Как найти мощность электроприемника

1. Методика расчета бытовой мощности

Расчет мощности бытовой электросети по методу коэффициента спроса производится в следующем порядке:

Справочно: Так как в соответствии с действующими правилами силовые и осветительные сети принято разделять, расчет необходимо производить раздельно для силовой сети (розеточных групп) и сети освещения.

1) Определяется установленная (суммарная) электрическая мощность (P_уст) отдельно для силовой сети (розеточной группы) — P_уст-с и сети освещения P_уст-о:

P_уст-с=P₁+P₂+…+P_n

где: P₁,P₂,P_n — мощности отдельно взятых электроприемников (электрических приборов) в доме. При отсутствии фактических значений мощностей их можно принять нашей таблице мощностей бытовых электроприборов.

P_уст-о=P₁*n₁+P₂*n₂+…+P_n*n_n

где: P₁,P₂,P_n — мощность одной отдельно взятой лампы каждого типа в доме;

n₁, n₂, n_n, — количество ламп каждого типа.

Примечание: при отсутствии данных о мощности и количестве ламп для расчета установленной мощности сети освещения можно воспользоваться нашим онлайн-калькулятором расчета освещения помещения по площади помещения.

2) Исходя из установленной определяем расчетную мощность:

При определении мощности бытовой электросети необходимо учитывать, что все имеющиеся в доме электроприборы, как правило, одновременно в сеть не включаются поэтому для определения расчетной мощности применяется специальный поправочный коэффициент называемый коэффициентом спроса, значение которого принимается исходя из установленной мощности (суммарной мощности бытовых электроприборов):

Примечание: При значении установленной мощности силовой сети до 5 кВт включительно коэффициент спроса рекомендуется принимать равным 1.

Расчетную мощность так же определяем раздельно:

• Для силовой сети:

P_рс=P_уст-с*К_сс

где: P_уст-с — установленная мощность силовой сети;

К_сс — коэффициент спроса для силовой сети.

• Для сети освещения:

P_ро=P_уст-о*К_со

где: P_уст-о — установленная мощность сети освещения;

К_со — коэффициент спроса для сети освещения.

• Общую расчетную мощность бытовой сети можно получить получить сложив расчетные мощности силовой сети и сети освещения:

P_общ.=P_рс+P_ро

Полученные значения расчетных мощностей можно применять для определения расчетного тока сети и выбора аппаратов защиты (автоматических выключателей, УЗО и т.д.), а так же расчета сечения электропроводки. Подробнее об этом читайте в статье: Расчет электрической сети и выбор аппаратов защиты.

Так же для данных расчетов можно воспользоваться следующими нашими онлайн калькуляторами:

• Онлайн расчет тока сети
• Онлайн расчет автомата по мощности
• Онлайн расчет дифавтомата по мощности
• Онлайн расчет УЗО по мощности
• Онлайн расчет сечения кабеля по мощности

ВАЖНО! В случае применения для расчета аппаратов защиты (автомата, дифавтомата, УЗО) вышеуказанных онлайн калькуляторов с использованием значения расчетной мощности определенного по методике приведенной в данной статье в калькуляторах при выборе типа указанной мощности следует поставить галочку в пункте: «Мной указана максамальная разрешенная к использованию мощность (проектная/расчетная мощность, либо мощность указанная в договоре электроснабжения)», т.к. в противном случае калькулятор использует при расчете коэффициент спроса который вами уже учтен, что приведет к некорректному расчету.

1. Пример расчета мощности бытовой сети

Для примера расчета бытовой мощности возьмем частный дом в котором имеются следующие электроприемники:

В силовой сети:

• стиральная машина — 2000 Вт
• микроволновая печь — 1800 Вт
• мультиварка — 1200 Вт
• кухонная вытяжка — 120 Вт
• пылесос — 550 Вт
• телевизор — 130 Вт
• персональный компьютер — 350 Вт
• принтер — 60 Вт

В сети освещения: 

• Лампочки накаливания — 6 шт по 75 Вт
• Энергосберегающие лампочки — 8 шт по 22 Вт

Производим расчет мощности силовой сети:

• Установленная мощность (сумма мощностей всех электроприборов): 

P_уст-с=2000+1800+1200+120+550+130+350+60=6210 Вт

теперь переведем данную мощность в киловатты для чего необходимо разделить полученное значение на 1000: 

P_уст-с=6210/1000=6,21 кВт

• Определяем расчетную мощность силовой сети, для чего умножаем полученную установленную мощность на коэффициент спроса значение которого определяем по таблице выше (К_сс принимаем равным 0,8):

P_рс=P_уст-с*К_сс=6,21*0,8=4,968 кВт 

По аналогии определяем мощность сети освещения:

• Установленная мощность сети освещения: 

P_уст-о=6*75+8*22=450+176=626 Вт (или 0,626 кВт)

• Определяем расчетную мощность силовой сети (учитывая малую мощность сети освещения и тот факт, что в такой небольшой сети все лампочки могут одновременно работать длительный период времени коэффициент спроса для сети освещения (К_со)принимаем равным 1):

P_ро=P_уст-с*К_со=0,626*1=0,626кВт 

• Общая мощность бытовой сети составит:

P_общ.=P_рс+P_ро=4,968+0,626=5,594 кВт

Применим рассчитанные значения для определения номинального тока автоматического выключателя и сечения кабеля с помощью соответствующих онлайн калькуляторов (на примере силовой сети):

Автоматический выключатель для силовой сети определяем с помощью Онлайн-калькулятора расчета автомата по мощности:

Сечение кабеля для силовой сети определяем с помощью Онлайн-калькулятора расчета сечения кабеля по мощности:

---

---

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте ответа на интересующий Вас вопрос? Задайте его на форуме! Наши специалисты обязательно Вам ответят.

↑ Наверх

С помощью калькулятора мощности вы можете самостоятельно выполнить расчет мощности по току и напряжению для однофазных (220 В) и трехфазных сетей (380 В). Программа также рассчитывает мощность через сопротивление и напряжение, или через ток и сопротивление согласно закону Ома. Значение cos φ принимается согласно указаниям технического паспорта прибора, усредненным значениям таблиц ниже или рассчитываются самостоятельно по формулам. Без необходимости рекомендуем не изменять коэффициент и оставлять равным 0.95. Чтобы получить результат расчета, нажмите кнопку «Рассчитать».

Смежные нормативные документы:

• СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа»
• СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»
• СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства»
• ГОСТ 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности»
• ГОСТ 10434-82 «Соединения контактные электрические. Классификация»
• ГОСТ Р 50571.1-93 «Электроустановки зданий»

Формулы расчета мощности

Мощность — это физическая величина, равная отношению количества работы ко времени совершения этой работы.
Мощность электрического тока (P) — это величина, характеризующая скорость преобразования электрической энергии в другие виды энергии. Международная единица измерения — Ватт (Вт/W).

— Мощность по току и напряжению (постоянный ток): P = I × U
— Мощность по току и напряжению (переменный ток однофазный): P = I × U × cos φ
— Мощность по току и напряжению (переменный ток трехфазный): P = I × U × cos φ × √3
— Мощность по току и сопротивлению: P = I² × R
— Мощность по напряжению и сопротивлению: P = U² / R

• I – сила тока, А;
• U – напряжение, В;
• R – сопротивление, Ом;
• cos φ – коэффициент мощности.

Расчет косинуса фи (cos φ)

φ – угол сдвига между фазой тока и напряжения, причем если последний опережает ток сдвиг считается положительным, если отстает, то отрицательным.

cos φ – безразмерная величина, которая равна отношению активной мощности к полной и показывает насколько эффективно используется энергия.

Формула расчета косинуса фи: cos φ = S / P

• S – полная мощность, ВА (Вольт-ампер);
• P – активная мощность, Вт.

Активная мощность (P) — реальная, полезная, настоящая мощность, эта нагрузка поглощает всю энергию и превращает ее в полезную работу, например, свет от лампочки. Сдвиг по фазе отсутствует.

Формула расчета активной мощности: P (Вт) = I × U × cos φ

Реактивная мощность (Q) — безваттная (бесполезная) мощность, которая характеризуется тем, что не участвует в работе, а передается обратно к источнику. Наличие реактивной составляющей считается вредной характеристикой цепи, поскольку главная цель существующего электроснабжения — это сокращение издержек, а не перекачивание ее туда и обратно. Такой эффект создают катушки и конденсаторы.

Формула расчета реактивной мощности: P (ВАР) = I × U × sin φ

Полная мощность электроприбора (S) — это суммарная величина, которая включает в себе как активную, так и реактивную составляющие мощности. 

Формула расчета полной мощности: S (ВА) = I × U или S = √( P² + Q²)

Косинус фи для различных потребителей – таблица

Наименование электроприбора	cos φ
Бойлер	1
Болгарка	0.8
Вакуумный насос	0.85
Индукционные печи	0.85
Компрессор	0.7
Компьютер	0.95
Кофеварка	1
Лампы газоразрядные	0.4-0.6
Лампы люминисцентные	0.95
Лампы накаливания	1
Обогреватель	1
Перфоратор	0.85
Пылесос	0.9
СВЧ-печь	1
Стиральная машина	0.9
Телевизор	1
Утюг	1
Фен	1
Холодильник	0.95
Электродрель	0.85
Электромоторы	0.7-0.8
Электроплита	1
Электросварка дуговая	0.3-0.6
Электрочайник	1

Добрый день уважаемые читатели. Хочу обсудить и разобрать тему, на мой взгляд одну из самых Важных при проектировании внутреннего электроснабжения того, или иного объекта строительства.

Разберем основные вопросы темы:

1. Что такое расчет электрических нагрузок и для чего он необходим?

2. Наименование и расшифровка, формулы расчета всех показателей таблицы расчета нагрузок.

3. Работа с полученными значениями.

4. Последствия неправильного расчета электрических нагрузок.

1. Что такое расчет электрических нагрузок и для чего он необходим

Итак, давайте начнем с того как выглядит расчет электрических нагрузок

Выше мы с Вами видим таблицу расчета электрических нагрузок распределительного щита мебельного магазина. Данная таблица, как не сложно догадаться, разработана в программе Excel и полностью автоматизирована для просчета того, или иного значения при меняющихся исходных данных. Основные формулы, по которым ведется расчет любого значения, должны быть отображены в пояснительной записке раздела “Расчеты”, таблица же служит удобным документом, в который сводятся все значения.

Получив все расчетные данные, мы можем верно подобрать номиналы коммутационных аппаратов, а соответственно и сечение кабелей, выстроить селективность системы электроснабжения, равномерно распределить мощностную нагрузку по каждой фазе, понимать – соответствуют ли расчетные показатели выделенной на объект мощности.

Все расчетные показатели в таблице должны быть отображены на однолинейной схеме распределительного электрощита.

2. Наименование и расшифровка всех показателей таблицы расчета нагрузок.

Давайте теперь постараемся разобраться в данной таблице и в каждом ее значении. На первом этапе проектирования создается и подготавливается основа проекта (таблички, архитектурные планы), далее наносятся места расположение розеток, силового оборудования, светильников, выключателей, и т.д – это мы разберем в следующих статьях. После уже происходит расчет. Начинаем мы с того что группируем наши потребители (объединяем один, несколько и более потребителей в группу которая будет подключаться от определенного автоматического выключателя, УЗО или диф. автомата в щите. Теперь когда мы полностью сгруппировали все потребители переходим к подсчету мощностей по каждой группе и разбираем все последующие значения верхней строки таблицы.

Руст – Установленная мощность, (кВт) – это суммарная мощность всех объединенных в одной группе потребителей.

Например: Гр.1 – розетки коридора. В коридоре предусмотрено 5 бытовых розеток каждую бытовую розетку согласно СП31.110-2003 принято брать с расчетом 0,1кВт или 100Вт (при количестве розеток свыше 100 мощность розетки берется 0,06кВт), таким образом установленная мощность пяти розеток составит 0,5кВт или 500Вт.

Кс – Коэффициент спроса – это отношение совмещенного получасового максимума нагрузки электроприемников к их суммарной установленной мощности.

Другими словами – это отношение установленной мощности к расчетной Руст/Рр

Например: для розеточных групп данный коэффициент подбирается по таблице 7.6 СП31.110-2003. Соответственно Кс = 1

Данный коэффициент следует подбирать в зависимости от вида оборудования (для каждого вида и типа он имеет разное значение) и подбирается в соответствии с разделом 7 “Расчетные электрические нагрузки” СП31.110-2003

сosφ – это расчетный коэффициент мощности потребителя, характеризующий наличие в нагрузке реактивной составляющей

Для каждого вида и типа оборудования коэффициент мощности принимается разным. Например для кондиционеров и насосов сosφ= 0,75

tg φ – расчетный коэффициент характеризующий расход реактивной энергии на расход активной энергии

tg φ = (√(1-cos²φ))/cosφ, а также tg φ= Qр/Рр

Рр – расчетная (активная) мощность, кВт – характеризует наличие в нагрузке только активной составляющей и рассчитывается как

Рр = Руст*К с.

Qр – расчетная (реактивная) мощность, квар – мощностная составляющая, которая не была передана в нагрузку, а привела к потерям на нагрев и излучение

Qр = Рр*tg φ.

Sпол. = полная мощность, кВА – это физическая величина, равная произведению действующих элементов периодического электрического тока I в цепи и напряжения U на ее зажимах.

Рассчитывается как Sпол = √(Рр² + Qр²)

И последнее самое важное значение для полного расчета группы – это расчетный ток, Iр. Здесь необходимо также понимать, что существуют потребители номиналом 220В и потребители номиналом 380В т.е однофазные и трехфазные, соответственно и формула расчета тока будет для каждого номинала напряжения своя

Формула расчета однофазного тока: Iр = Рр*1000/(220*cosφ)

Формула расчета трёхфазного тока: Iр = Рр*1000/(1,731*380*cosφ)

Когда произведен расчет по каждой группе потребителей, мы с Вами переходим на самую последнюю итоговую строку, чтобы узнать расчетные показатели в нашей системе электроснабжения.

Руст.общ – Установленная мощность общая, (кВт) – это сумма мощностей всех групп электроснабжения. Например:

Руст.суммарная = Руст.гр1+Руст.гр2+Руст.гр3+Руст.гр4+Руст.гр5

Кс.общ – Коэффициент спроса общий- среднее значение суммы всех Кс групп электроснабжения.

Например: Кс.общ = (Кс.гр1+Кс.гр2+Кс.гр3+Кс.гр4+Кс.гр5)/5

сosφ.общ – Коэффициент мощности общий – среднее значение суммы всех cosφ групп электроснабжения

Например: сosφ.общ = сosφ.общ= ΣPрасч/ ΣS

tg φ.общ – Расчетный коэффициент общий- среднее значение суммы всех tg φ групп электроснабжения

Например: tg φ = (tg φ.гр1+tg φ.гр2+tg φ.гр3+tg φ.гр4+tg φ.гр5)/5

Рр.общ – расчетная (активная) мощность общая, кВт – рассчитывается как:

Рр.общ = Руст.общ*Cosφ.общ

Qр.общ – расчетная (реактивная) мощность общая, квар – рассчитывается как: Qр.общ = Рр.общ*tg φ.общ

Sпол.общ = полная мощность общая, кВА – рассчитывается как:

Sпол.общ = √(Рр.общ² + Qр.общ²)

Для определения полного расчетного тока нам необходимо значение номинального напряжения в сети и как в предыдущем случае рассчитывается как:

Формула расчета однофазного тока:

Iр.пол = Рр.пол*1000/(220*cosφ.пол)

Формула расчета трёхфазного тока:

Iр.пол = Рр.пол*1000/(1,731*380*cosφ.пол)

3. Работа с полученными значениями.

Осуществив полный расчет всех нагрузок и тока сети мы делаем следующие действия:

– Распределяем отходящие группы по фазам, таким образом, чтобы неравномерность по расчетной нагрузке или расчетному току не превышала между самой перегруженной и самой менее загруженной фазой 15% в соответствии с требованиями СП31.110-2003. В случае если изначальное распределение не дало необходимых показателей, мы перераспределяем нагрузку по фазам до необходимых нам параметров.

– В соответствии с полученными значениями тока, по каждой группе осуществляем выбор номинала коммутационного оборудования. Главное правило – расчетный ток группы не должен превышать номинальный ток коммутационного аппарата. Чаще данное значение необходимо даже брать с запасом. Например при расчетном токе 15,6А лучше выбрать автоматический выключатель на номинал 20А, при расчетном токе 10-14А можно выбирать номинал 16А.

– Когда мы закончили подбор номинальных значений коммутационных аппаратов мы приступаем к выбору сечения кабеля для нашей группы. Например для 1-фазного автоматического выключателя на 10А достаточно медного кабеля сечением 3х1,5мм2

Главное в подборе сечения придеживаться правила, что пропускная токовая способность кабеля должна быть выше, чем пропускная токовая способность автоматического выключателя умноженная на значение 1,25

т.е Iк>Iавт.выкл*1,25

Например: мы выбрали однофазный автоматический выключатель на 16А, для него подойдет медный кабель сечением 3х2,5 пропускная способность которого 27А.

Теперь проверим это выражение: 27>16*1,25 = 27>20 – Равенство верное. Расчет кабеля выполнен верно.

– Завершаем наши расчеты подбором вводного выключателя. Значение его номинала должно быть в соответствии с значением мощности выделенной на данный объект. Например: для 15кВт выделенной мощности на квартиру/дом и напряжении 380В – равен трехфазный автоматический выключатель номиналом 25А. Из этого следует, что отходящие однофазные выключатели на группы не должны превышать значения 20А, также как и трехфазные автоматические выключатели. При таких условиях полностью выполняется селективность управления нагрузкой.

Все расчетные показатели, такие как: Руст, Рр, сosφ, Кс, Sр, Iр. – необходимо в обязательном порядке отобразить в однолинейной схеме распределительного щита. Также распределение нагрузок по фазам в процентном отношении тоже необходимо отобразить в однолинейной схеме.

4. Последствия неправильного расчета электрических нагрузок.

Теперь давайте обсудим заключительный вопрос нашей темы – какие следуют последствия при неверных расчетах?

-При неравномерной нагрузке по фазам некоторое оборудование может работать с отклонением от заданных номинальных параметрах, что приводит к их значительному снижению ресурса и ранней поломке. Например этому более подвержены трехфазные электродвигатели.

-При неправленом подборе номинала автоматического выключателя, потребитель может работать с постоянными перерывами, или вовсе не осуществлять запуск. Также мы не разобрали вопрос подбора характеристик автоматического выключателя, об этом мы поговорим в следующих статьях, это отдельная тема требующая внимания.

-При неправильном подборе сечения кабеля (например токовая пропускная способность сечения меньше чем токовая пропускная способность коммутационного аппарата) есть риски его выхода из строя, а также поломке коммутационно аппарата, т.к такой кабель будет подвержен постоянному нагреву, которое проявляется больше всего в месте соединения с коммутационным аппаратом. При этом не исключается возможность дальнейшего возгорания с переходом в пожар.

– При неправильной селективности коммутационных аппаратов возможна некорректная работа электроснабжения. Например при перегрузке или коротком замыкании будет выключаться не групповой автоматический выключатель, а вводной, тем самым обесточивая все отходящие группы.

Уважаемые читатели возможно какие-то моменты по ходу разбора я упустил, какие-то требуют отдельного внимания и разбора, прошу не судить строго. К вопросам проектирования и монтажа систем электроснабжения необходимо относиться с огромной ответственностью.

В следующей статье мы постараемся разобрать не менее важные вопросы расчетов, монтажа и проектирования электроснабжения.

Номинальной мощностью одиночного
электроприемника  называется мощность,
обозначенная на заводской табличке, в паспорте, на колбе или цоколе источника
света.

   Под номинальной активной мощностью электродвигателя
P_НОМ понимается
механическая мощность на его валу при номинальном напряжении и номинальных условиях охлаждения.
Применительно к многодвигательным приводам, исключая крановые установки, под
термином «приемник электроэнергии» следует понимать весь агрегат в целом, а под
его номинальной мощностью – сумму номинальных мощностей всех его
электродвигателей.

 
Для всех остальных приемников под номинальной понимается активная
мощность, потребляемая из сети при номинальном напряжении.   При расчетах нагрузок за установленную
номинальную мощность отдельного приемника повторно-кратковременного режима
работы принимается его мощность, приведенная к длительному режиму работы
(ПВ=100%).

Под номинальной реактивной мощностью Q_НОМ отдельного электроприемника понимается
реактивная мощность, потребляемая из сети или отдаваемая в сеть при номинальной
активной мощности P_НОМ и
при номинальном напряжении U_НОМ.
Реактивная мощность приемников повторно-кратковременного режима также
приводится к ПВ=100%.

Исходными данными для расчета
электрических параметров режима одиночного электроприемника являются:

– номинальное напряжение U_НОМ;

– номинальная мощность P_НОМ (для конденсаторных установок – номинальная
реактивная мощность Q_НОМ);

– номинальный коэффициент мощности cosφ;

– номинальный КПД η_НОМ;

– продолжительность включения ПВ.

Расчетная полная мощность S_Р электроприемника
определяется по формуле:

– для электродвигателей:

;

– для электродвигателей с
повторно-кратковременным режимом работы:

;

– для силовых трансформаторов:

;

– для сварочных аппаратов:

;

– для конденсаторных установок:

.

Расчетная активная мощность P_Р определяется по
формуле:

– для электродвигателей:

;

– для электродвигателей с
повторно-кратковременным режимом работы:

;

– для любого электроприемника:

.

Расчетная
реактивная мощность Q_Р
определяется по формуле:

,

где tgφ – коэффициент реактивной
мощности, соответствующий cosφ.

Расчетный ток I_Р определяется по формуле:

– для трехфазных электроприемников:

;

– для одно- и двухфазных электроприемников:

.