Расчетная мощность: как правильно обращаться с электроэнергией? Установленная мощность.

Для энергоблоков электростанций, как и для всех других электроустановок и аппаратов, применяются различные условия работы. Суммарная максимальная мощность, при которой несколько установок (или одна) могут работать постоянно, – это установленная мощность. Показатель применяется и для потребления, и для выработки электроэнергии.

Понятие об установленной и расчетной мощности

Установленная мощность соответствует номинальным величинам и является фиксированным техническим показателем установки или системы. Для предприятий ее можно регулировать, например, снятием с эксплуатации части электроустановок. Данная величина применяется для характеристики:

• отдельного предприятия и здания;
• отраслевой группы;
• географической области и всей страны.

Под значением установленной мощности понимается активный мощностной показатель или полный.

Одним из основополагающих факторов во время проектирования электрической установки является расчет мощности, необходимой для долговременной и бесперебойной ее работы. Когда определяют, что такое расчетная мощность, имеют в виду именно эту величину.

Значения установленной и расчетной мощности связаны между собой при выполнении различных проектных работ. Величина расчетной мощности обычно определяется на основе установленной мощности (т.е. суммы номинальных мощностей потребителей электроэнергии, имеющихся в рассматриваемой части электроустановки) после принятия определенных коэффициентов для одновременного включения этих нагрузок.

Пиковая мощность – это самая высокая средняя загрузка, измеренная или рассчитанная за определенный промежуток времени (например, в течение дня, недели, месяца, года). Чаще всего период охватывает один год.

Важно! Пиковый мощностной показатель является основой для выбора энергетического оборудования с точки зрения нагрева рабочим током, определяет настройки применяемой защиты.

На этапе проектирования обычно предполагается, что расчетная мощность равна пиковой, и берется фиксированный коэффициент мощности.

Расчетная мощность определяется, исходя из следующих зависимостей:

• максимальный расчетный ток:

I = P /√3 х U cos φ.

• tg φ = Q/Р;
• расчетная общая мощность:

S = √(Р² + Q²).

Установленная мощность для электрических станций

Для электрических станций установленная мощность вычисляется суммированием номинальных мощностей отдельных генераторов и связанных с ними двигателей. Почти всегда эти значения идентичны. В случаях несовпадения расчет ведут по меньшей мощности.

В результате на дорогих станциях с большой экономией топлива стоимость электроэнергии чрезвычайно зависима от режима потребления. Поэтому для крупных станций выгодно использовать установленную мощность максимум часов в год, а для мелких ГТУ с большим расходом горючего включение целесообразнее производить в часы пика нагрузок, когда общее время работы в годовом исчислении невелико.

Расчетная мощность жилых зданий

Установленная мощность в жилом здании определяется на основе суммы потребительских номинальных мощностей всех электроприборов и установок, а расчетная – с учетом ожидаемого коэффициента одновременности их включения.

Каждый абонент имеет акт разграничения, в котором записана установленная мощность и расчетная. Для домов и квартир эти величины отличаются. В дома и некоторые квартиры обычно подводятся три фазы, что позволяет увеличить потребляемый (расчетный) показатель. Однофазный ввод значительно ограничивает потребление. Контролирует нагрузку защитное оборудование, отстроенное от максимально возможных токов.

1. В случае если в доме или квартире нет силовой установки, расчетная энергия определяется по формуле:

Р1 = Рмакс + М х Рчел, где:

• Рмакс – мощность самого большого приемника, установленного в квартире,
• М – число жителей,
• Рчел – расчетная мощность на одного человека (например, 1 кВт);

Важно! Данная формула не учитывает обогрев жилых помещений.

1. Расчетная мощность кабеля электропитания многоквартирного здания производится с учетом количества квартир:

Р = Р1 х n x k + Ра + Рл, где:

• n – число квартир,
• k – коэффициент одновременности (он находится в пределах от 0,6 до 0,8),
• Ра – установленная мощность административных электроприемников,
• Рл – лифтов.

Если данных нет, то Ра берется равным 0,5 кВт, Рл = 20 кВт.

1. При электрообогреве Ро = Р + К1 х ΣРкв, где:

• Р – расчетная мощность без электрического отопления,
• К1 – коэффициент одновременности тепловой нагрузки в n квартирах,
• Ркв – энергия отопления в одной квартире, кВт.

Важно! Точное определение расчетной мощности, необходимой для обогрева помещений требует подробных расчетов, которые выполняются совместно со строителями и проектировщиками зданий. В жилых домах с преобладающими нагревательными элементами cos φ = 1.

1. Расчетный мощностной показатель для группы зданий находится по эмпирической формуле:

Рз = 0,95 х k x ΣР, где Р – энергия для одного здания.

Расчетная мощность общественных зданий

1. В целом для общественных зданий применяется формула:

Р = Ргр х k x а, где:

• Ргр – установленная мощность группы приемников в кВт,
• k – коэффициент одновременности для этой группы,
• a – коэффициент использования номинальной мощности для данной группы приемников.

Оба коэффициента находятся в специальных таблицах.

1. С учетом фактора спроса на электроэнергию используется другое выражение:

Р = Kс х Ргр, где Kc – коэффициент спроса (определяется по таблице).

Величина Кс для нежилых объектов колеблется от 0,2-0,4 до 1.

В методе коэффициента спроса расчетная нагрузка не зависит только от количества установленных приемников. Это связано с различными коэффициентами спроса. Для больших объектов с множеством разнообразного оборудования следует принимать меньшие значения Кс.

В непромышленных зданиях: офисах, школах, больницах, театрах, гостиницах и т. д., где доминируют осветительные приемники и нагревательные устройства, предполагают, что cos φ = 1.

Расчетная мощность здания коммунального хозяйства (котельные, насосные станции) должна определяться на основе данных каталога изготовителей электрических устройств, планируемых к установке, в соответствии со следующими формулами:

1. реактивная мощность одного приемника:

Q1 = tg φ х Р1.

1. для группы:

Q = Кс х Qгр, где:

• для Qгр складываются все вычисленные значения отдельных приемников,
• Кс – коэффициент спроса.

1. активный мощностной показатель для группы:

Р = Kс х Ргр.

1. общая мощность:

S = √(Р² + Q²).

Важно! Исходя из приведенных значений мощностей, вычисляется tg φ для группы: tg φ = Q/P. Если его значение больше указанного в технических условиях для подключения, принимается решение о компенсации реактивной мощности.

Для трансформаторной подстанции, с которой будут питаться жилые и коммунальные здания, расчетная мощность определяется:

S =√(P² + Рз² + Рос²) + (Q² + Qз² + Qос²), где:

• P и Q – показатели для зданий коммунального хозяйства;
• Рз и Qз – для жилых зданий;
• Рос и Qос – для установок уличного освещения.

Расчетная мощность для промышленных объектов

Расчетная мощность промышленного предприятия зависит от:

• типа продукции;
• используемых технологий;
• ожидаемой максимальной нагрузки в течение года;
• типа выпускаемой продукции;
• типа оборудования и степени его адаптации к технологии.

Существует множество методов расчета, все они должны обладать общими свойствами:

• простотой вычисления;
• универсальностью в определении нагрузок для разных уровней потребления и распределения энергии;
• точностью результатов;
• легкостью определения показателей, на которых основан метод.

Основные показатели рассчитываются по тем же формулам, но с другими поправочными коэффициентами.

Для трехфазных электромоторов установленная мощность равна:

Р = Рн/(η х cos φ), где:

• Рн – номинальный мощностной показатель из техпаспорта;
• η – КПД электромотора;
• cos φ – мощностной коэффициент.

Увеличение выделенной, согласно техусловиям, мощности необходимо согласовывать с энергоснабжающей организацией. С этой целью проводятся перерасчеты для вводных кабелей и приборов защиты на основе новой установленной мощности. Но решение о выделении зависит от наличия свободных мощностей.

Видео

Свет / Подключение к электросетям

Что такое максимальная мощность и как она рассчитывается? Этот вопрос встает перед каждым, кто начинает задуматься о подключении своего объекта к электросетям. Публикуем ответ на этот вопрос от специалистов Межрегиональной распределительной сетевой компании (МРСК) Урала.

что такое « максимальная мощность»? Как она рассчитывается?

« Максимальная мощность» — наибольшая величина мощности, определенная к одномоментному использованию энергопринимающими устройствами (объектами электросетевого хозяйства) в соответствии с документами о технологическом присоединении и обусловленная составом энергопринимающего оборудования (объектов электросетевого хозяйства) и технологическим процессом потребителя, в пределах которой сетевая организация принимает на себя обязательства обеспечить передачу электрической энергии, исчисляемая в мегаваттах (МВт).

В случае с бытовыми потребителями (жилые дома физических лиц) максимальная мощность электроустановок каждого потребителя рассчитывается как алгебраическая сумма номинальных мощностей по паспортам всех электроприемников, (электроводонагреватели, освещение, бытовые электроприборы и т.д.) умноженная на коэффициент спроса электрической мощности. Другими словами, это мощность, которую Вы будете потреблять, если включите все, что хотите включить в сеть. Для физических лиц она не должна превышать 15 кВт.

Обычно она меньше, чем сумма мощностей всех электроприемников в квартире (доме), т.к. редко кто одновременно включает свет во всем доме, все телевизоры, теплые полы, плиту, духовку, чайник, микроволновку и в это время пылесосит. Вполне реальна ситуация, когда имея в доме электроприборов на 25-30 кВт, потребитель постоянно одномоментно потребляет не более 5-7 кВт. Согласно типовым суточным графикам нагрузки электроустановок бытовых потребителей, максимальная мощность не является величиной, характеризующей среднюю постоянную нагрузку бытового потребителя. Это величина кратковременного максимума нагрузки, имеющего место в часы утреннего и вечернего максимумов. Большую же часть времени потребителем одномоментно востребована мощность, которая в разы ниже максимальной.

В современных условиях наблюдается постоянный рост потребляемой электроэнергии. Полученные данные показывают, что мощность только кухонного оборудования увеличилась в два раза. Кроме этого, появилось большое количество кондиционеров, компьютеров и другой техники. Большинство электрических сетей уже не справляются с возрастающими нагрузками. Поэтому каждый хозяин квартиры или частного дома должен иметь представление о том, что такое расчетная и установленная мощность. Эта проблема в полной мере касается и промышленных предприятий с современным энергоемким оборудованием.

Что такое расчетная мощность

Не только в новых, но и в старых домах владельцы жилья подключают новые виды бытовой техники и оборудования. Увеличение нагрузки может вызвать сбои в работе электрической сети, поэтому вопрос мощности подведенного кабеля нужно выяснить заранее. Эту информацию можно найти в акте разграничения балансовой ответственности или в справке о разрешенных мощностях, где указывается конкретная расчетная и установленная мощность.

Определение расчетной мощности известно также как мощность одновременного включения. Данный параметр указывает на возможное подключение установленного количества потребителей, имеющихся в квартире. В случае включения излишнего оборудования, автоматические защитные устройства просто выйдут из строя. Сумма мощностей всех приборов будет соответствовать установленной мощности. Однако в случае одновременного включения, в сети возникнут значительные перегрузки, что приведет к срабатыванию защитных устройств. Именно средства защиты позволяют установить определенный предел нагрузки, разрешенный для конкретного жилья.

Во многом значение расчетной мощности зависит от ввода. Каждая лестничная площадка оборудуется , через который осуществляется ввод в квартиру кабеля с необходимым сечением. После этого внутри помещения размещаются все остальные элементы системы электроснабжения, в том числе и щит с устройствами распределения нагрузки по отдельным линиям.

В большинстве домов старой постройки подключено однофазное питание с напряжением 220 В. Именно такое подключение препятствует чрезмерной нагрузке на линию и не дает возможности подключения всех современных приборов. Эта проблема решается с помощью трехфазного ввода на 380 вольт. Он состоит из трех линий, перераспределяющих на себя общую нагрузку. В случае интенсивного энергопотребления происходит равномерное распределение нагрузки на каждую фазу.

Поэтому прежде чем планировать приобретение бытовой техники и оборудования, необходимо заранее выяснить, какой ток подведен в квартиру. Если подведены три фазы, то никаких проблем не будет, поскольку на один ввод приходится от 14 до 20 кВт, что позволяет свободно подключать все необходимые приборы. Однако в старых постройках с однофазным вводом и алюминиевым кабелем, максимальная мощность нагрузки составляет всего 4 кВт. В этом случае об использовании каких-либо устройств, кроме освещения не может быть и речи. Потребуется выделение дополнительной мощности, и по данному вопросу необходимо обращаться в соответствующие службы.

Что такое установленная мощность

Для того чтобы заранее спланировать установку в доме или квартире бытовой техники и оборудования, необходимо произвести оценку максимальной мощности, потребление которой будет осуществляться из электрической сети. Простое арифметическое сложение мощностей всех имеющихся потребителей не дает точных результатов, из-за своей неэффективности и неэкономичности.

Как правило, при такой оценке используются определенные факторы, учитывающие коэффициент использования и разновременность работы подключенных устройств. Кроме того, учитываются не только действующие, но и предполагаемые нагрузки. В результате, получается установленная мощность, измеряемая в кВт или кВА.

Значение установленной мощности будет равно сумме номинальных мощностей каждого прибора и устройства. Однако это значение не будет фактически потребляемой мощностью, которая практически всегда выше номинала. Данный параметр необходимо знать для того, чтобы правильно выбрать номинальную мощность того или иного устройства.

В промышленном производстве существует понятие полной установленной мощности. Этот показатель представляет собой арифметическую сумму полных мощностей каждого отдельно взятого потребителя. Он не совпадает с максимальной расчетной полной мощностью, поскольку при его расчетах используются различные коэффициенты и поправки.

Как повысить расчетную мощность

Если технические условия позволяют выделить дополнительную мощность, в этом случае на руки выдается соответствующее разрешение на выполнение электромонтажных работ. В итоге будет произведен ввод дополнительного кабеля необходимого сечения, определяемого специалистами. Это позволит выдерживать все предполагаемые нагрузки.

Однако на практике решение этой проблемы сопряжено с большими трудностями, прежде всего это связанными с согласованиями в различных структурах и инстанциях. Кроме того, дополнительные мощности отсутствуют и взять их просто негде. Существующие сети и так уже работают с полной нагрузкой. Иногда дополнительные мощности находятся в другом районе, что потребует прокладки к дому новой кабельной линии. Внутри дома также выполняется прокладка нового магистрального силового кабеля. Все изменения оформляются документально и фиксируются в техническом паспорте жилища.

Особые сложности возникают в домах старой постройки с однофазными линиями и отсутствующим заземлением. Здесь не поможет замена старой электропроводки на более новую, пропускная способность все равно останется старой и не позволит включать дополнительные приборы. В этом случае потребуется полная замена проводки на трехфазную линию с установкой всех необходимых защитных и распределительных устройств.

Потребление электроэнергии постоянно увеличивается. По последним данным только кухня в стандартной квартире стала расходовать вдвое больше. А ведь помимо этого в наших домах работают компьютеры, кондиционеры, микроволновые печи… Электросети, которые работают уже десятки лет, зачастую не могут справиться с современными запросами. В этой ситуации важно иметь представление о том, что такое расчетная мощность и какую нагрузку может выдержать сеть в вашей квартире.

Сколько электричества потребляет ваша квартира?

Жильцы новых старых домов сегодня подключают всю необходимую технику: компьютер, духовой шкаф, микроволновую печь, кондиционер, плиту и вытяжку. Чтобы избежать сбоя работы электросети, нужно заранее осведомиться, насколько мощный кабель проведён в квартиру. То есть, до какой степени его можно загрузить.

Эти данные содержатся в двух документах. Первый - « Акт разграничения балансовой ответственности» . Там указано, какими трассами владеет жилец и каковы условия этого владения. Получить эту бумагу можно в ТСЖ или в другой службе эксплуатации. Второй документ - « Справка о разрешённых мощностях» . Здесь уже указываются конкретные цифры расчётной и установленной мощности.

Расчетная мощность (или мощность единовременного включения) - это мощность, которая дает возможность подключить определённое количество техники в квартире. Если ещё что-то будет присоединено сверх того, выйдет из строя защитная автоматика. Если сложить вместе мощности всей электротехники в квартире, то получится установленная мощность. Но всё разом мы подключить не можем, так как сеть подвергнется перегрузке, и опять же сработает защитная автоматика. К ней относятся УЗО, дифференциальные автоматы. Благодаря защитной автоматике мы сами устанавливаем, насколько мы можем нагрузить сеть в квартире. В старых домах эти цифры, разумеется, будут меньше.

Существует такое понятие, как «ввод ». Объясним наглядно. На лестничной площадке находится электрощиток, вводной автомат, от которого кабель идёт в квартиру. Если вся система находится внутри самой квартиры, то заводится кабель нужного сечения. После этого устанавливается автомат, предохраняющий разводку, затем счётчик, затем дополнительный автомат и щит, распределяющий нагрузку по линиям.

В большинстве старых домов электропитание однофазное - классические 220 вольт. Как раз оно не дает слишком уж нагружать линию и подключить все современные устройства, которые бы хотелось иметь у себя дома. Для этого нужен трехфазный ввод, то есть 380 В . Он представляет собой три линии, которые перераспределяют на себя суммарную нагрузку. В итоге при интенсивном потреблении по трёхфазному питанию нагрузка распределяется поровну на каждую из фаз. Поэтому, если вы хотите электрифицировать своё жилище по максимуму, нужно предварительно разобраться, однофазный у вас ток или трёхфазный. Если это последний вариант, то проблем нет. Такой ввод имеется практически во всех новых домах. Это примерно 14-20 кВт на ввод, то есть допустимо достаточно большое количество бытовой техники. Однако, что касается старых построек, тут, как правило, есть лишь алюминиевый кабель мощностью нагрузки всего 4 кВт.

Давайте посмотрим, что такое 4 кВт в быту. По стандарту в жилой квартире на квадратный метр полезной площади необходимо освещение от 15 до 25 Вт . Допустим площадь квартиры 100 м2, возьмем среднее значение 20 Вт : 100Х20=2000 Вт . Это уже 2 кВт. А это всего лишь свет. Допустим, если вы пожелали иметь в ванной и на кухне полы с подогревом, то это плюс ещё 100 Вт на 1 м2 . Так что ещё 20 м таких полов - вот ещё 2кВт . В результате мы имеем 4 кВт , и, получается, больше ничего подключить уже нельзя. Но ведь это просто невозможно. Сейчас у каждого есть компьютер, который потребляет около 500 Вт , стиральная машина, которая в процессе работы забирает около 2 кВт! Сушильная машина возьмет свои 2,5 кВт , посудомоечная 2 кВт , духовой шкаф - 4-6 кВт , варочная панель - 6 кВт . А как без чайника? Чайник «съест» свои 2,2 кВт , так что в целом можно набрать и 15 кВт и больше. Так что, прежде всего, собираясь устанавливать очередной электроприбор, выясните, какой у вас вводной кабель. Если он однофазный, то рассчитывать на нормальную работу нечего. Придется обращаться в жилищно-коммунальные службы с просьбой выделить дополнительную мощность.

Что делать, если хочется больше?

Если это возможно, то вы получите на руки разрешение, и оплачиваете соответствующие работы. Это означает, что в вашу квартиру будет подведён дополнительный кабель с требующимся сечением. Профессионалы сами определят диаметр сечения, то есть будет понятно, какую нагрузку будет выдерживать кабель. Все эти действия нужно будет согласовывать с городскими структурами. А это, разумеется, не так-то просто. Мало того, что придётся хорошенько побегать по разным инстанциям и затратить некоторую сумму денег на получение разрешения, но ведь может получиться так, что найти дополнительную мощность городу будет просто негде. Большинство электросетей существуют уже давно, они и так работают на полную мощность, а дополнительную нагрузку никто раньше не рассчитывал. Правда, мощность может найтись у района. В этом случае протягивается кабель к вашему дому, а внутри - новый магистральный силовой кабель. Через него в квартиру и поступает дополнительная мощность. Как бы серьёзно это не звучало, работа достаточно простая. Возможно, даже не нужно будет ничего штрабить. Ведь всегда можно использовать уже имеющиеся закладные каналы. Кстати, не стоит обращаться к работникам коммунальных служб в обход официальных инстанций, рассчитывая сэкономить время и деньги. В случае возникновения аварийной ситуации ответственность придется нести вам. К тому же, все изменения всё равно придётся фиксировать в документации при продаже квартиры. Можно обратиться с вопросами проведения работ и согласования в соответствующие организации, но за это придётся заплатить.

Кстати, есть ещё один немаловажный пункт. В комнатах с повышенной влажностью (в ванной или на кухне) нужно устанавливать так называемый пятый провод . Это система уравнивания потенциалов, которая устраняет ненужный потенциал на всех токоведущих металлических элементах: ванне, раковине, корпусе стиральной машины. Эти провода нужно завести и на металлические стояки подачи горячей и холодной воды. Это обязательное условие безопасности. Пятый провод повторяет земляной провод, у него сечение большего диаметра.

В старых домах всё сложнее. Если есть однофазный провод, то заземления нет в принципе. Что касается трёхфазных проводов, то по первому проводу ток поступает к источникам потребления, по второму - ток поступает обратно, третий и есть земляной, который нуждается в заземлении. Если заземления в доме не будет, то третий провод не пригодится. Без заземления есть прямая угроза жизни и здоровью человека. Если в корпусе есть повреждение, а человек дотронется до него, то ток пройдет через человека.

Существует распространённое заблуждение, что стоит просто заменить проводку в квартире на более новую - и можно смело подключать любые приборы. На самом деле пропускная способность 4кВт останется прежней. Так что есть риск, что если вы разом подключите все свои удобства, автоматика сразу же отключит напряжение. Больше допустимых 4 кВт вы всё равно не получите.

Кстати, если во всем доме отдельная защита не стоит на каждом кабеле, отходящем от отдельных квартир, то соседи начинают зависеть друг от друга. В подъезде проложен магистральный кабель. От него идет отвод, и монтируется защитный автомат, который контролирует количество электроэнергии на каждого потребителя. Для каждой квартиры устанавливается электросчётчик и вводной защитный автомат. Если он не работает, а произошла перегрузка сети, то выйдет из строя весь магистральный кабель, поэтому очень важно, чтобы индивидуальные автоматы защиты были в порядке. Хотя большинство из них работают очень давно, так что риск с каждым годом усиливается.

Владельцам квартир в старых домах на заметку

Существует лимит по мощности техники в домах со старой проводкой. Скажем, в домах, где установлены электроплиты, они могут быть исключительно о трёх конфорках, ведь провода не выдержат большой нагрузки. В домах, к которым подведен газ, можно использовать только газовые плиты и варочные панели.

Подключение приборов в обычной квартире должно проходить согласно инструкции по применению, специалистами сервисных служб. Для каждого прибора монтируется кран подачи воды или же отдельная розетка установленной мощности, делается индивидуальная электролиния и предохранительный автомат. Диаметр проводов и данные предохранительных автоматов отвечают потребляемой мощности техники (её можно найти в техпаспорте). Если мы подключаем прибор большей мощности, чем обычно (плита, например), то нужно проверить, выдержит ли её электросчётчик. Если нет, то придется иметь дело с коммунальщиками на предмет установления нового электросчётчика. После этого делается индивидуальная электролиния, не имеющая отношения к старой сети.