Расчет установленной мощности: определение величины суммарных мощностей

Вопросы и ответы
Содержание
  1. Что такое расчетная мощность
  2. Расчет необходимой мощности
  3. Установленная мощность и расчетная мощность — Оборудование
  4. Определения установленной и расчетной мощности
  5. Расчет установленной мощности
  6. Определение расчетной мощности, коэффициент спроса
  7. Правила и нормативы
  8. Виды электрической мощности в электроэнергетике
  9. Как сократить потребление?
  10. Что такое установленная мощность
  11. Номинальные нагрузки
  12. Средние значения нагрузок
  13. Установленная мощность для электрических станций
  14. Расчетная мощность жилых зданий
  15. Расчетная мощность общественных зданий
  16. Расчетная мощность для промышленных объектов
  17. Измерение мощности приборами
  18. Как определить?
  19. Смотрим в техпаспорт
  20. Закон Ома в помощь
  21. Используем электросчетчик
  22. Прибор для для определения мощности «Ваттметр».
  23. Измерение мощности с помощью электросчетчика
  24. Как повысить расчетную мощность

Что такое расчетная мощность

Для упрощения можно сначала изучить типичные повседневные задачи. При подключении оборудования необходимо согласовать фактическую потребляемую мощность с параметрами существующей сети. Хозяину квартиры нужны определенные данные для выбора устройств автоматической защиты.

Номинальная мощность определяет, какой максимальный уровень мощности возможен при определенных условиях эксплуатации. Для расчета необходимы параметры подключаемого оборудования.

Технические параметры бытовой техники

Телевидение 1 250 1 0,25
Телевидение 2 180 1 0,18
Кондиционирование воздуха 1500 3 4,5
Конвектор электронной почты 800 10 8
Тепловой вентилятор 1400 1 1,4
Холодильник 140 1 0,14
Плита 4200 1 4.2
Духовой шкаф 3200 1 3.2

Понятно, что совместное включение кондиционеров и электрических конвекторов можно исключить. А вот во время приготовления праздничного ужина одна духовка и все конфорки будут потреблять 7,4 кВт.

Сильный ток в одной цепи может разрушить провода. Риск несчастных случаев возрастает при работе со старыми электросетями из алюминиевых проводов недостаточно большого сечения. В таких свойствах (220В, одна фаза) есть ограничения по нагрузке до 4кВт.

Для подключения мощных потребителей (в частном коттедже) рекомендуется медная проводка и подключение к сети 380В. При этом на фазу можно распределять до 14 (20) кВт по действующим нормам. Фактические значения можно проверить, связавшись с соответствующим поставщиком.

К вашему сведению. Таких возможностей достаточно для подключения даже мощного электродвигателя или сварочного трансформатора. Для таких потребителей с ярко выраженными реактивными составляющими производится специальный расчет с достаточным запасом нагрузки.

Расчет необходимой мощности

Этот расчет будет необходим, чтобы понять, хватит ли количества выделенной электроэнергии на квартиру или дом. Для этого необходимо рассчитать максимальную нагрузку, просуммировав соответствующие параметры для всех электроустановок потребителей. Кроме того, необходимо учитывать все электробытовые приборы, которые могут быть включены одновременно.

Как правило, вся необходимая информация указана на наклейке, прикрепленной к корпусу оборудования, либо приведена в документации. В случае, если наклейка стала неразборчивой, а технический паспорт утерян, можно воспользоваться таблицей с указанием типовой активной мощности бытовых приборов.

Рассчитав общий расход, не спешите оценивать выполненную работу, нужно добавить резерв с учетом возможного увеличения нагрузки со временем. Как правило, размер резерва устанавливается в размере 20-30% от расчетных параметров.

Складывая эти два значения, мы получаем результат, который можно сравнить с разрешенной мощностью. Если она окажется меньше расчетных нагрузок, есть смысл подумать о подаче заявки на дополнительные 1 кВт или 3 кВт. Детали подключения дополнительных киловатт будут рассмотрены ниже.

Установленная мощность и расчетная мощность — Оборудование

Преимущества и недостатки двухтарифных счетчиков электроэнергии: как работают современные модели счетчиков? 140 фото счетчика с двумя тарифами и способов экономии электроэнергии

Для правильного выбора, например, двигателя, обогревателя, лампы нужно понимать, что это такое: установленная мощность и номинальная мощность и уметь их рассчитывать.

Определения установленной и расчетной мощности

Установленная (номинальная) мощность электроприбора – это мощность, при которой электроприбор или электроустановка могут работать без перегрузок и отказов в течение длительного времени. Значение этого параметра указано на заводской упаковке устройства.

При подключении к одному источнику питания в электроустановках нескольких потребителей энергии (например, двигателей или осветительных приборов) под установленной мощностью (Rust) понимается наибольшая сумма номинальных мощностей одновременно работающих потребителей.

Расчетный параметр мощности (ПП) определяется как мощность, соответствующая фактической переменной во времени нагрузке по максимально возможному влиянию на элемент системы электроснабжения.

Как правило, расчетная мощность меньше установленной.

Можно рассмотреть, как производится расчет установленной и номинальной мощности на примере осветительных установок.

Расчет установленной мощности

При выборе светильников и в результате светотехнических расчетов определяется установленная мощность (Rust) системы освещения. Чтобы найти Ржавчину, нужно просуммировать мощность ламп накаливания, причем мощность ламп разного типа суммируется отдельно:

Ржавчина = SРln + SРll + SРrlvd, где

SRln — сумма номинальных эффектов ламп накаливания

SРll — сумма номинальных эффектов люминесцентных ламп низкого давления

СРрлвд — сумма номинальных воздействий дуговых ртутных ламп высокого давления

Определение расчетной мощности, коэффициент спроса

Поскольку часть светильников, элементов системы освещения, может по тем или иным причинам отключаться, для расчета Рр вводится поправочный коэффициент потребности (Кс). Расчетная мощность ламп накаливания (Rp ln) является произведением установленной мощности (Ruln) и коэффициента спроса

Рр ln = Ржавчина ln x Ks

Для систем освещения с газоразрядными люминесцентными лампами помимо коэффициента нагрузки учитывался также коэффициент потерь мощности в аппаратуре управления пуском (ПРА).

Рр лл = (1,08… 1,3) х Руст лл х Кс,

где берется значение:

1,8 — для ламп с электронным оборудованием

1.2 — со пусковыми цепями включения ламп

1.3 — с приспособлениями (для быстрого розжига) с введением трансформатора

Для части осветительной установки с ртутными дуговыми лампами расчетное усилие можно получить по формуле:

РР лвд = 1,1 х Ржавчина лвд х Кс.

Для разных типов устройств, потребляющих электроэнергию, расчет заданного и номинального воздействия проводят аналогичным образом с учетом функций устройства и режима работы, присущих конкретной электроустановке, и дополнительных факторов.

Правила и нормативы

Электрификация любого объекта осуществляется в соответствии с техническими условиями, разработанными компанией, оказывающей услуги по электроснабжению. В одном из разделов этого документа указаны параметры выделяемой мощности для сети потребителя. Энергоснабжающая организация формирует спецификации на основании заявленной мощности, обоснованной расчетами.

При электрификации жилых и общественных зданий руководствуются СП 31 110 2003 и временными инструкциями ПМ 2696 01. Согласно этим документам жилые дома, относящиеся к 1 категории, не нормируются в отношении потребляемой мощности. То есть при наличии технической возможности технические условия на подключение таких объектов формируются на основании поданной заявки.

Для жилых домов второй категории даются две нормы электрификации:

  1. 5 — 7 кВт, для частного дома или квартиры, с газовыми плитами.
  2. 8 — 11 кВт — с электроплитами.

В то же время для малогабаритных квартир в домах, построенных по программе социального жилья, установлен более низкий порог выделения мощности. Отметим, что эти стандарты были установлены сравнительно недавно; для электроустановок жилых домов, построенных до 2006 г., они были ниже.

Читайте также: Установка светильников в подвесной потолок своими руками

Виды электрической мощности в электроэнергетике

Способы защиты электросети квартиры или дома от поражения электрическим током

Активная мощность – это среднее значение мощности за весь период. Активной мощностью называют полезную мощность, которая используется для совершения работы — преобразования электрической энергии в другие виды энергии (механическую, световую, тепловую). Измеряется в ваттах (Вт).

Максимальная мощность – это величина мощности, определяемая составом энергопринимающего оборудования и технологическим процессом потребителя, рассчитанная в

Мгновенная мощность – это мощность в данный момент времени. В общем, это норма потребления энергии. Различают среднюю мощность за определенный период времени и мгновенную мощность в данный момент времени. В электроэнергетике термин мощность означает среднюю мощность.

Полная мощность представляет собой геометрическую сумму активной и реактивной мощности (см треугольник мощности). Измеряется в вольт-амперах (ВА).

Присоединенная мощность — суммарная величина номинальной мощности трансформаторов и энергоприемников, присоединенных к электрической сети (в том числе косвенно) потребителя электрической энергии, исчисляемая в МВт.

Предполагаемая мощность — ожидаемая мощность при заданном уровне электропитания. Эта мощность является важнейшим показателем, так как исходя из него подбирается электрооборудование.

Расчетная мощность показывает фактическую величину потребления энергопринимающих устройств и зависит от конкретного потребителя (многоквартирные дома, различные производства). Получение проектной мощности является сложной задачей, при решении которой необходимо учитывать различные факторы, например, сезонность нагрузки, особенности технологии.

На основе статистических данных разработаны таблицы коэффициентов использования, где значение проектной мощности находится как произведение установленной мощности на коэффициент использования.

Реактивная мощность – это мощность, обусловленная наличием в электрической сети устройств, создающих магнитное поле (емкостей и индуктивностей). Интерес представляет не само магнитное поле, а характер прохождения переменного тока через такие элементы, а именно появление фазового сдвига между приложенным напряжением и током в элементах сети, например (электродвигатели, трансформаторы, конденсаторы).

Реактивная мощность в сети может быть как избыточной, так и дефицитной, это связано с характером установленного оборудования. Избыточная реактивная мощность (преобладает емкостный характер сети) приводит к увеличению напряжения в сети, а недостаточная (преобладание индуктивного характера сети) — к снижению напряжения.

Так как в распределительных сетях в большинстве случаев преобладает индуктивность над емкостной, т.е наблюдается недостаток реактивной мощности, то в сеть искусственно вводятся емкостные элементы, призванные компенсировать индуктивный характер сети, в результате уменьшить фазовый сдвиг между напряжением сети и током, что означает передачу потребителю в большей степени только активной мощности, а реактивную «генерирует» на месте.

Этот принцип широко используется сетевыми компаниями, которые обязывают потребителей устанавливать компенсирующие устройства, но установка этих устройств нужна в большей степени сетевой компании, а не каждому отдельному потребителю. Измеряется в реактивных вольт-амперах (VAr).

Трансформаторная мощность — суммарная мощность трансформаторов энергопринимающих устройств к потребителю электрической энергии, исчисляемая в МВт.

Установленная мощность — алгебраическая сумма номинальных мощностей электроустановок потребителя. Наибольшая активная электрическая мощность, при которой электроустановка может работать длительное время без перегрузок согласно техническим условиям или паспорту оборудования.

Установленная мощность — предельное значение потребляемой мощности в текущий период регулирования, определяемое договором между сетевой организацией и потребителем услуг по передаче электрической энергии, исчисляемое в мегаваттах.

Как сократить потребление?

Расчет мощности

Если расчетные показатели выше среднероссийского уровня или с каждым месяцем оплачивать счет за ЖКХ становится все труднее, пора задуматься о том, как снизить потребление электроэнергии.

Рациональными и экономичными будут следующие мероприятия:

  • Не оставляйте включенным свет в комнатах, где сейчас никого нет;
  • При выборе бытовой техники и электроприборов обращайте внимание на степень энергосбережения, наиболее оптимальным является наличие на этикетке букв А, В и С;
  • Включите кондиционер, плотно закройте окна и двери, не заставляя прибор работать впустую;
  • Своевременно удаляйте известковый налет с приборов и посуды, чтобы сократить процесс нагрева воды до 30%;

Размещайте холодильники и морозильники как можно дальше от солнечных лучей, нагревательных и отопительных приборов

  • Поменять обычные лампы на энергосберегающие, высокая цена которых окупится за пару месяцев;
  • Не оставляйте в розетках провода от неработающих электроприборов, так как даже в выключенном состоянии на прибор поступает ток;
  • Помните, что количество запущенных процессов на компьютере стимулирует большее энергопотребление;
  • Не заряжайте телефон, ноутбук или планшет ночью, так как время зарядки значительно увеличивается во время сна, как и количество используемого света.

Желание контролировать энергопотребление — это нормально, ведь никто не хочет тратить такой дорогой ресурс впустую. Узнав о количестве электроэнергии, которую использует то или иное устройство в сутки, вы сможете контролировать поток энергии, снижать нагрузку или экономить в более щадящих режимах.

Что такое установленная мощность

Как видно из рассмотренного примера, простое добавление исходных параметров не позволит получить точный результат. На самом деле, помимо возможности совместного включения, следует учитывать продолжительность и сроки проведения операции.

Подробная информация о режиме работы поможет вам воспользоваться относительно доступными тарифами (ночью, в праздничные и выходные дни).

Установленная мощность является суммарным показателем, который рассчитывается с учетом различных поправочных коэффициентов. Ниже приведены методы, используемые для профессиональных и частных расчетов.

Номинальные нагрузки

Для комплексной оценки этого параметра помимо номинального тока нужны значения реактивной (Pr), активной (Pn) и полной (S) мощности. Точный расчет проводится с учетом поправочного коэффициента, определяющего продолжительность подключения к источнику питания. Тип оборудования имеет значение.

Таким образом, номинальную мощность (полную) для кратковременных интервалов работы можно рассчитать по формуле:

S = √(Рн2 + Pr2).

Реактивная составляющая определяется путем умножения расхода по техническому паспорту на √(P/100)*cos ϕ,

куда:

  • Р — обозначение общей продолжительности интервалов работы;
  • cos ϕ – эталонный показатель, указанный в сопроводительной документации на подключаемое оборудование.

Средние значения нагрузок

Для решения практических задач большое значение будет иметь потребление в течение длительного периода времени (неделя, четверть часа). Чтобы получить правильный результат, возьмите суммарное значение активного компонента с учетом необходимого разрыва. Поправочный коэффициент также используется для определения рабочих интервалов.

Допустимо использование формул, рассмотренных выше. Основное отличие заключается в использовании средних значений вместо номиналов.

Установленная мощность для электрических станций

Этот параметр будет отличаться от суммы всех подключенных потребителей и генераторных установок. По действующим правилам установленная мощность определяется только с учетом тех агрегатов, которые работают от внешней линии электропередачи. Сложите значения, указанные в соответствующих технических паспортах.

Разница установленной мощности солнечных электростанций в мире по годам за период 2000-2017 гг

Расчетная мощность жилых зданий

Для правильного разделения технико-экономических показателей в таких объектах используются следующие группы потребителей:

  • квартиры;
  • общественная собственность.

Помимо осветительных приборов необходимо учитывать ток:

  • лифтовое, вентиляционное, насосное оборудование;
  • отопительные приборы;
  • системы безопасности, контроля, пожарной сигнализации.

Пояснения:

  • общая нагрузка рассчитывается по количеству и удельному потреблению отдельных категорий квартир;
  • мощность приводов лифтов регулируется с учетом графика использования (потребности);
  • аналогично указывается энергопотребление электродвигателей насосных станций и других установок;
  • резервные комплекты (пожаротушения и др.) не учитываются.

К вашему сведению. Формулы, поправочные коэффициенты и технологии расчета подробно представлены в ГОСТах, отраслевых стандартах. Для расчета нагрузок с распределением для разных типов квартир можно использовать справочные данные из СНиП (СП31-110-2013).

Расчетная мощность общественных зданий

В таких объектах, как и в общественных учреждениях, потребление электростанций и ламп рассчитывается отдельно. Для первой категории решающей будет реактивная составляющая мощности.

Первые данные берутся из проектной документации, сверяются с паспортами отдельных единиц оборудования. При наличии соответствующего автономного объекта указываются параметры котельной.

Параметры светильников существенно различаются в зависимости от типа. Устаревшие лампы накаливания потребляют много электроэнергии при относительно низком КПД. Светодиодные блоки в 8-10 раз экономичнее.

Для оценки крупных объектов используют средние показатели удельной силы на единицу площади, рабочего места. В некоторых ситуациях на потребление существенно влияет способ работы или количество посетителей.

Расчетная мощность для промышленных объектов

Такие потребители обычно отличаются повышенной энергоемкостью. Соответствующие проекты поставок создаются специализированными организациями. По расчетной мощности различают компании:

  • малые и мини — до 750 кВ*А;
  • средние — от 75 до 150 МВА*А;
  • крупные — более 150 НДС*А.

Полученные значения используются для равномерного распределения нагрузок на городскую электросеть. Как и в предыдущих примерах учитываются изменения потребления (дневные, недельные графики).

Измерение мощности приборами

Как измерить эффект

Если это обычный бытовой прибор, подключенный к розетке, то известно, что питающее напряжение электрической сети равно 220 В. При его подключении к другим источникам питания снимается их напряжение.

Силу тока можно измерить:

  • зажимной метр;
  • с помощью тестера.

С токоизмерительными клещами измерения проще, так как они проводятся бесконтактным способом на подходящем к нагрузке проводе.

Существует два метода измерения мощности мультиметром:

  1. Включите его в режиме измерения тока последовательно с электроприбором, затем рассчитайте мощность по формуле. Этот способ не всегда подходит, так как может не получиться разорвать цепь питания прибора для подключения мультиметра;
  2. Подключить к прибору мультиметр в режиме измерения сопротивления, затем определить силу тока по формуле I=U/R, зная напряжение. Затем посчитайте мощность.

Важно! Если измеряется сила тока бытовых электроприборов, тестер настраивается на измерение переменного тока.

Как определить?

Для решения проблемы поиска мощности можно использовать разные методы. Все они доступны для использования даже со знаниями по физике и электротехнике на уровне школьной программы.

Чаще мощность находят через определение тока, иногда можно обойтись без промежуточных процедур и определить сразу.

Смотрим в техпаспорт

Обычно потребляемая мощность указывается в паспорте или описании устройства и дублируется на шильдике. Последний располагается на задней стенке корпуса или его основании.

При отсутствии описания этот параметр можно найти в интернете, для чего достаточно воспользоваться поиском по названию устройства.

Мощность, указанная производителем оборудования, относится к пиковой мощности и потребляется от сети только при полной нагрузке, что бывает достаточно редко. Полученная разница считается маржей. На нормативном уровне этот запас определяется через коэффициент мощности.

Закон Ома в помощь

Мощность большинства бытовых электроприборов можно достаточно точно оценить экспериментально и рассчитать по известному со школы закону Ома. Этот эмпирический закон связывает напряжение, ток и сопротивление нагрузки R следующим образом:

Р = U2/R.
U = 230 В, а сопротивление измеряется тестером. Ниже приведен простой расчет по формуле
Р = 48 400/Р Вт.

Например, при R=200 Ом получаем мощность P=240 Вт.

Метод не учитывает так называемое реактивное сопротивление устройства, которое в первую очередь создается входными трансформаторами и дросселями, в связи с чем полученная оценка несколько завышена.

Используем электросчетчик

При определении эффекта по счетчику можно действовать двумя разными способами. В обоих случаях питание от бытовой сети должно получать только тестируемое устройство. Все без исключения другие потребители должны быть отключены.

В первом подходе для измерения мощности используется оптический индикатор измерителя, интенсивность вспышки которого пропорциональна потреблению. Коэффициент пропорциональности указывается на передней панели в единицах имп/кВтч или имп/кВтч, рисунок 1, где имп – количество импульсов (миганий индикатора) на киловатт-час.

Лицевая панель бытового электросчетчика с оптическим индикатором
Лицевая панель бытового электросчетчика с оптическим индикатором.

После включения исследуемого прибора необходимо начать отсчет вспышек на индикаторе в течение 15 или 20 минут.

Полученное значение затем умножается на 3 или 4 (для 20- или 15-минутного интервала выборки соответственно) и делится на коэффициент, указанный на передней панели. Результат расчета дает мощность агрегата в кВт, которую в некоторых случаях практически переводят в ватты путем умножения на 1000.

Пример. Для счетчика имеем k = 1600 импульсов на киловатт-час. При 20-минутном интервале измерения индикатор сработал (мигал) 160 раз. Тогда мощность агрегата составит 160*3/1600 = 0,3 кВт или 300 Вт.

Второй подход также использует 15- или 20-минутный временной интервал, но потребляемая мощность определяется уже на цифровой шкале. Например, при разнице показаний за 20 минут 0,2 кВтч мощность прибора 0,2×3 = 0,6 кВт или 600 Вт.

Прибор для для определения мощности «Ваттметр».

Современный бытовой электросчетчик или ваттметр удобен в использовании, потому что:

  • включается непосредственно в автоматический выключатель, для чего снабжен вилкой и розеткой, см рис. 2;
  • оснащен легко читаемым цифровым индикатором и снабжен внутренними схемами автонастройки, исключающими ошибки в показаниях;
  • отличаются хорошими массогабаритными показателями.

Устройство готово к работе сразу после включения.

Цифровой бытовой ваттметр

Единственным недостатком является его узкая специализация, поэтому данное устройство редко встречается в домашнем хозяйстве.

Измерение мощности с помощью электросчетчика

Чтобы узнать мощность электроприбора с помощью счетчика, нужно отключить от сети все остальные устройства и посмотреть на счетчик:

  1. Есть электронные измерительные приборы, которые сразу показывают, какова потребляемая мощность. Для этого нужно просто использовать нужные кнопки, найти активную мощность;
  2. В других амперметрах мигающий индикатор позволяет подсчитать количество импульсов. Например, если вы считаете их за 1 минуту, нужно полученное число умножить на 60 (получите количество импульсов в час). Прибор должен показывать значение имп/кВт*ч (3200 или другое число). Теперь количество импульсов в час делим на имп/кВт*ч, и получаем мощность электроприбора;
  3. Если установлен индукционный счетчик, мощность рассчитывается в несколько шагов.

Расчет мощности по счетчику.

Расчет потребляемой мощности с помощью индукционного счетчика:

  • необходимо найти на дисплее счетчика цифру, обозначающую количество оборотов диска на 1 кВтч;
  • воспользуйтесь секундомером, посчитайте, сколько оборотов сделает диск за 15 секунд (можно взять другой временной отрезок);
  • вычислить мощность по формуле P = (3600 х N х 1000) / (15 х n), где n — коэффициент, найденный на счетчике, N — подсчитанное количество оборотов диска, 15 — период времени в секундах, который может быть представлено другим числом.

Пример. Диск сделал 5 оборотов за 15 секунд. Коэффициент передачи электросчетчика равен 1200. Тогда мощность будет равна:

P = (3600 х 5 х 1000) / (15 х 1200) = 1000 Вт.

очевидно, что измерить мощность приборов, рассчитанных на малое потребление, с помощью индукционного счетчика практически невозможно. Ошибка измерения слишком велика. Если диск вращается очень медленно, невозможно правильно учесть часть оборота. На электронном счетчике результат будет чуть точнее.

В сети есть калькуляторы для расчета мощности, где нужно вводить значения токов и напряжений в соответствующие окна и получать рассчитанное значение мощности. Иногда в поле калькулятора достаточно указать наименование электроприбора. Другой вариант — использовать таблицы, показывающие среднюю потребляемую мощность различных электроприборов.

Как повысить расчетную мощность

Для частных, общественных, промышленных и других объектов доступные варианты ограничены утвержденными разрешениями. Самовольное подключение тяжелых нагрузок недопустимо.

Чертеж из проекта с электроснабжением частного дома

Измените условия по стандартной схеме. Сначала обратитесь в снабжающую организацию. После согласования создается проектная документация и выполняются необходимые рабочие операции.

Оцените статью
Блог об электричестве
Adblock
detector