Пример расчета нагрузок силового щита в общественном здании
21 ноября 2015 
k-igor
Недавно были внесены изменения в программу по расчету нагрузок общественных зданий, и решил еще раз затронуть тему расчета нагрузок и продемонстрировать изменения программы на примере. На мой взгляд, рассчитывать нагрузки в общественных зданиях сложнее, т.к. нет четкой методики расчета.
Мне частенько задают вопросы: а как выбрать коэффициент спроса для того или иного электроприемника?
Вот в этом состоит одна из главных сложностей расчета и приходится импровизировать, подключать интуицию. В нормативных документах есть небольшой перечень оборудования с Кс, но он далеко не полный…
При проектировании одного из последних объектов я понял, что программу для расчета общественных зданий требуется немного доработать.
Расчет нагрузок освещения я рассматривать не буду, т.к. там нет ничего сложного.
Что нового в программе?
1 Внесены изменения в расчет Кс и cosϕ для щита.
2 В случае только однофазных нагрузок выводится Руст, Ррасч, Кс, cosϕ.
При расчете нагрузок общественных зданий очень сложно выполнить равномерное распределение по фазам, особенно при небольшом количестве ЭП и низких Кс.
Давайте рассмотрим самый неблагоприятный пример расчета силового щита в общественном здании, когда имеются трехфазные и однофазные ЭП. Я не стал выделять компьютеры, холодильное оборудование в отдельные щиты.
| Наименование | Напряжение, В | Мощность, кВт | Кс | cosϕ | I, А |
| 1 Паровая кабина | 380 | 10,2 | 0,6 | 0,85 | 18,23 |
| 2 Средиземноморская терма | 380 | 8,8 | 0,6 | 0,85 | 15,73 |
| 3 СПА-кабина | 380 | 5,2 | 0,6 | 0,85 | 9,29 |
| 4 Финская СПА-кабина | 380 | 6,0 | 0,6 | 0,85 | 10,72 |
| 5 Рукосушитель | 220 | 2×1,6 | 0,5 | 0,9 | 16,2 |
| 6 Электрокамин угловой | 220 | 1,1 | 0,6 | 0,85 | 5,88 |
| 7 Холодильное оборудование | 220 | 2,9 | 0,6 | 0,85 | 15,51 |
| 8 Кофемашина | 220 | 2,8 | 0,6 | 0,85 | 14,97 |
| 9 Компьютер + касса | 220 | 2×0,5 | 0,8 | 0,7 | 6,49 |
| 10 Компьютер + касса | 220 | 2×0,5 | 0,8 | 0,7 | 6,49 |
| 11 Уборочный инвентарь* | 220 | 2,0 | — | 0,85 | 10,7 |
При расчете групповых токов я крайне редко применяю Кс. В данном примере лишь к рукосушителям можно применить данный коэффициент. Учет Кс при расчете группового тока повлияет на выбор защитного аппарата для данной группы. Уборочный инвентарь в расчете щита я не учитываю.
Сперва выполняем расчет однофазных ЭП. Каждую группу записываем в отдельную строку и распределяем по фазам таким образом, чтобы неравномерность была как можно меньше.
Расчет однофазных ЭП
В моем случае неравномерность получилась 8,9%. Если бы в щите не было трехфазных ЭП, то результаты расчета (Руст, Ррасч, Кс и cosϕ) взяли бы из этой таблицы, а так программа приводит однофазные ЭП к мощности трехфазных ЭП и заносит в другую таблицу, в которую мы должны записать трехфазные ЭП:
Расчет трехфазных и однофазных ЭП
В графе ИТОГО получим результаты расчета, которые необходимо занести в таблицу расчета ВРУ.
При небольшом количестве ЭП я использую правило: расчетная мощность (ток) щита не могут быть меньше расчетной мощности (тока) наиболее мощного электроприемника группы.
За все время проектирования у меня ни разу не проверили расчет нагрузок. По возможности лучше завысить расчетную мощность
На странице МОИ ПРОГРАММЫ можете ознакомиться со всеми программами, разработанными специально для проектировщиков-электриков.
Источник
Расчет электрического тока по мощности: формулы, онлайн расчет, выбор автомата
Проектируя электропроводку в помещении, начинать надо с расчета силы тока в цепях. Ошибка в этом расчете может потом дорого обойтись. Электрическая розетка может расплавиться под действием слишком сильного для нее тока. Если ток в кабеле больше расчетного для данного материала и сечения жилы, проводка будет перегреваться, что может привести к расплавлению провода, обрыва или короткого замыкания в сети с неприятными последствиями, среди которых необходимость полной замены электропроводки – еще не самое плохое.
Знать силу тока в цепи надо и для подбора автоматических выключателей, которые должны обеспечивать адекватную защиту от перегрузки сети. Если автомат стоит с большим запасом по номиналу, к моменту его срабатывания оборудование может уже выйти из строя. Но если номинальный ток автоматического выключателя меньше тока, возникающего в сети при пиковых нагрузках, автомат будет доводить до бешенства, постоянно обесточивая помещение при включении утюга или чайника.
Формула расчета мощности электрического тока
Согласно закону Ома, сила тока(I) пропорциональна напряжению(U) и обратно пропорциональна сопротивлению(R), а мощность(P) рассчитывается как произведение напряжения и силы тока. Исходя из этого, ток в участке сети рассчитывается: I = P/U.
В реальных условиях в формулу добавляется еще одна составляющая и формула для однофазной сети приобретает вид:
а для трехфазной сети: I = P/(1,73*U*cos φ),
где U для трехфазной сети принимается 380 В, cos φ – это коэффициент мощности, отражающий соотношение активной и реактивной составляющих сопротивления нагрузки.
Для современных блоков питания реактивная компонента незначительна, величину cos φ можно принимать равной 0,95. Исключение составляют мощные трансформаторы (например, сварочные аппараты) и электродвигатели, они имеют большое индуктивное сопротивление. В сетях, где планируется подключение подобных устройств, максимальную силу тока следует рассчитывать с использованием коэффициента cos φ, равного 0,8 или рассчитать силу тока по стандартной методике, а потом применить повышающий коэффициент 0,95/0,8 = 1,19.
Подставив действующие значения напряжения 220 В/380 В и коэффициента мощности 0,95, получаем I = P/209 для однофазной сети и I = P/624 для трехфазной сети, то есть в трехфазной сети при одинаковой нагрузке ток втрое меньше. Никакого парадокса тут нет, так как трехфазная проводка предусматривает три фазных провода, и при равномерной нагрузке на каждую из фаз она делится натрое. Поскольку напряжение между каждым фазным и рабочим нулевым проводами равно 220 В, можно и формулу переписать в другом виде, так она нагляднее: I = P/(3*220*cos φ).
Подбираем номинал автоматического выключателя
Применив формулу I = P/209, получим, что при нагрузке с мощностью 1 кВт ток в однофазной сети будет 4,78 А. Напряжение в наших сетях не всегда равно в точности 220 В, поэтому не будет большой ошибкой силу тока считать с небольшим запасом как 5 А на каждый киловатт нагрузки. Сразу же видно, что в удлинитель, промаркированный «5 А», утюг мощностью 1,5 кВт включать не рекомендуется, так как ток будет в полтора раза превышать паспортную величину. А еще сразу можно «проградуировать» стандартные номиналы автоматов и определить, на какую нагрузку они рассчитаны:
- 6 А – 1,2 кВт;
- 8 А – 1,6 кВт;
- 10 А – 2 кВт;
- 16 А – 3,2 кВт;
- 20 А – 4 кВт;
- 25 А – 5 кВт;
- 32 А – 6,4 кВт;
- 40 А – 8 кВт;
- 50 А – 10 кВт;
- 63 А – 12,6 кВт;
- 80 А – 16 кВт;
- 100 А – 20 кВт.
С помощью методики «5 ампер на киловатт» можно оценить силу тока, возникающую в сети при подключении бытовых устройств. Интересуют пиковые нагрузки на сеть, поэтому для расчета следует использовать максимальную потребляемую мощность, а не среднюю. Эта информация содержится в документации на изделия. Вряд ли стоит самому рассчитывать этот показатель, суммируя паспортные мощности компрессоров, электродвигателей и нагревательных элементов, входящих в устройство, так как есть еще такой показатель, как коэффициент полезного действия, который придется оценивать умозрительно с риском сильно ошибиться.
При проектировании электропроводки в квартире или загородном доме не всегда доподлинно известны состав и паспортные данные электрооборудования, которое будет подключаться, но можно воспользоваться ориентировочными данными обычных для нашего быта электроприборов:
- электросауна (12 кВт) — 60 А;
- электроплита (10 кВт) — 50 А;
- варочная панель (8 кВт) — 40 А;
- электроводонагреватель проточный (6 кВт) — 30 А;
- посудомоечная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
- стиральная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
- джакузи (2,5 кВт) — 12,5 А;
- кондиционер (2,4 кВт) — 12 А;
- СВЧ-печь (2,2 кВт) — 11 А;
- электроводонагреватель накопительный (2 кВт) — 10 А;
- электрочайник (1,8 кВт) — 9 А;
- утюг (1,6 кВт) — 8 А;
- солярий (1,5 кВт) — 7,5 А;
- пылесос (1,4 кВт) — 7 А;
- мясорубка (1,1 кВт) — 5,5 А;
- тостер (1 кВт) — 5 А;
- кофеварка (1 кВт) — 5 А;
- фен (1 кВт) — 5 А;
- настольный компьютер (0,5 кВт) — 2,5 А;
- холодильник (0,4 кВт) — 2 А.
Потребляемая мощность осветительных приборов и бытовой электроники невелика, в целом суммарную мощность осветительных приборов можно оценить в 1,5 кВт и автомата на 10 А на группу освещения достаточно. Бытовая электроника подключается к тем же розеткам, что и утюги, дополнительные мощности резервировать для нее нецелесообразно.
Если просуммировать все эти токи, цифра получается внушительная. На практике, возможности подключения нагрузки ограничивает величина выделенной электрической мощности, для квартир с электрической плитой в современных домах она составляет 10 -12 кВт и на квартирном вводе стоит автомат номиналом 50 А. И эти 12 кВт надо распределить, учитывая то, что самые мощные потребители сосредоточены на кухне и в ванной комнате. Проводка будет доставлять меньше поводов для беспокойства, если разбить ее на достаточное количество групп, каждая со своим автоматом. Для электроплиты (варочной панели) делается отдельный ввод с автоматом на 40 А и устанавливается силовая розетка с номинальным током 40 А, ничего больше туда подключать не надо. Для стиральной машины и другого оборудования ванной комнаты делается отдельная группа, с автоматом соответствующего номинала. Эту группу обычно защищают УЗО с номинальным током на 15% большим, чем номинал автоматического выключателя. Отдельные группы выделяют для освещения и для настенных розеток в каждой комнате.
На расчет мощностей и токов придется потратить некоторое время, но можно быть уверенным, что труды не пропадут даром. Грамотно спроектированная и качественно смонтированная электропроводка – залог комфорта и безопасности вашего жилища.
Источник