Расчет электрических нагрузок методом коэффициента спроса

Методы расчета электрических нагрузок

В практическом проектировании существует несколько таких методов расчета электрических нагрузок методом коэффициента спроса:

• расчет коэффициента спроса и средней мощности;
• метод удельного расхода электроэнергии удельных электрических мощностей;
• метод установленной мощности с коэффициентами спроса и — статистический метод расчетов;

Пример проекта электроснабжения промпредприятия

Вперед

Если коэффициенты спроса получены практическим путем, то применение этого метода дает результаты близкие к истинным значениям.

Расчет электрических нагрузок при составлении простой схемы электроснабжения с применением метода коэффициента спроса пользуется большой популярностью и широко распространен в расчетной инженерии и является наиболее простым методом расчетов нагрузок.

Определение реальных электрических нагрузок энергопотребляющего объекта даст вам возможность обосновано и рационально построить технико-экономические показатели систем электроснабжения, определить потери электроэнергии и мощности, выбрать нужное оборудование. Поэтому расчет электрических нагрузок является важной и неотъемлемой частью организации подключения электричества частного или промышленного объекта.

Результаты расчетов электрических нагрузок будут влиять на технические характеристики электрической сети и на выбор ее элементов. Благодаря им вы сможете обеспечить безопасную эксплуатацию электрических сетей.

Заниженные результаты расчетов электрических нагрузок приводит к перегреву токоведущих частей и быстрому износу электрооборудования и материалов. И наоборот – увеличение расчетных нагрузок чревато дополнительными, капитальными затратами на систему электроснабжения и неполным использованием электрооборудования.

При нахождении оптимальной нагрузки применяют различные коэффициенты графиков нагрузок. Для нахождения электрической нагрузки с помощью метода спроса, необходимо знать некоторые параметры – коэффициенты спроса и полную нагрузочную мощность выбранной группы, а также установленную мощность этой группы приемников. В свою очередь, для нахождения коэффициента спроса, нужно знать количество потребителей электроэнергии, работающих одновременно. Эти вычисления можно провести с помощью коэффициентов загрузки и одновременности.

По полученным расчетам электрических нагрузок по выбранным группам потребителей, можно рассчитать общую нагрузку объекта энергопотребления. После расчетов общей максимальной нагрузки, рассчитывается годовое потребление объектом электроэнергии (для этого нужно знать общее количество рабочих часов).

Что такое пожарная нагрузка

Это квантитативная характеристика, которая показывает вероятную интенсивность горения, его продолжительность.

По определению пожарная нагрузка (ПН) – значение количества тепла, излученного или способного выделиться в атмосферу вследствие полного выгорания веществ, предметов, материалов, находящихся в зоне пламени.

При рассмотрении относительной величины, рассчитываемой как ПН, деленная на единицу площади, выраженной в метрах, говорят об удельной пожарной нагрузке (Pуд), которая имеет размерность мегаджоуль, деленный на м2, и определяет, к какой взрывопожарной категории относится конкретное помещение:

• В4 – Pуд от 1 до 180 МДж/м2;
• В3 – Pуд в границах 181–1 400 МДж/м2;
• В2 – Pуд от 1 401 до 2 200 МДж/м2;
• В1 – Pуд свыше 2 200 МДж/м2.

В пространствах, помеченных В1-В4, допускается наличие нескольких участков с указанной удельной пожарной нагрузкой. Если появляется сегмент с превышением параметра Pуд относительно остальных, помещению присваивается повышенный код опасности, которому соответствует максимальная величина удельной пожарной нагрузки.

Метод коэффициента спроса

Основная формула расчетов имеет вид: Рр= Кс•Руст ; Qр = Рр×tgφ ,

Чтобы найти расчетную нагрузку группы потребителей, однородных по режиму работы, применяют следующее выражение:

Pp = Kс ×Рн;

Qp = Рp×tgj,

где Kс и tgj — коэффициент спроса группы приемников.

Для нахождения расчетной нагрузки одного из участков объекта или самого объекта в целом, необходимо сложить коэффициенты разновременности максимумов нагрузки и расчетные нагрузки отдельных групп приемников.

У расчетов по методу коэффициента спроса есть свои недостатки. Основным является то, что для всех потребителей величина коэффициента спроса принимается одинаковой. Однако, одинаковой она принимается при оптимальном количестве абонентов.

Метод спроса, как правило, применяют в ситуации, когда нет конкретных данных про абонента.

Расчет силовой нагрузки:

Pp = Pmax = Kc* Pуст = 0,3 * 16130 = 4839 кВт

Qp = tgф * Pp = 0,88 * 4839 = 4258,3 квар

Кроме того, необходимо учесть нагрузку искусственного освещения цехов и территории завода.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

Классификация

Постоянная и временная

Материалы, из которых сооружено строение, опорные конструкции, перекрытия, встроенное оборудование, отделка поверхностей и другие не перемещаемые части здания, составляют постоянную пожарную нагрузку.

Заменяемые предметы: бумаги, готовая продукция, мебель, стенды, щитки – в общем, все, что можно демонтировать и убрать из строения, даже если их вес составляет несколько тонн, называются вре́менной ПН.

Для расчета удельной пожарной нагрузки помещения суммируются временная и постоянная составляющая.

По свойствам и параметрам

Классификация производится также по физико-химическим характеристикам материалов и веществ, к ним относятся:

1. Скорость распространения возгорания. Описывается количеством затраченного времени на получение мощности в один мегаватт:
   75 сек. – сверхбыстрая;
2. 150 сек. – быстрая;
3. 300 сек. – средняя;
4. 600 сек. – медленная.
5. Возможность образовывать дым определяется по оптической плотности:
   свыше 500 м2/кг – высокая;
6. 50–500 м2/кг – умеренная;
7. до 50 м2/кг – малая.
8. Плотность. Нормативные значения находятся в границах 300–2 000 МДж/м2.
9. Токсичность. Определяется сравнением количества выделенных при пожаре газов с показателем вредности, приводимым как отношение плотности отравляющих взвесей в атмосфере к максимально допустимой концентрации вещества в воздухе.

Экономическая эффективность

Главная задача экономической эффективности — это найти такой вариант электроснабжения, при котором потери в сети будут минимальны, эксплуатационные показатели лучшие и будут обеспечивать высокую степень надежности.

Минимум приведенных затрат – это основной критерий экономичности системы электроснабжения. Он определяется формулой, тыс. денежных единиц в год (тыс.ден.ед./год):

(1)

где рнорм = 0,12 — нормативный коэффициент эффективности ка­питальных вложений ; К — единовременные капитальные вло­жения, тыс.ден.ед./год.;— годовые текущие затраты при нормальной эксплуатации, тыс.ден.ед./год; ра, рт.Р — коэффициенты отчисления на теку­щий ремонт и амортизацию; Иэ —потери электроэнергии, тыс.ден.ед./год; р—коэффициент суммарных отчислений от капитальных вложений.

Суммарные приведенные затраты могут использовать в качестве критерия экономичности, тыс.ден.ед./год:

(2)

На результаты технико-экономических расчетов не влияет какая формула используется (1) или (2), так как для сравнения вариантов важны соотношение затрат, а не их значение.

Пример 1

Экономические показатели трех сравниваемых вариантов, тыс. ден.ед.: К1 = 100, И1 = 30; К2 = 150, И2 = 18; К3 = 200, И3 = 24. Нужно оп­ределить из трех наиболее экономичный вариант.

При расчете годовых приведенных затрат, тыс.ден.ед./год , по формуле (1) полу­чаем: Зг = 0,12 * 100 + 30 = 42; 32 = 0,12 * 150 + 18 = 36; З3 = 0,12 * 200 + 24 = 48.

При расчете суммарных затрат, тыс.ден.ед., по формуле (2) находим: 312 = = 30/0,12+ 100 = 340, 322 = 18/0,12 + 150 = 300, = 24/0,12 + 200 = 400. Таким образом, в обоих случаях самым экономичным оказался вариант 2.

Типичный вариант выбора сечения кабеля

В соответствии с сечением кабеля применяют автоматические выключатели. Чаще всего используют классический вариант сечения проводов:

• Для цепей освещения сечения 1,5 мм2;
• Для цепей розеток сечения 2,5 мм2;
• Для электроплит, кондиционеров, водонагревателей – 4 мм2;

Для ввода в квартиру питания используют 10 мм2 кабель, хотя в большинстве случаев хватает и 6 мм2. Но сечение 10 мм2 выбирается с запасом, так сказать с расчетом на большее количество электроприборов. Также на входе устанавливается общее УЗО с током отключения 300 мА – его назначение пожарное, так как ток отключения слишком великим для защиты человека или животного.

Для защиты людей и животных применяют УЗО с током отключения 10 мА или 30 мА непосредственно в потенциально небезопасных помещениях, таких как кухня, ванна, иногда комнатные группы розеток. Осветительная сеть, как правило, УЗО не снабжается.

Величина для помещений разных типов

В зданиях пожарная нагрузка зависит от плотности и определяется отдельно для каждого этажа, при этом учитывается назначение пространства.

Таблица удельной пожарной нагрузки материалов для помещений различного использования.

Расчет ПН производится с учетом плотности размещения сырья и материалов. Учитывается расположение на полу, стеллажах, поддонах.

ГОСТ 12.1.004-91 устанавливает обязательность классификации объектов по опасности возгорания, принимая во внимание ПН.

Исходные данные для расчета

В качестве исходных данных примем, что нужно выполнить расчет нагрузок для щита офиса:

• В офисе 6 помещений;
• Освещение при помощи светильников с люминесцентными лампами;
• Розеточная сеть для компьютеров и «бытовых» потребителей выполнена раздельно;
• В офисе установлены кондиционеры;
• В офисе есть помещение приёма пищи с чайником, микроволновкой, холодильником и телевизором.

Распределяем потребителей по группам и заполняем расчетную таблицу.