени.
Для расчета сетей и трансформаторов по нагреву этот интервал времени установлен равным 0,5 ч, т. е. принимается получасовой максимум нагрузки.
Различают получасовые максимумы нагрузок : активной Р30, квт, реактивной Q30, квар, полной S30, ква, и по току I30, а.
Пиковым током Iпик называют мгновенный максимально возможный ток для данного электроприемника или для группы электроприемников.
Под коэффициентом использования за смену КИ понимают отношение средней активной нагрузки за максимально нагруженную смену к установленной мощности:
Соответственно этому годовой коэффициент использования представляет собой отношение средней годовой активной нагрузки к установленной мощности:
Под коэффициентом максимума Км понимается отношение активной получасовой максимальной нагрузки к средней нагрузке за максимально загруженную смену,
Величина, обратная коэффициенту максимума, представляет собой коэффициент заполнения графика Кзап
