Как найти нагрузку в доме

В свое время я искал примеры расчета нагрузок жилого дома с различными встроенными помещениями, но те добрые люди, которые не очень разбирались в расчетах с удовольствием делились соображениями, что, к сожалению, не помогало разобраться в проблеме, а те, кто разбирался – скромно помалкивали, т.к. кодекс проектировщиков гласит: «Кругом одни конкуренты».

В общем, примеров расчетов в Интернете нет. Пришлось разбираться самому. Итак, сегодня рассмотрим как составить сводную таблицу расчета нагрузок для жилого дома (с типовыми квартирами и с пятью типами квартир повышенной комфортности) со встроенными помещениями двух детских садов, кафе, общежития, офисов и автостоянки. Зачем столько «наворотов».

Я специально выбрал столько типов встроенных помещений, чтобы максимально охватить все частные случаи расчета нагрузок методики, изложенной в разделе 6 СП-31-110-2003. Итак, приступим. В качестве исходных данных служат сведения, собранные на этапе проектирования стадии «П» в  таблице (Задание 1):

Таблица — Задание 1

	Электроприемники жилого дома
1	Квартиры с электрическими плитами до 8,5 кВт (типовая)	121 квартира
2	Однокомнатные квартиры  повышенной комфорности (Business) (2-х и 3-х комн. кв. массового жилья),  заявленной мощностью 12 кВт	61 квартира
3	Двухкомнатные  квартиры  повышенной комфорности (Business), заявленной мощностью 14 кВт	73 квартиры
4	3-х, 4-х и 5-и комнатные  квартиры  повышенной комфорности  (Business),  заявленной мощностью 16 кВт	77 квартир
5	Двухкомнатные  квартиры  повышенной комфорности (Business) с сауной, заявленной мощностью 17 кВт	6 квартир
6	3-х и 4-х комнатные  квартиры  повышенной комфорности  (Business) с сауной,  заявленной мощностью 18,8 кВт	50 квартир
7	Освещение общедомовых помещений (лестничных клеток, подполий, технических этажей, чердаков	8.75кВт
8	Слаботочные устройства (щитки противопожарных устройств, автоматики, учета тепла)	11.35 кВт
9	Силовые электроприемники: Системы обеспечения водопотребления и канализации (25 электроприемников)	25 кВт
10	Силовые электроприемники:  Вентиляция	185,8 кВт
11	Освещение входов в здания, мусоросборные камеры, а также номерные знаки и указатели пожарных гидрантов	4,5 кВт
12	Лифты (10 шт. по 7,5 кВт)
13	Силовые электроприемники (ИТП и ВУ)	26 кВт
14	Устройства ТВ, связи, оповещения и контроля доступа (1-я категория)
15	Аварийное освещение, в т.ч. путей эвакуации	3 кВт
16	Автоматическая установка пожаротушения (АУПТ)	4 кВт
17	Электроприемники дымоудаления, подпора воздуха-вентиляторы (первый противопожарный отсек)	30 кВт
18	Электроприемники дымоудаления, подпора воздуха-вентиляторы (второй противопожарный отсек)	22,6 кВт
19	Электроприемники дымоудаления, подпора воздуха-вентиляторы (третий противопожарный отсек)	47,25 кВт
	Помещения, встроенные в жилой дом
20	Офисы с  кондиционированием воздуха	2271,78 кв. м
21	Дошкольное образовательное учреждение 1 (известна технология):ОсвещениеТехнологическое (силовое) оборудованиеХолодильное оборудование (10 потребителей)	12 кВт 40 кВт 20 кВт
22	Дошкольное образовательное учреждение 2 на 50 мест (технология неизвестна) без пищеблока
23	Общежитие:Розетки (150 шт.)Плита 4-х комфорочная (10 шт. по 8 кВт)Плита 2-х комфорочная (15 шт. по 4 кВт)
24	Встроенная автостоянка	12,096 кВт
25	Кафе:Технологическое оборудование (30 шт.)Посудомоечная машина (2×3,5 кВт)Холодильное оборудование (30 шт.) Рукосушители 5 шт. по 2 кВт	120 кВт 7 кВт 59,45 кВт 10 кВт

На стадии «П» иногда бывают уже известны арендаторы некоторых помещений, которые заблаговременно выполняют раздел технологии (ТХ) и детально представляют все сведения по нагрузкам. В нашем случае это:

• общежитие;
• дошкольное образовательное учреждение 1 (ДОУ) – он же дет. сад;
• кафе.

По офисам и автостоянке известны только площади. По ДОУ2 известно, что сад на 50 мест.

Принципиально важно, при расчете нагрузок жилого дома всегда делить нагрузки на три категории:

• жилая часть дома (квартиры);
• силовые электроприемники дома;
• нежилые помещения (в т.ч. общежития), встроенные в дом, либо запитаные от ГРЩ дома.

Примечание: Все ссылки на пункты, таблицы и формулы – это пункты, таблицы и формулы раздела 6 СП-31-110-2003.

1 этап. Расчет потребителей жилой части дома. 

К статье прикладываю файл «Расчет нагрузки жилого дома (аварийный режим).xls» и далее по тексту я буду называть его «ТРН».

1.1 Нам даны типовые квартиры с электроплитами. Данный тип квартир указан в п.1 табл. 6.10. Т.е. нагрузку для этого типа квартир считаем по удельным мощностям. Зная количество и тип квартиры, находим удельную мощность Руд=1,47. (строка 10 «ТРН»).

Довольно часто в расчетах вы будете получать значения интерполяцией известных величин. На просторах Интернета нашел файл «СП31-110-2003 (Интерполяция).xlsx», в котором представлены таблицы раздела 6 СП-31-110-2003 с возможностью интерполяции (низкий поклон человеку, разработавшему этот документ).

Скачать дополнительные файлы.

1.2 Нам даны пять квартир повышенной комфортности с разными заявленными мощностями (12, 14, 16, 17 и 18,8 кВт). Для каждого типа квартир по табл. 6.2 находим свой Кс (D16-D20 «ТРН»). Далее находим рассчетную мощность каждой квартиры Ркв=Р(уст)*Кс. Затем находим расчетную суммарную мощность для каждого из пяти типа квартир Рр.кв=Ркв*n. Затем есть одна тонкость. Рассмотрим два варианта дальнейших расчетов:

1.2.1 В первом варианте мы находим по таблице 6.3 коэффициент одновременности Ко (столбец Н рисунка 1) для каждого типа квартир (0,18 для 61 кв, 0,17 для 73 и т.д.):

Затем по формуле (2) находим расчетную мощность для N квартир (отдельно для каждого типа) – столбец К рис.1. И в итоге получаем суммарную расчетную активную мощность для всех (всех пяти типов) квартир повышенной комфортности (ячейка К23 рис. 1) равная 565,76 кВт.

1.2.2 Во втором варианте коэффициент Ко мы находим для суммы всех квартир (61+73+77+6+50=267)

В этом варианте Ко=0,137. Перемножаем с общей расчетной мощностью всех типов квартир (ячейка G23 рис. 2) и получаем суммарную расчетную активную мощность для всех (всех пяти типов) квартир повышенной комфортности (ячейка К23 рис. 1) равная 415,46 кВт.

Разница в расчетах по варианту 1 и 2 равна 26%. Простая логика подсказывает, что вариант 2 правильный (готов обсудить с несогласными).

Теперь суммируя расчетную активную мощность типовых квартир (Ркв.т) и квартир повышенной комфортности (Ркв.п.к.), получаем расчетную мощность жилой части дома (Рж.ч.) – ячейка К35 «ТРН».

2 этап. Расчет силовых электроприемников дома.

Предварительно изучим требование примечаний 2, 6 и 10 к табл. 6.1, чтобы уяснить, что учитывается в удельных нагрузках квартир.  В соответствии с примечанием 2 к табл. 6.1 нагрузки пунктов 7 и 8 задания 1 можно проигнорировать. Затем учитываем силовое оборудование п. 9 и 10 второй категории надежности (с первой категорией разберемся позже) и применим формулу (6) к расчету (строки 39-43 «ТРН»).

3 этап. Расчет встроенных в дом помещений.

3.1 Офисы.

В данном случае все очень просто, т.к. нам известна только площадь помещений, то расчетную нагрузку будем определять по укрупненным удельным электрическим нагрузкам (п.6.32 и табл. 6.14). В таблице 6.14 выбираем значение 0,054 кВт/м кв. и умножаем на площадь офисов (строка 48 «ТРН»). Затем применим к расчетным величинам коэффициент несовпадения максимумов из таблицы 6.13 (пересечение первой строки с седьмым столбцом). Результат смотрим в строке 49 «ТРН».

3.2 Кафе

Расчёт нагрузок кафе я свел в отдельную таблицу файла «ТРН кафе,общежитие и дет.сада.xls» (в дальнейшем файл будем называть «ТРН2»), а результаты вычислений занес в строку 51 «ТРН».

Расчет кафе произведем по методике, изложенной в п.6.20, 6.21 (для силового оборудования) и в п.6.28 для питающей линии кафе. Внимательно изучаем примечание 1 к таблице 6.8 и разбираемся, что относится к технологическому оборудованию. Затем разбиваем нагрузку на пять типов:

• освещение (Кс по п.2 табл. 6.5);
• технологическое оборудование (Кс по табл. 6.8);
• холодильное оборудование (Кс по табл. 6.9);
• посудомоечные машины (Кс по табл. 6.10);
• рукосушители (Кс по п. 17 табл. 6.7).

Затем находим расчетное значение активной мощности силового оборудования кафе по формуле (10) (строка 6 «ТРН2»).

Забыл пояснить, откуда я взял установленную мощность освещения. Зная площадь помещения, высоту потолков и какие светильники будут применены (люминесцентные, светодиодные и т.д.) разбиваю помещения на несколько типов по нормам освещения (в соответствии с СанПиН 2.2.1_2.1.1.1278-03). Примерно так:

• групповые, игровые, столовые, комнаты музыкальных и гимнастических занятий, раздевальные (норма 200 Лк);
• спальни (норма 75 Лк);
• коридоры, санузлы (норма 50 Лк).

В DIALux Light беру помещение (к примеру 5×3 м) и нахожу удельную установленную мощность на 1 кв. м для каждой нормы освещения (на расчеты уходит 5-10 мин.). Умножаем удельную установленную мощность на площадь каждого типа помещения и складываем полученные установленные мощности светильников. Это мой личный способ, но существуют и другие, авторитетные способы.

Для определения расчетной мощности всего кафе используем формулу (12) из п.6.28. Из опыта знаю, что проектировщики не «заморачиваются» с коэффициентами К и К1. На самом деле сложного в расчетах по п.6.28 ничего нет. Просто находим процентное отношение освещения к силовой нагрузки (коэффициент К) и процентное отношение расчетной нагрузки освещения к расчетной нагрузке холодильного оборудования (коэффициент К1). Результат вычислений — строка 10 «ТРН2».

Следующим этапом, переносим расчетные величины из «ТРН2» в «ТРН» (строка 51 «ТРН»).

Затем применим к расчетным величинам коэффициент несовпадения максимумов из таблицы 6.13 (пересечение первой строки с четвертым столбцом). Результат смотрим в строке 52 «ТРН».

3.3 Дошкольные образовательные учреждения (ДОУ).

Для ДОУ1 применяем методику расчета, по образцу расчетов кафе, но без использования формулы (10), т.к. по данная формула справедлива для предприятий общественного питания и пищеблоков.

Т.к. для ДОУ2 перечень оборудования неизвестен, то расчетную нагрузку будем определять по укрупненным удельным электрическим нагрузкам (п.6.32 и табл. 6.14). В таблице 6.14 (п.16) выбираем значение 0,46 кВт/место и умножаем на количество мест в ДОУ2 (строка 55 «ТРН»). Затем применим к расчетным величинам коэффициент несовпадения максимумов из таблицы 6.13 (пересечение первой строки с двенадцатым столбцом). Результат смотрим в строке 56 «ТРН».

3.4 Автостоянка.

Здесь по нагрузкам ничего неизвестно, поэтому я прикинул освещение (исходя из площади и нормы освещения), поговорил с проектировщиками смежных разделов и выяснил, что кроме освещения на автостоянке будет располагаться приточно-вытяжная установка (не общедомовая). В общем примерная суммарная нагрузка автостоянки Ру=12,096 кВт (здесь типовой расчет, без всяких методик).

Затем применим к расчетным величинам коэффициент несовпадения максимумов из примечания 2 таблицы 6.13. Результат смотрим в строке 59 «ТРН».

3.5 Общежитие.

Кс освещения общежития определяем по п.6.3.

Кс розеток общежития определяем по п.6.4.

Кс плит определяем по п.6.5 (не забываем применять дополнительный коэффициент 0,5 для двухкомфорочных плит).

Суммарную расчетную активную мощность определяем по п.6.6, с учетом дополнительного понижающего коэффициента 0,75. Расчет нагрузок общежития приведен в строках 29-33 «ТРН2». Переносим расчетные величины в строку 61 «ТРН» и применим к расчетным величинам коэффициент несовпадения максимумов из таблицы 6.13 (пересечение первой строки с десятым столбцом). Результат смотрим в строке 62 «ТРН».

4 этап. Расчет потребителей за все здание

Применим формулу (13) для определения расчетного значения активной мощности по второй категории надежности (строка 63 «ТРН»).

Выделим отдельно потребители первой категории надежности (п. 11-14 задания 1) – строки 69-72 «ТРН». В соответствии с примечанием 2 табл. 6.1 устройства ТВ, связи, оповещения и контроля доступа уже учтены в удельной мощности квартир. Но на это оборудование было отдельное задание на проектирование от «слаботочников» и этот вопрос контролировал эксперт из государственной экспертизы, поэтому пришлось вписать отдельной строкой.

С аварийным освещение есть нюанс. В соответствии с п. 7.104 СП52.13330.2011 аварийное освещение подразделяется на эвакуационное и резервное. И далее, в п. 7.105 — 7.108 эвакуационное освещение разделяется:

• освещение путей эвакуации;
• освещение зон повышенной опасности;
• освещение больших площадей (антипаническое).

И таким образом по уму надо разделить аварийное освещение в ТРН:

• первой строкой прописать освещение зон повышенной опасности и освещение больших площадей (антипаническое) в электроприемниках первой категории надежности;
• второй строкой прописать освещение путей эвакуации в электроприемниках противопожарной защиты (в соответствии с п.4.8 СП 6.13130.2013).

Но я не стал заморачиваться и все аварийное освещение прописал в электроприемниках противопожарной защиты, хотя еще раз повторюсь – это не совсем корректно. Вообще лично я частенько позволяю себе «мухлевать» с расчетами, т.к. многолетний опыт показывает, что многие эксперты (должностные лица к которым попадает проект на проверку) просто не знают в полном объеме требования раздела 6 СП-31-110-2003.

В «ТРН» отдельно выделена нагрузка потребителей противопожарной защиты (ППЗ). В соответствии с п.6.9 данная нагрузка не учитывается. Но т.к. в соответствии с СП 6.13130.2013 потребители ППЗ в ГРЩ выделяют в отдельную секцию ГРЩ и расчет ведется для максимальной секции противопожарного отсека. По п.17-19 задания 1 выбираем самые энергоемкие потребители. Расчет потребителей ППЗ приведен в строках 79-82 «ТРН».

Т.к. у меня в ГРЩ один АВР установлен на две секции (потребители 1-й категории и ППЗ), то в строке 84 произведем расчет максимальной нагрузки АВР.

Ну вот, в принципе и весь расчет. Не были освещены разные тонкости, но это можно компенсировать самостоятельным и скрупулезным изучением раздела 6 СП31-110-2003 (например, интересные п.6.25-6.26 про конференц-залы и актовые залы, п.6.29 – про понижающий коэффициент 0,2, который никто не использует и т.д.).

На последок напомню, что мы составили ТРН для всех секций ГРЩ. Когда вы разделите нагрузку 2-й категории на две секции шин, то сумма расчетных мощностей двух секций у вас будет БОЛЬШЕ, чем расчетная мощность в нашей ТРН. Это произойдет за счет того, что количество потребителей разделится на два и Кс увеличиться (пример, п.6.5, для 100 плит Кс=0,2, а для 200 плит Кс=0,15). Хотя это происходит не во всех случаях.

Готов обсудить  вышеприведенный расчет.

Автор: Лесников Андрей (г. Санкт-Петербург).

Создание электросети в доме или квартире требует серьезных усилий и определенных навыков. К этой процедуре нужно подходить вдумчиво. В первую очередь нужно создать проект. В процессе проектирования следует учитывать ряд факторов:

• Тип электропитания.
• Особенности жилого помещения.
• Индивидуальные потребности жильцов.

Домашняя электрическая цепь создается в несколько этапов: расчет, закупка необходимых материалов и элементов, монтажные работы. Прежде всего, необходимо определить функциональные зоны комнаты, которые нуждаются в освещении. Для облегчения процедуры выявления точек размещения осветительных приборов рекомендуется воспользоваться планом жилья. На план можно нанести месторасположение мебели, электроплиты, холодильника, стиральной машины и указать места установки светильников.

Чтобы произвести качественный монтаж электроприборов понадобится:

• План размещения выключателей, осветительных приборов, розеток, регулирующих устройств и распределительного щита.
• Отдельная схема распределительного щита.

Указав места установки розеток, подсветок, люстр и светильников на плане квартиры, можно найти оптимальные точки размещения выключателей. Также здесь можно указать общую мощность всего оборудования, которое планируется установить. Благодаря этому можно будет максимально точно подобрать необходимый тип проводов, их сечение, а также необходимые для монтажа электроустановочные изделия. При составлении схемы жилье конкретные устройства наносятся в виде графических обозначений.

При разработке системы электроснабжения необходимо проконтролировать, чтобы она соответствовала ряду требований:

• Подача электроэнергии должна производиться в безаварийном и бесперебойном режиме на протяжении продолжительного времени.
• Быть защищенной от возможных перегрузок, скачков напряжения, короткого замыкания.
• Позволять без особых проблем подключать в сеть новые приборы и электрическое оборудование с целью повышения комфортабельности проживания.

Расчет тока нагрузки и мощности

Начинать расчет рекомендуется с распределения всех потребителей по группам. В одну группу должны входить приборы, которые параллельно подключены к единому питающему проводу, идущего от распределительного щитка. То есть, должны получиться группы осветительных приборов, розеток и т. д.

По окончанию разделение лучше занести полученные результаты в таблицу. Со временем ее можно дополнять:

№ группы	Потребители
1	Розетки в жилых комнатах
2	Электрическая плита
3	Розетки на кухне
4	Освещение в жилых комнатах и в прихожей
5	Стиральная машина
6	Освещение в ванной, туалете и кухне
7	Теплые полы на кухне

Чтобы еще более точно определить расходуемую мощность можно прибегнуть к приему «расстановки» конкретного устройства в определенном месте. С помощью этого способа также можно будет легко вычислить место для розетки под электрическую плиту и самую подходящую зону для расположения всех остальных розеток. При распределении оборудования по группам необходимо учитывать следующие условия:

• Для подключения потребителей высокой мощности с открытыми токопроводящими элементами (стиральные машины, теплые полы, электрические духовые шкафы и пр.) нужно предусмотреть отдельные линии, которые будут защищены УЗО и автоматическими выключателями.
• В отдельную группу должны быть вынесены розетки, располагаемые в комнатах с высокой влажность (кухне и ванной).
• Розетки всех жилых комнат можно включить в одну группу.
• Систему освещения лучше разделить на две или даже более групп для большего удобства.

Каждая группа должна иметь свой собственный автоматический выключатель в распределительном щите. Некоторые группу могут потребовать дополнительно подключение УЗО. В итоге получится, что каждая группа будет представлять отдельную электроцепь.

Далее нужно произвести расчет потребляемой мощности всеми приборами, входящими в каждую группу. С помощью этих данных появляется возможность узнать номинальный ток нагрузки для каждой цепи. Зная, максимально потребляемую мощность всем оборудованием определить это не составит труда.

В свою очередь, номинальный ток нагрузки позволяет выбрать кабеля с жилами нужного сечения и защитные устройства с требуемыми характеристиками.

При однофазной нагрузке величина номинального тока (I_H)составляет около 4,5P_m, где P_m – максимально потребляемая мощность (измеряется в кВт). Если P_m=4 кВт, то I_H=4,5*4=18 А. При трехфазной нагрузке величина номинального тока на каждую фазу составляет порядка 1,5P_m.

Само просто будет рассчитать группу, в которую входит всего один прибор, например, стиральная машина или холодильник. Потребляемую мощность подобного оборудования можно узнать из его технического паспорта. Если мощность будет равна 2 кВт, то величина номинального тока составит 4,5*2=9 А. Следовательно электрическая цепь, питающая прибор, должна оснащаться автоматическим выключателем, номинальный ток которого более 9 А. Наиболее близким к этому значению будет автомат защитное устройство на 10 А.

Если в группе несколько потребителей, то при расчете учитывает коэффициент спроса, определяющий вероятность одновременного включения всех входящих в группу потребителей. Естественно, что в реальной жизни подобная ситуация случается крайне редко. На величину коэффициента спроса оказывает влияние назначение потребителей, тип квартиры, а также еще целы ряд факторов. Например, для телевизора этот показатель составляет 1, а для пылесоса – 0,1. Поэтому коэффициент спроса обычно усредняется. Для большей наглядности сведем полученные данные в таблицу:

Количество потребителей в группе	Коэффициент спроса группы
2	0,8
3	0,75
5 и более	0,7

Рассмотрим расчет номинального тока на примере группы кухонных розеток. Предполагается, что планируется подключение следующих потребителей:

• Электрический чайник (800 Вт).
• Морозильная камера (150 Вт).
• Холодильник (200 Вт).
• Другие приборы (250 Вт).

Номинальная мощность всех указанных приборов будет равна 2900 Вт. Коэффициент спроса – 0,7. Итак, в результате у нас получится номинальная мощность 2900*0,7=2030 Вт. Следовательно, величина номинального тока нагрузки для рассматриваемой розеточной группы составит 4,5*2,030=9,135 А. Можно округлить до 10 А. Стоит отметить, что округлять всегда нужно в большую сторону.

И такие расчеты нужно проводить для каждой группы и заносить полученные результаты в таблицу:

№ группы	Потребители	Мощность Р, Вт	Коэффициент спроса Кс	Потребляемая мощность Рк, Вт	Номинальный ток Iн, А
1	Розетки в жилых помещениях	2000	0,7	1400	7
2	Электроплита	7000	1,0	7000	32
3	Розетки на кухне	2900	0,7	2030	10
4	Освещение в жилых комнатах и прихожей	600	0,7	420	2
5	Стиральная машина	800	1,0	800	4
6	Освещение в туалете, ванной и на кухне	300	0,7	210	1
7	Теплые полы на кухне	300	1,0	300	2
	Вся сеть	13900	0,6	8340	38

Расчет сечений жил и выбор провода

Выбирать провода для бытовой электроцепи нужно, опираясь на Правила устройства электроустановок и способ его прокладки. Данные ПУЭ представлены в таблице:

Сечение медных жил, мм2	Ток нагрузки Iн, А	Мощность P, кВт
220 В	380 В
0,5	11	2,4	–
0,75	15	3,3	–
1	17	3,7	6,4
1,5	23	5	8,7
2	26	5,7	9,8
2,5	30	6,6	11
4	41	9	15
5	50	11	19
10	80	17	30

Для максимально точного расчета сечения жил помимо номинального тока также нужно учитывать и их количество, длину кабелей, условия эксплуатации, тип изоляции и ряд других факторов. Для рассматриваемого примера оптимальным будет использование кабеля с жилами таким сечением:

• Осветительная группа – 1 мм².
• Розеточная группа – 1,5 мм².
• Электроплита – 2,5 мм².
• Мощные потребители – 4 мм².
• Вход в жилище – не менее 6 мм².

Опытные электрики придерживаются именно такого правила. Для повышения безопасности можно взять провода с более толстыми жилами. Такой запас позволяет подключать в сеть дополнительные приборы, не предусмотренные в расчетах.

Потребляемая мощность в данном случае также может рассчитываться с учетом коэффициента спроса. Он будет составлять 0,6, так как вероятность одновременного включения всех устройств крайне мала.

Сечение жил и тип проводов для рассматриваемого примера указан в таблице:

№ группы	Потребители	Установленная мощность Р, Вт	Коэффициент спроса Кс	Потребляемая мощность Рк, Вт	Номинальный ток Iн, А	Сечение жил, мм2
1	Розетки в жилых комнатах	2000	0,7	1400	7	1,0
2	Электроплита	7000	1,0	7000	32	4,0
3	Розетки на кухне	2900	0,7	2030	10	1,0
4	Освещение в жилых комнатах и прихожей	600	0,7	420	2	1,0
5	Стиральная машина	800	1,0	800	4	1,5
6	Освещение в туалете, ванной и на кухне	300	0,7	210	1	1,0
7	Теплые полы на кухне	300	1,0	300	2	1,0
	Вся сеть	13900	0,6	8340	38	4,0

Для создания долговечной, безопасной и надежной сети очень важно правильно выбрать провода. Их тип определяется только после расчетов необходимых сечений жил.

Сегодня на рынке представлен широкий выбор проводов, каждый из которых предназначен для выполнения своих функций в конкретных условиях. Различаются они между собой типом изоляции, разрешенной токовой нагрузкой, материалом изготовления, сечением жил, номинальным напряжением и т. д.

Одинарная изоляция кабеля позволяет его использовать его на протяжении 15 лет, а двойная – 30 лет. Также при выборе учитывается и материал изоляционной оболочки. Например, полиэтилен подходит для укладки в грунт или открытым способом. Кабели с ПВХ-оболочкой используются для прокладки сетей в помещениях скрытым способом под штукатуркой.

Все характеристики указаны на самом проводе, а также в сопроводительных документах.

Для жилых помещений оптимальным вариантом являются кабели NYM и ВВГ. Количество жил в таких кабелях – от 2 до 5. Сечения могут быть самым разными (от 1,5 до 16 мм²). Этого вполне достаточно для устройства бытовой проводки. Их можно использовать в любом жилом помещении благодаря высокой пожаробезопасности, надежности, прочности и долговечности.

Кабель ВВГ относится к категории силовых и имеет ПВХ-оболочку. Подходит для устройства открытой и скрытой электрической сети. Может использоваться в помещениях с высокой влажностью. Существуют как однопроволочные, так и многопроволочные варианты. Не предполагает укладку в грунт, но спокойно может выполнять свои функции на открытом пространстве.

Конструкцией кабеля ВВГ_нг предусмотрена собственная ПВХ-изоляция, что позволяет использовать его в помещениях, к которым предъявляются повышенные требования к пожаробезопасности. Они способны работать с напряжением 0,66-1 кВт. Они могут иметь как круглое, так и плоское сечение. Минимальный радиус изгиба одножильного кабеля 10 внешних диаметров, многожильного – 7,5. Допускает изгиб плоских кабелей только в одной плоскости.

Каждая жила кабеля ВВГ имеет собственный цвет. Фазный провод – белый, нулевой – синий, заземление – зелено-желтый. В двухжильных кабелях обе жилы имеют одинаковое сечение. В многожильных все жили одинаковые. В некоторых случаях жила заземления несколько тоньше остальных.

Кабель NYM имеет двойную изоляцию. Каждая из них выполнена из пластика. Пространство между изоляцией жил и внешней изоляцией заполнено невулканизированной смесью на основе резины, выполняющей роль дополнительной защиты. Он рассчитан на напряжение 660 В. NYM может использоваться для открытой и скрытой укладки в сухих и влажных помещениях. При прокладке на открытом воздухе стоит позаботиться, чтобы на него не воздействовали солнечные лучи. Также лучше выбрать другой кабель, если необходима прокладка под землей. NYM несколько дороже ВВГ ввиду своих конструктивных особенностей. При монтаже могут возникнуть проблемы во время разделки концов.

В седьмом издании ПУЭ появился запрет на использование проводами марки ПУГНП и ПУНП для монтажа силовых сетей. Сегодня они получили широкое распространение на рынке, но стоит помнить, что эти кабели относятся к категории пожароопасных. Их нормирование проводится компаниями-производителями и в большинстве случаев толщина защитной оболочки и изоляции, а также сопротивление жил не соответствуют государственным стандартам. Потенциальная опасность этих проводов связана с несоблюдением стандартов при изготовлении и использованием низкокачественных материалов, к которым также относится и вторичное сырье.

Телевизионный сигнал передается по коаксиальному кабелю. Он имеет следующую конструкцию: центральный проводник с изоляцией и экранированной проволочной оплеткой. В некоторых случаях допускается его использования для прокладки компьютерных сетей и передачи видеосигнала в системах видеонаблюдения.

ПВС – это гибкий провод круглого сечения с изолированными многопроволочными жилами и защитной оболочкой, выполненной из пластика. Используется для подключения электроприборов в сеть. Также может применяться для производства удлинительных шнуров.

ВПП используется для подключения к сети водопогружных насосов. Он способен работать с номинальным напряжением 660 В в температурном диапазоне -40-+80⁰С. Его конструкцией предусмотрена одна многопроволочная изолированная полиэтиленом жила и защитная оболочка из этого же материала.

Некоторые недобросовестные производители проводов не соблюдают установленных стандартов. В некоторых случаях это выражено в заниженном сечении жил, толщине изоляции и использовании меди низкого качества. По этой причине покупать кабель стоит только у проверенных компаний с хорошей репутацией. Для проверки толщины жил используется штангенциркуль. Качество металла проверяется многократным сгибанием. Качественная медь легко гнется и выдерживает свыше 30 сгибаний. Также на жиле не должно быть темных пятен. Проверить это можно после проведения ее зачистки.

Выбор защитного устройства для электрической сети

На следующем этапе расчетов нужно правильно выбрать подходящее защитное оборудование для недопущения аварийных ситуаций.

Существует несколько категорий подобных устройств:

• УЗО.
• Автоматические выключатели.
• Стабилизаторы.
• Реле напряжения.
• Дифференциальные автоматы.

В частных домах часто используется устройство, защищающее сеть от импульсных перенапряжений. Они возникают во время грозы. В квартирах УЗИП не устанавливается, так как это оно уже имеется в защитной системе дома.

Защитное устройство должно быть подобрано отдельно для каждой группы потребителей в зависимости от номинального тока и потребляемой мощности, которые уже были рассчитаны ранее. Также необходимо определиться со способом и последовательностью подключения.

Защитные устройства принято устанавливать в распределительных щитах.

Автоматические выключатели

Защищают провода от короткого замыкания и токов перегрузки. Также с этой задачей могут справиться плавкие предохранители. Выбор конкретного автоматического выключателя базируется на номинальном токе сети, классе токоограничения, отключающей способности и класса прибора.

В бытовых сетях используются устройства с номинальным током от 6 до 63 А.

Если в цепи присутствуют нагревательные приборы или лампы накаливания, то рекомендуется использовать автоматы класса В. Все остальные бытовые нагрузки можно защитить устройством класса С. Отключающая способность должна быть более 4500 А при сечении 1,5 мм² или более 6000 А при сечении 2,5 мм², если речь идет о медных проводах. Класс токоограничения должен быть минимум 2. Идеальный вариант – 3.

Все технические характеристики автомата нанесены на корпус устройства.

Важно понять, что автоматические выключатели защищают толь электропроводку, а не запитанные к ней потребители. Также они не способны защитить человека от поражения током. Поэтому автомат выбирается на основании возможностей проводки. Его номинальный ток должен быть на порядок ниже допустимого тока провода.

Еще один критерий выбора – количество полюсов. Защита одной группы обеспечивается однополюсным автоматом. Он способен разрывать исключительно фазный кабель. Провод рабочего нуля подключается к нулевой шине без участия автомата. Двухполюсный автоматический выключатель монтируется на вводе в жилье. В его обязанности входит отключения всей электропроводки от источника напряжения. Также их используют в сетях с потребителями высокой мощности. Однополюсный автомат запрещено устанавливать на вводе в дом, так как он способен разрывать только фазный кабель. Нулевой останется под напряжением. Выключатели с количеством фаз 3 и более используются исключительно в трехфазных сетях.

Самыми популярными на сегодняшний день считаются автоматы серии ВА, выпускаемые такими компаниями, как ИНТЭС, EKF, ДЭК, IEK. Это связанно с их небольшой стоимостью и высокой надежностью. Выключатели АВВ более дорогие, но и более износостойкие. Их перегрузочная способность по току составляет от 6 до 8 кА. Данная серия оснащается и дополнительными элементами (индикаторами, крышками и пр.). При использовании дорогих серий автоматов также стоит использовать и другие элементы сети аналогичной ценовой категории.

Вернемся к рассматриваемому примеру. В нашем случае идеальным решением будет использовать автоматы серии ВА класс В или С:

№ группы	Потребители	Номинальный ток Iн, А	Сечение жил провода ВВГ, мм2	Автоматический выключатель
1	Розетки в жилых комнатах	7	1,0	С10
2	Электрическая плита	32	4,0	В25
3	Розетки на кухне	10	1,0	С10
4	Освещение в жилых комнатах и прихожей	2	1,0	В10
5	Стиральная машина	4	1,5	В16
6	Освещение в ванной, туалете и на кухне	1	1,0	В10
7	Теплые полы на кухне	2	1,0	В10
	Вся сеть	38	4,0	В40

Устройства защитного отключения

Защититься от поражения током можно с помощью УЗО (устройство защитного отключения). Также оно позволяет предотвратить пожар в здании в случае разрушения изоляционного слоя провода. Часто эти устройства устанавливаются в сетях, работающих в условиях высокой влажности (ванная и кухня). Именно здесь сосредоточена самая большая опасность для людей. Здесь работают устройства, корпус которых выполнен из металла. Высока вероятность того, что они тоже будут находиться под напряжением. Заземлителями в подобных помещениях являются трубы.

Существует два вида УЗО, различающихся между собой конструкцией:

• Электромеханические.
• Электронные.

К достоинствам электромеханических УЗО можно отнести их надежность и гарантию срабатывания. Электронные несколько дешевле, но и надежность их ниже. Однако они способны качественно выполнять свои обязанности. Поэтому большинство людей выбирают именно электронные УЗО. Их использование оправдано в случае наличия в сети стабилизатора напряжения. Характеристики УЗО указаны в маркировке на лицевой панели устройства и в технической документации.

УЗО идет после автоматического выключателя. Его номинальный ток должен быть несколько выше для того, чтобы его работа продолжалась даже после срабатывания автомата.

Выбирать УЗО нужно в соответствии с током утечки и времени срабатывания. Ток утечки обычно находится в диапазоне 10-30 мА, а время срабатывания – 10-30 мс.

Также необходимо учитывать и максимальный ток короткого замыкания для прибора. Это связанно с тем, что автомат срабатывает через 10 мс с момента возникновения короткого замыкания. На протяжении этого времени УЗО должно работать в условиях сверхтока без поломок. Максимальный ток короткого замыкания для УЗО находится в пределах 3000-10000 А. Минимальное значение – 3000 А. Тип УЗО выбирается в зависимости от характера нагрузки в группе, для которой оно устанавливается. Если планируется подключение в сеть потребители с импульсными блоками питания, тиристорными регуляторами или выпрямителями, то лучше всего использовать УЗО типа А. Тип АС используется в сетях, где подобных приборов не будет. Номинальный ток УЗО находится в пределах от 10 до 125 А.

№ группы	Потребители	Номинальный ток Iн, А	Сечение жил кабеля ВВГ, мм2	Автоматический выключатель	УЗО
1	Розетки для жилых комнат	7	1,0	С10	Тип А (16 А, 30 мА)
2	Электрическая плита	32	4,0	В25	Тип А (32 А, 30 мА)
3	Розетки на кухне	10	4,0	С10	Тип А (16 А, 30 мА)
4	Освещение в жилых комнатах и прихожей	2	1,0	В10	–
5	Стиральная машина	4	1,5	В16	Тип А (20 А, 30 мА)
6	Освещение в туалете, ванной и на кухне	1	1,0	В10	–
7	Теплые полы на кухне	2	1,0	В10	Тип АС (16 А, 30 мА)
	Вся сеть	38	4,0	В40	Тип S (63 А, 300 мА)

Для повышения точности выбора УЗО необходимо воспользоваться номинальным током всей сети и конкретной группы. Для создания многоуровневой защиты после автомата можно установить УЗО типа S. Это позволит производить отключение всей сети от источника напряжения при возникновении тока утечки. Это УЗО должно срабатывать раньше, чем УЗО отдельных групп.

Реле напряжения (РН)

Используется для организации защиты во внутренней цепи от чрезмерных колебаний напряжения. Подобные проблемы в сети могут возникнуть вследствие перекоса фаз, перегрузки, обрыва нейтрали и т. д. С помощью этого устройства можно установить максимальные и минимальные значения напряжения, при выходе за пределы которых реле будет срабатывать. При восстановлении нормального режима работы работа возобновляется. Главной характеристикой этого устройства является быстродействие и сила тока, которое оно может пропустить без потери работоспособности.

Реле устанавливается в распределительном щите после автоматического выключателя. Его номинальный ток должен быть таким же или больше номинального тока автомата.

Реле напряжения отвечает за сохранность дорогой техники и бесперебойность работы электрической сети. Поэтому при его выборе стоит уделять внимание не только техническим показателям, но и качеству изготовления. Покупать реле стоит у компании, которая имеет сертификаты на свою продукцию и в ее ассортимент товаров входят все категории защитных устройств.

Если ввод трехфазный, то устанавливается по одному однофазному РН на каждую фазу, если отсутствуют трехфазные потребители. Для рассматриваемого примера подойдет реле, номинальный ток которых составляет 40 или 60 А.

Итак, основные параметры сети и способы ее защиты определены. Рекомендуется представить полученные результаты схематически. Наличие схемы значительно упростит процесс сбора распределительного щита и снизит вероятность ошибки.

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.

ПРАВИТЕЛЬСТВО МОСКВЫ

МОСКОМАРХИТЕКТУРА

ВРЕМЕННАЯ ИНСТРУКЦИЯ

по расчету электрических нагрузок жилых зданий

РМ-2696-01

1. РазработанаМосковским научно-исследовательским и проектным институтом типологии, экспериментального проектирования (МНИИТЭП) (инженеры Кузилин А.В., Савинкин В.Ф.)

2. Подготовленак утверждению и изданию Управлением перспективного проектирования и нормативов Москомархитектуры (инженеры Ионин В.А., Щипанов Ю.Б.)

3. Утвержденаи введена в действие указанием Москомархитектуры от 31.07.01 № 32

1. Введение

Настоящая Временная инструкция разработана на основании результатов измерений фактических электрических нагрузок на 143 жилых домах в периоды осенне-зимних максимумов с 1997 по 2001 годы.

Измерения проводились с помощью автоматизированной системы учета энергопотребления (АСУЭ ЭНЭЛЭКО) на вводах квартир и линиях питания квартир, предусматривающей дистанционный съём и передачу дискретной информации об электропотреблении.

Обработка и анализ результатов измерений электропотребления выполнены в соответствии с “Методикой определения электрических нагрузок городских потребителей”, утверждённой Минжилкомхозом РСФСР и Минэнерго СССР в 1981г.

Измеренные максимальные нагрузки на линиях питания квартир составляют в среднем 80% от нормативов ВСН 59-88.

Нагрузки на вводах в квартиры в основном (~95%) находятся в интервале от 1 до 5 кВт.

С учётом роста количества бытовых электроприборов в квартирах жилых домов и тенденцией к их дальнейшему увеличению на ближайшую перспективу во Временной инструкции предусмотрен перспективный рост нагрузок на 15% по сравнению с ВСН 59-88.

Во Временной инструкции также учтены требования Дополнения к разделу 2 “Расчетные электрические нагрузки Инструкции по проектированию городских электрических сетей (РД 34.20.185-94) в части определения расчетных нагрузок на вводе в дом и на шинах трансформаторной подстанции (ТП).

2. Общие положения

2.1. Настоящая Временная инструкция распространяется на определение расчетных нагрузок в различных элементах внутридомовых электрических сетей при проектировании вновь строящихся, реконструируемых и модернизируемых многоквартирных жилых домов Iи II категории.

2.2. Жилые дома I категории не имеют верхнего ограничения уровня электрификации быта, который определяется заказчиком.

В состав электроприемников жилых домов I категории кроме традиционного набора электроприемников, принятого для жилых домов II категории (см. п. 2.3), могут входить в различных сочетаниях сауны, электроводонагреватели, кондиционеры, электроподогрев полов, душевые кабины с электроподогревом и т.п.

2.3. Жилые дома II категории имеют два уровня электрификации быта: с газовыми плитами и с электроплитами для пищеприготовления.

В состав электроприемников квартир II категории входят:

освещение, розеточная сеть, электроплита (для домов с электроплитами), стиральная машина с электроподогревом, телерадиоаппаратура, бытовой прибор мощностью до 2,2 кВт, пылесос, холодильник.

3. Расчетные нагрузки квартир жилых домов II категории

3.1. Расчетную нагрузку линий питания электроприемников квартир следует определять по формуле:

Ркв = Ркв.уд.(n₁k₁+….+n_nk_n),

где Ркв.уд. – удельная нагрузка электроприемников квартир, принимаемая по табл. 3.1. в зависимости от количества квартир, присоединенных к линии, типа кухонных плит и общей площади квартир;

n₁ – n_n– количество квартир, имеющих одинаковую общую площадь;

k₁ – k_n– повышающие коэффициенты для квартир площадью более 60 м² определяются в соответствии с примечанием 3 к табл. 3.1.

3.2. Для выбора приборов учета и аппаратов защиты на вводе в квартиры следует принимать следующие значения расчетных нагрузок:

– для домов с газовыми плитами 5,5 – 7,0кВт / квартиру.

– для домов с электроплитами 8,8 – 11 кВт /квартиру.

Меньшие значения принимаются для жилых домов с малогабаритными квартирами социального назначения, строящихся в соответствии с постановлением Правительства Москвы от 29.06.99г. №325.

Для выбора аппаратов защиты на линии питания электроплиты рекомендуется принимать величину расчетной нагрузки равную 7 кВт (32А).

Таблица 3.1

Хар-ка квартир	Удельная расчетная нагрузка электроприемников, кВт/квартиру при количестве квартир
1	3	6	9	12	15	18	24	40	60	100	200	400	600 и более
С плитами на природном газе	5,5	3,6	2,8	2,1	1,75	1,55	1,4	1,2	0,95	0,85	0,72	0,6	0,54	0,52
С элекгрич. плитами мощностью до 9 кВт	8,8	7,0	4,5	3,3	2,8	2,5	2,3	2,1	1,75	1,5	1,35	1,15	1,1	1,0

Примечания:

1. Удельные расчетные нагрузки для числа квартир, не указанного в таблице, определяются путем интерполяции.

2. Удельные расчетные нагрузки квартир учитывают нагрузку освещения общедомовых помещений. Для выбора приборов учета и аппаратов защиты общедомовых потребителей суммарную расчетную нагрузку освещения общедомовых помещений Рр.о.п. рекомендуется определять по формуле:

Рр.о.п. =(Рр.л.к.+Рр.л.х.+Рр.к.+Рр.в.)+0,5Рр.пр.,

где Ррл.к., Ррл.х, Рр.к., Рр.в. – расчетные нагрузки освещения лестничных клеток, лифтовых холлов, коридоров, вестибюля;

Рр.пр. – расчетная нагрузка освещения мусороуборочных камер, чердаков, техподполий, подвалов, колясочных и т.п.

Расчетную нагрузку групповых сетей освещения общедомовых помещений следует определять по светотехническому расчету с коэффициентом спроса равным единице.

3. Удельные расчетные нагрузки приведены для квартир общей площадью 60м². При общей площади квартир более 60м² удельную нагрузку следует увеличивать на 1% на каждый квадратный метр дополнительной площади в домах с плитами на природном газе и на 0,5% в домах с электрическими плитами. В обоих случаях увеличение удельной нагрузки не должно превышать 25% значений, приведенных в таблице 3.1.

4. Для жилых домов с покомнатным расселением семей, в квартире удельную расчетную нагрузку следует определять с коэффициентом 1,5 при количестве семей до 3 и с коэффициентом 2 при количестве семей 4 и более.

5. Удельные расчетные нагрузки не учитывают общедомовую силовую нагрузку, осветительную и силовую нагрузку встроенных (пристроенных) помещений, а также применение в квартирах электроприборов, указанных в п. 2.2.

6. Для определения при необходимости величины утреннего или дневного максимума нагрузок необходимо применять коэффициенты: 0,7- для домов с электрическими плитами и 0,5 – для домов с плитами на газе от вечернего максимума.

4. Расчетные нагрузки квартир жилых домов I категории

4.1. Расчетная нагрузка на вводе в квартиру для жилых домов I категории определяется в соответствии с заданием на проектирование или может быть определена по формуле:

Рр.кв.=Рзаяв. Кс

где Рзаяв. – заявленная мощность электроприемников в квартире, которую следует определять суммированием номинальных мощностей электробытовых и осветительных приборов, а также розеточной сети;

Кс – коэффициент спроса, определяемый по таблице 4.1 в зависимости от заявленной мощности в квартире.

Таблица 4.1

Заявленная мощность, кВт	До 14	20	30	40	50	60	70 и более
Коэффициент спроса	0,8	0,65	0,6	0,55	0,5	0,48	0,45

4.2. При превышении расчетной нагрузки свыше 11,0 кВт ввод в квартиру, как правило, следует делать трехфазным.

4.3. Расчетную нагрузку линий питания электроприемников квартир следует определять по формуле:

где –сумма расчетных нагрузок на вводах квартир, подключенных к данному элементу сети, кВт;

Ко – коэффициент одновременности, определяется по таблице 4.2 в зависимости от количества квартир, подключенных к данному элементу сети;

1,05 – коэффициент, учитывающий нагрузку общедомового освещения.

Таблица 4.2

Ко при числе квартир
Характеристика квартир	1	3	6	9	12	15	18	24	40	60	100	200	400	600 и более
С плитами на газе	1	0,65	0,51	0,38	0,32	0,28	0,26	0,22	0,18	0,16	0,13	0,11	0,1	0,1
С электроплитами	1	0,8	0,51	0,38	0,32	0,291	0,26	0,24	0,2	0,18	0,16	0,14	0,13	0,11

4.4. На предпроектных стадиях рекомендуется определять расчетные нагрузки в соответствии с приложением 7.3 в зависимости от различных уровней электрификации быта, а на стадии рабочего проектирования нагрузки уточняются в соответствии с п.п. 4.1 и 4.3.

4.5. При наличии на питающей линии или вводе в дом квартир, относящихся к I и II категориям, расчетные нагрузки следует определять по формуле:

где Р^I_р.кв– расчетные нагрузки на вводе квартир I категории, определяемые в соответствии с п. 4.1;

n₁ – количество квартир I категории с данной расчетной нагрузкой;

Р^II_р.кв– расчетные нагрузки на вводах квартир II категории, определяемые в соответствии с п. 3.2;

n_II– количество квартир II категории с данной расчетной нагрузкой;

Ко – коэффициент одновременности, определяемый в зависимости от количества квартир по таблице 4.2.

5. Расчетные нагрузки силового оборудования жилых домов*

___________________

* Данные раздела 5 взяты из ВСН 59-88

5.1. Расчетную нагрузку линий питания лифтовых установок и электродвигателей сантехнического оборудования следует определять по формуле:

где – сумма установленных мощностей электродвигателей лифтов или сантехнического оборудования по паспорту, кВт;

Кс – коэффициент спроса, определяемый по таблицам 5.1 и 5.2.

Таблица 5.1

Число лифтовых установок	Коэффициент спроса для домов высотой
до 12 этажей	12 этажей и выше
2-3	0,8	0,9
4-5	0,7	0,8
6	0,65	0,75
10	0,5	0,6
20	0,4	0,5
25 и более	0,35	0,4

Таблица 5.2

Коэффициент спроса при числе электродвигателей сантехустройств
2	3	5	8	10	15	20	30	50	100	200
1	0,9	0,8	0,75	0,7	0,65	0,65	0,6	0,55	0,55	0,5

6. Расчетные нагрузки на вводах в дом

6.1. Расчетную нагрузку на вводах в дом следует определять по формуле:

где Ркв – расчетная нагрузка квартир, кВт;

Рс – расчетная нагрузка силового оборудования (лифтов);

P₁…P_n– расчетные нагрузки встроенных или пристроенных помещений, питающихся от электрощитовой жилого дома определяются по методикам ВСН 59-88;

K₁…K_n– коэффициенты участия в максимуме нагрузки квартир и силовых электроприемников жилого дома нагрузки встроенных или пристроенных помещений определяются по таблице 6.2.

6.2. При определении расчетной силовой нагрузки жилого дома следует учитывать следующее:

– мощность резервных электродвигателей, а также электроприемников противопожарных устройств и уборочных механизмов при расчете электрических нагрузок питающих линий, вводов в здание не учитывается, за исключением тех случаев, когда она определяет выбор защитных аппаратов и сечений проводников;

-для расчета линий питания одновременно работающих электроприемников противопожарных устройств коэффициент спроса принимается равным 1. При этом следует учитывать одновременную работу вентиляторов дымоудаления и подпора воздуха, расположенных только в одной секции.

6.3. Расчетные коэффициенты мощности питающих линий жилых зданий следует принимать по таблице 6.1.

Таблица 6.1

Питающие линии в жилых домах	Расчетные коэффициенты мощности
Квартиры с электроплитами, электроводонагревателями, саунами или полностью электрифицированные	0,98
То же с бытовыми кондиционерами	0,93
Квартиры с плитами на газе	0,96
То же с электроводонагревателями, саунами	0,97
То же с бытовыми кондиционерами	0,92
Общедомовое освещение
– с лампами накаливания	1
– с люминесцентными лампами	0,92
Сантехническое оборудование	0,8
Лифты	0,65

Таблица 6.2

Коэффициенты участия в максимуме нагрузки квартир и силовых электроприемников жилого дома

	Столовые, закусочные, бистро	Рестораны, кафе	Библиотеки, общеобразовательные учреждения	Офисы, банковские учреждения	Вечерние клубы, игротеки, видеосалоны	Односменные магазины	1,5-2 сменные магазины	Поликлиники	Гаражи, автостоянки	Тепловые пункты	Парикмахерские	Помещения для работы с населением	Предприятия бытового обслуживания	Дошкольные учреждения	Учреждения социального обеспечения	Спортивные залы	Учреждения управления проектирования коммунального хозяйства
Жилые дома с электроплитами	0,6	0,7	0,6	0,6	0,8	0,6	0,8	0,7	0,9	0,9	0,8	0,8	0,7	0,4	0,7	0,8	0,6
Жилые дома с газовыми плитами	0,6	0,7	0,5	0,5	0,7	0,5	0,8	0,6	0,9	0,9	0,7	0,7	0,6	0,4	0,7	0,8	0,5

7. ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 7.1

Примеры определения расчетных нагрузок.

1. Жилые дома II категории

Исходные данные:

– дом 2-х секционный 17-этажный с 1-м жилым этажом;

– 4 квартиры на этаже (2 квартиры до 60м²; одна квартира 75м²; одна квартира 100м²);

– 2 лифта на секцию – 5кВт и 3,5кВт;

– количество квартир – 136, в т.ч. секция 1 – 68, секция 2 – 68.

а) Нагрузка на линиях питания квартир определяется в соответствии с п. 3.1:.

Р_кв= Ркв.уд.(n₁к₁+n₂к₂+n₃к₃)

где n₁ – квартиры площадью до 60м² – 34 шт;

n₂ – квартиры площадью до 75м² – 17 шт;

n₃ –квартиры площадью до 100м² – 17 шт;

K₁; К₂; К₃ – поправочные коэффициенты по примечанию 3 к табл.3.1;

Ркв.уд. – удельная нагрузка, определяется по табл. 3.1. для 68 квартир – Ркв.уд.=1,47кВт;

Ркв = 1,47(34´1+17´1,075+17´1,2)=106,8кВт.

б) Нагрузка на линиях питания лифтов определяется в соответствии с разделом 5 (линия 1 питает 2 лифта по 3,5 кВт; линия 2 питает 2 лифта по 5кВт):

кВт

Р_с2 = 2´5´0,9 кВт

в) Нагрузка на вводе в дом определяется в соответствии с п. 6.1:

Рр = Р_кв+0,9Рс

где Р_кв – нагрузка квартир (см. примечания);

Рс – силовая нагрузка (лифты) определяется в соответствии с разделом 5;

Р_кв = Р_кв.уд.´n= 1,45´136 = 197,2 кВт;

Р_кв.уд. – по таблице 2.1.1^Н(доп. к разделу 2 РД 34.20.185-94) для 136 квартир равна 1,45 кВт/квартиру;

Рс = 2(5+3,5)´0,8 = 13,6 кВт;

Рр = 197,2+0,9´13,6 = 209,4 кВт.

Примечание:

Расчетную нагрузку квартир на вводе в дом в настоящее время следует определять по нормативам для внешнего электроснабжения, приведенных в дополнении к разделу 2 Инструкции по проектированию городских сетей РД 34.20.185-94.

Срок действия данного дополнения 3 года с 01.08.99 до 01.08.02г.

В связи с отсутствием в дополнении к РД 34.20.185-94 данных по удельным нагрузкам для домов с нагрузкой на вводе в каждую квартиру более 14 кВт определение расчетных нагрузок квартир на вводе в дом следует производить по методике, указанной в разделе 4 настоящей Временной инструкции.

2. Жилые дома I категории

Заказчик в задании на проектирование указывает расчетную нагрузку на вводе в квартиру или заявленную мощность на квартиру в соответствии с приложением 6.2. и средней общей площадью квартир.

Исходные данные:

– дом 2-х секционный 10-этажный с 1-м жилым этажом

– в каждой секции по 40 квартир из них по заданию заказчика 30 квартир с расчетной нагрузкой на вводе 16 кВт и 10 квартир с заявленной мощностью 35кВт на квартиру.

– 2 лифта на секцию – 5кВт и 3,5кВт.

а) Нагрузка на линиях питания квартир определяется в соответствии с п. 4.1 и п. 4.3:

– определяются расчетные нагрузки на вводах 10 квартир по их заявленной мощности

Рр.кв = Рзаяв ´Кс = 35´0,575 = 20,1 кВт;

– определяется расчетная нагрузка на линии питания квартир

Ркв = 1,05(16´30+20,1´10)´0,2 = 143 кВт.

б) Нагрузка на вводе в дом определяется в соответствии с п. 6.1:

Рр = Ркв + 0,9Рс

где Ркв – нагрузка квартир определяется в соответствии с п. 4.3. (60 квартир с расчетной нагрузкой 16 квт/квартиру и 20 квартир с расчетной нагрузкой 20,1 кВт/квартиру)

Ркв = 1,05(16´60+20,1´20)´0,17 = 243,1 кВт;

pc– силовая нагрузка (лифты).

3. Нагрузка квартир I и II категории

Исходные данные:

– дом 2-секционный 15-этажный с 1-м жилым этажом

– одна секция с квартирами I категории (45 квартир) с заявленной мощностью по 20 кВт/квартиру

– одна секция с квартирами II категории (60 квартир) с нагрузкой на вводе в квартиру 11 кВт.

а) Расчетная нагрузка на вводах квартир I категории в соответствии с п. 4.1.

Рр.кв =20´0,65 =13 кВт.

б) В соответствии с п. 4.5 расчетную нагрузку квартир на вводе в дом определяем по формуле:

Рр = (Р^Iр.кв´ n_i+ Р^IIр.кв ´п_II) ´Ко = (13´45+11´60)´0,159 = 197,9 кВт.

Приложение 7.2

Перечень электроприемников квартир для определения заявленной мощности.

1. Освещение общей площади – 25-30 Вт/м²

2. Розеточная сеть общей площади (телерадиоаппаратура, бытовые электроприборы утюги, холодильники, пылесосы) – 25-30 Вт/м²

3. Электроплита – 9-10,5 кВт

4. Стиральная машина – 2,2 кВт

5. Посудомоечная машина – 2,2 кВт

6. Сауны – 4-12 кВт

7. Джакузи с подогревом – 2,5 кВт

8. Душевая кабина с подогревом – 3,0 кВт

9. Водонагреватели аккумуляционные – 1,5-2 кВт

10. Водонагреватели проточные – 5-18 кВт

11. Кондиционеры – 1,5 кВт

12. Кухонные бытовые электроприборы – 4-5 кВт/квартиру

13. Теплые полы подогреваемого пола – 60-80 Вт/м²

Приложение 7.3

Ориентировочные удельные нагрузки для домов I категории

№№ п.п.	Характеристика квартир	Удельная нагрузка, кВт/кварт, при числе квартир
1	3	6	9	12	15	18	24	40	60	100	200	400	600 и более
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1.	Дома с электроплитами до 9 кВт без саун, проточных водонагревателей и кондиционеров	16	12,8	8,2	6,1	5,1	4,6	4,2	3,8	3,2	2,9	2,6	2,2	2,1	1,8
2.	Дома с электроплитами до 10,5 кВт.
2.1	Без саун и проточных водонагревателей	20	16	10,2	7,6	6,4	5,8	5,2	4,8	4,0	3,6	3,2	2,8	2,6	2,2
2.2	без саун, но с проточными водонагревателями мощностью до 12 кВт	25	20	12,8	9,5	8	7,3	6,5	6	5	4,5	4	3,5	3,3	2,8
2.3	без саун, но с проточными водонагревателями мощностью до 18 кВт	32	25,6	16,4	12,2	10,2	9,3	8,3	7,7	6,4	5,8	5,1	4,5	4,2	3,6
2.4	с саунами мощность до 12 кВт, без проточных водонагревателей	25	20	12,8	9,5	8	7,3	6,5	6,0	5,0	4,5	4,0	3,5	3,3	2,8
2.5	с саунами мощностью до 6 кВт и проточными водонагревателями мощностью до 8 кВт	25	20	12,8	9,5	8	7,3	6,5	6,0	5,0	4,5	4,0	3,5	3,3	2,8
2.6	с саунами мощностью до 12 кВт и проточными водонагревателями мощностью до 12 кВт	32	25,6	16,4	12,2	10,2	9,3	8,3	7,7	6,4	5,8	5,1	4,5	4,2	3,6

Примечания: 1. При определении удельных нагрузок приняты следующие мощности электроприемников: освещение – 2,8 кВт; розеточная сеть – 2,8 кВт; электроплиты – 9-10,5 кВт; стиральная машина – 2,2 кВт; посудомоечная машина – 2,2 кВт; джакузи с подогревом – 2,5 кВт; душевая кабина с подогревом – 3 кВт; водонагреватель аккумуляционный – 2 кВт; водонагреватель проточный – 6-18 кВт, кондиционер – 3 кВт; бытовые электроприборы 4 кВт, тепловые полы из расчета 12-17 м²подогреваемого пола -1 кВт.

2. Для домов, уровень электрификации которых не соответствует принятым в приложении 7.3, расчет необходимо выполнять по методике, указанной в п. 4.1., 4.3.

3. Удельные нагрузки могут уточняться по результатам применения настоящей Временной инструкции и измерений фактических нагрузок на домах I категории.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение

2. Общие положения

3. Расчетные нагрузки квартир жилых домов II категории

4. Расчетные нагрузки квартир жилых домов I категории

5. Расчетные нагрузки силового оборудования жилых домов

6. Расчетные нагрузки на вводах в дом

7. ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 7.1. Примеры определения расчетных нагрузок

Приложение 7.2. Перечень электроприемников квартир для определения заявленной мощности

 Приложение 7.3. Ориентировочные удельные нагрузки для домов Iкатегории

Проектирование электроустановок квартир и коттеджей (Schneider Electric)

2.1. Расчет электрических нагрузок

На начальной стадии проектирования, когда практически неизвестны точные данные электроприемников, но необходимо получить технические условия на присоединение электрической мощности, возникает вопрос, как рассчитать величину установленной мощности потребителей и на этой основе определить расчетную нагрузку на вводе в квартиру или коттедж. При этом, под понятием расчетная электрическая нагрузка Рр потребителя или элемента сети подразумевается мощность, равная ожидаемой максимальной нагрузке за 30 мин.

В Нормативах по определению расчетных электрических нагрузок зданий (квартир), коттеджей, микрорайонов (кварталов) застройки и элементов городской распределительной сети (изменения и дополнения к Инструкции по проектированию городских электрических сетей – РД 34.20.185-94) приведены удельные расчетные нагрузки.

Указанные Нормативы составлены на основании анализа режимов электропотребления перспективного набора электробытовых приборов и машин в квартире (коттедже). Учитывались данные по установленной мощности приборов и машин, определялся суточный расход электроэнергии, возможное время работы каждого прибора и машины.

В удельных расчетных нагрузках за основу принято, что расчетная нагрузка отдельной квартиры (коттеджа) или небольшого числа квартир (коттеджей) определяется приборами эпизодического пользования, но значительной установленной мощности. К таким приборами относятся, например, стиральные машины с подогревом воды, джакузи, посудомоечные машины с подогревом воды, электрические чайники, электрические сауны и др. Для этих приборов определялись коэффициенты спроса с последующим суммированием их расчетных нагрузок с нагрузками всех прочих приборов малой мощности, которые определялись с использованием усредненного значения коэффициента спроса.

Разработчиками Нормативов в качестве базовых исходных данных принято:

1. Средняя площадь квартиры (общая), м2:

в типовых зданий массовой застройки 70

в зданиях с квартирами повышенной комфортности

(элитные) по индивидуальным проектам 150

2. Площадь (общая) коттеджа, м2 50 – 600

3. Средняя семья, чел 3,1

4. Установленная мощность, кВт:

квартир с газовыми плитами 21,4

квартир с электрическими плитами в типовых зданиях 32,6

квартир с электрическими плитами в элитных зданиях 39,6

коттеджей с газовыми плитами 35,7

коттеджей с газовыми плитами и электрическими саунами 48,7

коттеджей с электрическими плитами 47,9

коттеджей с электрическими плитами и электрическими саунами 59,9

В табл. 2.1 приведена удельная расчетная нагрузка электроприемников квартир жилых зданий, а в табл. 2.2 – коттеджей.

Во «Временной инструкции по расчету электрических нагрузок жилых зданий» РМ2696-01 расчетную нагрузку на вводе в квартиру для домов I категории рекомендуется определять по формуле:

где Рз – заявленная мощность электроприемников, определяемая суммированием номинальных мощностей электробытовых и осветительных приборов, а также розеточной сети;

Таблица 2.1 Удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников квартир жилых зданий

Удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников квартир жилых зданий

Потребители электроэнергии	Удельная расчетная электрическая нагрузка, кВт/квартира, при числе квартир
Квартиры с плитами:	1-5	6	9	12	15	18	24	40	60	100	200	400	600	1000
–              на природном газе:	4,5	2,8	2,3	2	1,8	1,65	1,4	1,2	1,05	0,85	0,77	0,71	0,69	0,67
–              на сжиженном газе (в том числе при групповых установках) и на твердом топливе:	6,0	3,4	2,9	2,5	2,2	2	1,8	1,4	1,3	1,08	1,0	0,92	0,84	0,76
–              электрическими мощностью до 8,5 кВт	10,0	5,9	4,9	4,3	3,9	3,7	зд	2,6	2Д	1,5	1,36	1,27	1,23	U9
Квартиры повышенной комфортности с электрическими плитами мощностью до 10,5 кВт	14,0	8,1	6,7	5,9	5,3	4,9	4,2	3,3	2,8	1,95	1,83	1,72	1,67	1,62

Таблица 2.2 Удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников коттеджей

Удельная расчетная электрическая нагрузка электроприемников коттеджей

Потребители электроэнергии	Удельная расчетная электрическая нагрузка, кВт/коттедж, при числе коттеджей
1-3	6	9	12	15	18	24	40	60	100
Коттедж с плитами на природном газе	11,5	6,5	5,4	4,7	4,3	3,9	3,3	2,6	2,1	2,0
Коттеджи с плитами на природном газе и электрической сауной мощностью до 12 кВт	22,3	13,3	11,3	10,0	9,3	8,6	7,5	6,3	5,6	5,0
Коттеджи с электрическими плитами мощностью до 10,5 кВт	14,5	8,6	7,2	6,5	5,8	5,5	4,7	3,9	3,3	2,6
Коттеджи с электрическими плитами мощностью до 10,5 кВт и электрической сауной мощностью до 12 кВт	25,1	15,2	12,9	11,6	10,7	10,0	8,8	7,5	6,7	5,5

Кс – коэффициент спроса, зависящий от величины заявленной мощности в квартире.

В соответствии с “Временной инструкцией…” на предпроектных стадиях рекомендуется определять расчетные нагрузки по ориентировочным удельным нагрузкам в соответствии с табл. 2.3 в зависимости от различных уровней электрификации быта, а на стадии рабочего проектирования нагрузки уточняются по приведенной выше формуле.

В табл. 2.3 при определении удельных нагрузок приняты следующие мощности электроприемников, кВт: освещение 2,8, розеточная сеть 2,8, электроплиты 9-10,5, стиральная машина 2,2, посудомоечная машина 2,2, джакузи с подогревом 2,5, душевая кабина с подогревом 3, водонагреватель аккумуляционный 2, водонагреватель проточный 8-18, кондиционеры 3, бытовые электроприборы 4, теплые полы 1.

Таблица 2.3 Ориентировочные удельные нагрузки для домов I категории

Ориентировочные удельные нагрузки для домов I категории

Характеристика квартир	Удельная нагрузка, кВт/квартира при числе квартир
1 Дома с электроплитами до 9 кВт без саун, проточных водонагревателей и кондиционеров	1	3	6	9	12	15	18	24	40	60	100	200	400	600 и более
2 Дома с электроплитами до 10,5 кВт:	16	12,8	8,2	6,1	5,1	4,6	4,2	3,8	3,2	2,9	2,6	2,2	2,1	1,8
2.1              Без саун и проточных водонагревателей
водонагревателями мощностью до 12 кВт	20	16	10,2	7,6	6,4	5,8	5,2	4,8	4,0	3,6	3,2	2,8	2,6	2,2
2.2              Без саун, но с проточными	25	20	12,8	9,5	8	7,3	6,5	6	5	4,5	4	3,5	3,3	2,8
2.3              Без саун, но с проточными водонагревателями мощностью до 18 кВт	32	25,6	16,4	12,2	10,2	9,3	8,3	7,7	6,4	5,8	5,1	4,5	4,2	3,6
2.4              С саунами мощностью до 12 кВт, без проточных водонагревателей	25	20	12,8	9,5	8	7,3	6,5	6,0	5,0	4,5	4,0	3,5	3,3	2,8
2.5              С саунами мощностью до 6 кВт и проточными водонагревателями мощностью до 8 кВт	25	20	12,8	9,5	8	7,3	6,5	6,0	5,0	4,5	4,0	3,5	3,3	2,8
2.6              С саунами мощностью до 12 кВт и проточными водонагревателями мощностью до 12 кВт	32	25,6	16,4	12,2	10,2	9,3	8,3	7,7	6,4	5,8	5,1	4,5	4,2	3,6

Необходимо пояснить, что главной целью разработчиков указанных Нормативов и Инструкции было определение усредненных расчетных нагрузок, приведенных к вводу в жилые здания или коттеджные поселки исходя из принятых за базу исходных данных.

В СП31-110-2003 расчетную нагрузку для квартир с повышенной комфортностью рекомендуется определять в соответствии с заданием на проектирование или в соответствии с заявленной мощностью и коэффициентами спроса и одновременности.

Коэффициенты спроса для квартиры повышенной комфортности:

Заявленная мощность, кВт    До 14 20 30 40 50 60 70 и более

Коэффициент спроса    0,8 0,65 0,6 0,55 0,5 0,48 0,45

Коэффициенты одновременности Ко для квартиры повышенной комфортно сти:

Число квартир   1-5 6 9 12 15 18

Коэффициент одновременности . . .  1 0,51 0,38 0,32 0,29 0,26

Число квартир    24 40 60 100 200 400 600 и более

Коэффициент одновременности. . . .  0,24 0,2 0,18 0,16 0,14 0,13 0,11

Однако, указанные рекомендации относятся также к расчетам суммарных нагрузок на вводе в жилое здание.

Расчетная нагрузка питающих линий, вводов и на шинах РУ-0,4 кВ ТП от электроприемников квартир повышенной комфортности Рр.кв кВт определяется по формуле:

где Ркв – нагрузка электроприемников квартир повышенной комфортности; n – число квартир; Ко – коэффициент одновременности для квартир повышенной комфортности.

В СП31-106-2002 для одноквартирных жилых домов расчетную нагрузку в случаях, если нет ограничений, также рекомендуется определять по заданию заказчика. Однако при ограничении возможностей энергоснабжения расчетную нагрузку электроприемников следует принимать не менее:

5,5 кВт – для домов без электрических плит;

8,8 кВт – для домов с электрическими плитами.

Если же общая площадь дома превышает 60 м2, расчетная нагрузка должна быть увеличена на 1% на каждый дополнительный 1 м2.

В реальных случаях площади квартир повышенной комфортности и коттеджей существенно отличаются от базовых и не имеют верхнего ограничения уровня электрификации быта.

Каждая отдельно взятая квартира или коттедж с приусадебными постройками представляет собой свой микромир, заполняемый не усредненными, а фактическими потребителями электроэнергии, номинальная мощность которых может существенно отличаться от принятых в нормативных материалах.

В удельных расчетных нагрузках принципиально не могло учитываться использование заказчиком различных, все более совершенных потребителей с длительным режимом работы (более 30 мин), постоянно появляющихся на рынке комфортности жилья и быта людей.

В табл. 2.4, составленной по данным нормативных документов, результатам анализа большого количества проектов, паспортным данным бытовых электроприборов, приведены рекомендуемые величины мощностей отдельных электроприемников и расчетные коэффициенты.

Определение расчетной величины Рр.р нагрузки групповых и питающих линий от электроприемников, подключаемых к розеткам, предполагается выполнять по рекомендации, приведенной в СП31-110-2003 для общежитий, по формуле:

где Руд – удельная мощность на одну розетку, при числе розеток до 100 принимаемая 0,1, свыше 100 – 0,06 кВт;

nр – число розеток;

Ко.р – коэффициент одновременности для сети розеток, определяемый в зависимости от числа

розеток:

До 10 розеток . . . .1,0

Свыше 10 до 20 розеток . . . .0,9

Свыше 20 до 50 розеток. . . .0,8

Свыше 50 до 100 розеток . . . .0,7

Свыше 100 до 200 розеток . . .0,6

Свыше 200 до 400 розеток . . .0,5

Свыше 400 до 600 розеток . . .0,4

Свыше 650 розеток. . . .0,35

Основными расчетными коэффициентами являются: коэффициент спроса Кс, коэффициент использования Ки и коэффициент мощности cosф.

Под коэффициентом спроса по нагрузке понимается отношение расчетной электрической нагрузки к номинальной (установленной) мощности электроприемников:

где Рр – расчетная электрическая нагрузка, кВт (30-мин максимум); Ру – установленная мощность электроприемников, кВт.

Таблица 2.4. Рекомендуемые величины мощностей отдельных электроприемников и расчетных коэффициентов

Рекомендуемые величины мощностей отдельных электроприемников и расчетных коэффициентов

№ п/п	Наименование электроприемников	Номинальная или установленная активная мощность	Расчетные коэффициенты	Примечание
Спроса Кс	использования Ки
1	Электрическое освещение гостиных	35-40 Вт/м2	0,8	0,8	Светильники с лампами накаливания
2	Электрическое освещение жилых комнат (спален)	25-30 Вт/м2	0,6	0,6
3	Электрическое освещение кабинетов, библиотек, игровых и т.п.	30-35 Вт/м2	0,6	0,8
4	Электрическое освещение кухонь	25-30 Вт/м2	1,0	0,8
5	Электрическое освещение холлов, коридоров и т.п.	20-25 Вт/м2	0,8	0,8
6	Бытовая розеточная сеть (телерадиоаппаратура, холодильники, пылесосы, утюги, торшеры, бра, настольные лампы и пр.)	100 Вт/розетка		0,7 -1,0	1 розетка на 6 м2 общей площади Ки=0,7 – при числе розеток более 50; Ки=0,8 – при числе розеток от 20 до 50; Ки=0,9 – при числе розеток от 10 до 20; Ки=1 – при числе розеток до 10
7	Электроплита	10,5 кВт/ппита	0,8	1,0
8	Стиральная машина	2,2 кВт	1,0	0,6
9	Посудомоечная машина	2,2 кВт	0,8	0,8
10	Сауна	4-12 кВт	0,8	0,8
11	Джакузи с подогревом	2,5 кВт	0,8	0,8
12	Душевая кабина с подогревом	3 кВт	0,6	0,8
13	Водонагреватели аккумуляционные	1,5-2 кВт	0,6	0,8
14	Водонагреватели проточные	5-18 кВт	0,4	1,0
15	Кондиционеры	1,5-4 кВт	0,7	0,8
16	Электрокамины	1-2 кВт	0,4	1,0
17	Кухонные комбайны, кофеварки, электрочайники и т.п. (суммарно)	4-5 кВт/квартира	0,3	1,0
18	Теплый пол в жилой комнате, кухне, прихожей	60 Вт/м2	0,5	1,0
19	Теплый пол в ванной, сауне, детской	80 Вт/м2	0,3	1,0
20	Электрические отопительные котлы	4-24 кВт	0,8	0,9
21	Приборы электроотопления	70-100 Вт/м2	0,8	1,0
22	Т епловентиляторы	1,5-2 кВт	0,9	0,9
23	Электрокалориферы	3-6 кВт	0,4	0,9
24	Газонокосилки	1,5-1,8 кВт	0,4	0,8
25	Погружные насосы	0,75-1,5 кВт	0,8	0,9
26	Персональные компьютеры	0,4-0,5 кВт	0,6	1,0

Под коэффициентом использования активной мощности одного или группы электроприемников понимается отношение фактически потребляемой мощности Р к номинальной мощности Рн:

Таблица 2.5 Исходные данные к примеру

Помещения	Площадь, м2	Устанавливаемые электробытовые приборы	Номинальная (установленная) мощность, кВт	Примечание
Кухня	18	Электрическая плита	10,5	Табл. 2.4 п. 7
Посудомоечная машина	2,2	Табл. 2.4 п. 9
Холодильник	0,6	По паспортным данным
Кухонный комбайн	4,0	Табл. 2.4 п. 17
Электрическое освещение	0,54	Табл. 2.4 п. 4
1 розетка на ток 16 А, 4 розетки на ток 6 А	0,5	Табл. 2.4 п. 6
Холл и коридоры	24	Электрическое освещение	0,6	Табл. 2.4 п. 5
6 розеток на ток 6 А	0,6	Табл. 2.4 п. 6
Ванная 1	14	Джакузи	2,5	Табл. 2.4 п. 11
Душ с электроподогревом	3,0	Табл. 2.4 п. 12
Теплый пол (4 м2)	0,32	Табл. 2.4 п. 19
Вентилятор	0,5	По паспортным данным
Электрическое освещение	0,28	Табл. 2.4 п. 5
4 розетки на ток 6 А	0,4	Табл. 2.4 п. 6
Ванная 2	8	Душ с электроподогревом	3,0	Табл. 2.4 п. 12
Теплый пол (4 м2)	0,32	Табл. 2.4 п. 19
Вентилятор	0,5	По паспортным данным
Стиральная машина	2,2	Табл. 2.4 п. 8
Электрическое освещение	0,12	Табл. 2.4 п. 5
2 розетки на ток 6 А	0,2	Табл. 2.4 п. 6
Гостиная	52	Электрокамин	2,0	Табл. 2.4 п. 16
Кондиционер	4,0	Табл. 2.4 п. 15
Домашний кинотеатр	0,8	По паспортным данным
Электрическое освещение	2,16	Табл. 2.4 п. 1
10 розеток на ток 6 А	1,0	Табл. 2.4 п. 6
Спальня 1	20	Теплый пол (12 м2)	0,72	Табл. 2.4 п. 18
Кондиционер	2,2	Табл. 2.4 п. 15
Электрическое освещение	0,5	Табл. 2.4 п. 2
4 розетки на ток 6 А	0,4	Табл. 2.4 п. 6
Спальня 2	18	Теплый пол (10 м2)	0,6	Табл. 2.4 п. 18
Кондиционер	2,2	Табл. 2.4 п. 15
Электрическое освещение	0,45	Табл. 2.4 п. 2
4 розетки на ток 6 А	0,4	Табл. 2.4 п. 6
Детская комната	24	Теплый пол (20 м2)	1,6	Табл. 2.4 п. 18
Кондиционер	2,2	Табл. 2.4 п. 15
Персональный компьютер	0,5	Табл. 2.4 п. 26
Электрическое освещение	0,72	Табл. 2.4 п. 3
4 розетки на ток 6 А	0,4	Табл. 2.4 п. 6
Кондиционер	2,2	Табл. 2.4 п. 15
Персональный компьютер	0,5	Табл. 2.4 п. 26
Электрическое освещение	0,77	Табл. 2.4 п. 3
4 розетки на ток 6 А	0,4	Табл. 2.4 п. 6
Итого:	200		59,6

В практических случаях, для ряда потребителей, таких как электроприемники розеточной сети и электрическое освещение коэффициент использования совпадает с коэффициентом одновременности Ко для этой группы потребителей.

Пример 1

Исходные данные:

Квартира общей площадью 200 м2 в многоквартирном доме. В квартире 5 комнат, кухня,

2 ванные комнаты, холл и коридоры. В табл. 2.5 приведены исходные данные по установленному бытовому электрооборудованию. Все потребители, за исключением электроплиты – однофазные.

Расчет нагрузок.

На основании данных табл. 2.5 составляем расчетную таблицу табл. 2.6, в которую включены расчетные коэффициенты спроса и использования, принятые по табл. 2.4.

Коэффициенты мощности приняты по данным, приведенным в §1.3.

В табл. 2.6 установленные мощности однотипных электроприемников (например, электрическое освещение, бытовая розеточная сеть, вентиляторы, теплые полы) просуммированы..

Таблица 2.6 Расчетная таблица к примеру №1

Наименование групп электропотребителей или отдельных электроприемников	Установленная (номинальная) мощность, кВт	Расчетные коэффициенты	Расчетная мощность	Примечание
спросаКс	использования Ки	мощности cosф/tgф	активная кВт	полная кВА
Электрическое освещение	6,14	0,8	0,6	1,0/0	2,95	2,95	Приняты везде лампы накаливания
Бытовая розеточная сеть	4,3	–	0,7	0,9/0,484	3,01	3,34
Электрическая плита	10,5	0,8	1,0	1,0/0	8,4	8,4	трех фазная нагрузка
Посудомоечная машина	2,2	0,8	0,8	0,8/0,75	0,41	1,76
Холодильник	0,6	1,0	0,5	0,95/0,329	0,3	0,32
Кухонный комбайн	4,0	0,3	1,0	1,0/0	1,2	1,2
Кондиционеры	12,8	0,7	0,8	0,8/0,75	7,168	8,96
Стиральная машина	2,2	1,0	0,6	0,8/0,75	1,32	1,65
Теплые полы	3,56	0,5	1,0	1,0/0	1,78	1,78
Джакузи	2,5	0,8	0,8	0,8 / 0,75	1,6	2,0
Душ с электроподогревом	6,0	0,6	0,8	1,0/0	2,88	2,88
Вентиляторы	1,0	0,6	0,6	0,8/0,75	0,36	0,45
Электрокамин	2,0	0,4	1,0	0,9 / 0,484	0,8	0,89
Домашний кинотеатр	0,8	0,6	1,0	0,8/0,75	0,48	0,6
Персональные компьютеры	1,0	0,6	1,0	0,65/1,168	0,6	0,92
Итого:	59,6			0,9 / 0,484	34,258	38,04

Расчетную активную мощность (кВт) каждой группы электроприемников определяют по формуле

Полная мощность каждой группы электроприемников, кВ*А:

Коэффициент мощности на вводе в квартире:

Учитывая, что все нагрузки, кроме электроплиты, однофазные, а питающая сеть трехфазная, пренебрегая неравномерностью загрузки фаз, на вводе в квартиру получим расчетный ток:

Выбираем для установки на вводе в квартиру автоматический выключатель трехфазный, четырехполюсный на номинальный ток 63 А.

В табл. 2.7 и 2.8 приведены рекомендуемые величины мощностей электропотребителей элитных квартир, коттеджей и отдельных построек на приусадебных участках. Рекомендуемые величины определены на основании анализа большого количества проектов, выполненных за последние годы.

В табл. 2.7 и 2.8 под установленной мощностью подразумевается суммарная мощность потребителей, длительность включения которых обычно превышает 1 час. Потребители эпизодического пользования учтены в суммарной мощности розеточной сети. В расчетной мощности учтены снижающие коэффициенты для отдельных потребителей и общий коэффициент 0,8, учитывающий одновременную работу всех потребителей.

Таблица 2.7 Рекомендуемые мощности электропотребителей элитных квартир

Рекомендуемые мощности электропотребителей элитных квартир

Общая площадь элитной квартиры, м2	Плита	Рекомендуемая мощность, кВт	Примечание
установленная	расчетная
100	Газовая	21,0	17,5	Кухня, гостиная, спальня, детская, санузел, холл
Электрическая	31,5	25,9
150	Газовая	28,7	22,9	Кухня, гостиная, 2 спальни, детская, 2 санузла, холл
Электрическая	39,2	31,3
200	Газовая	36,1	27,7	Кухня, гостиная, 2 спальни, 2 санузла, джакузи, детская, библиотека, холл
Электрическая	55,5	36,6
250	Газовая	46,6	36,8	Кухня, гостиная, 2 спальни, 2 санузла, джакузи, детская, библиотека, зимний сад, холл
Электрическая	66,1	41,2

Таблица 2.8 Рекомендуемые мощности электропотребителей коттеджей и отдельных построек на приусадебных участках

Рекомендуемые мощности электропотребителей коттеджей и отдельных построек на приусадебных участках

Общая площадь коттеджа или отдельных построек на участке, м2	Плита, обогрев	Рекомендуемая мощность, кВт	Примечание
Установленная	Расчетная
Коттедж 150	Газовая	39,0	30,3	Электроотопление, водонагреватели, погружной насос, теплые полы
Электрическая	49,5	37,5
Коттедж 250	Газовая	53,9	41,6	Электрокотел, водонагреватели, погружной насос, теплые полы
Электрическая	64,4	49,4
Коттедж 300	Газовая	58,4	44,9
Электрическая	77,9	54,4
Коттедж 400	Газовая	64,2	49,0
Электрическая	83,7	59,8
Коттедж 500	Газовая	72,0	54,6
Электрическая	91,5	65,4
Коттедж 600	Газовая	82,8	62,6
Электрическая	102,3	74,1
Гостевой дом 100	Газовая	21,2	16,5
Электрическая	31,7	23,3
Сауна 30	Дровяная	6,9	5,34	Электроотопление, водонагреватели, теплые полы
Электрическая	18,9	15,1
Гараж на два автомобиля 40	–	1,5	1,2
Теплица с электроподогревом	–	2,0	1,4
Электрическое освещение территории и художественная подсветка		4,0	2,4	Площадь участка 0,2 га

2.2. Расчет токов короткого замыкания

Расчеты токов короткого замыкания (КЗ) выполняются для:

– выбора и проверки электрооборудования по электродинамической и термической стойкости;

– определения уставок и обеспечения селективности срабатывания защиты на вводах в квартиру или коттедж.

Это в первую очередь относится к выбору автоматических выключателей.

Основными документами, регламентирующими порядок расчета токов короткого замыкания, являются:

– ГОСТ 28249-93 “Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ;

– Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования – РД 153-34.0-20.527-98 РАО ЕЭС России, (2002 г.).

Различные методики расчетов токов КЗ достаточно подробно отражены в технической литературе. В настоящей работе, на основании опубликованных материалов, приведены только те данные, которые необходимы для расчетов токов КЗ при выполнении проектов электроснабжения элитного жилища, и, в первую очередь, для электроснабжения усадьб и коттеджей.

При расчетах токов КЗ в электроустановках до 1 кВ необходимо учитывать активные и индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутого контура, включая силовые трансформаторы, трансформаторы тока, реакторы, токовые катушки автоматических выключателей и проводники. Необходимо также учитывать:

– изменение активного сопротивления проводников в короткозамкнутой цепи вследствие их нагрева при коротком замыкании;

– сопротивление электрической дуги в месте короткого замыкания.

При составлении эквивалентных схем замещения параметры элементов исходной расчетной схемы следует приводить к ступени напряжения сети, на которой находится точка КЗ.

При расчетах токов КЗ допускается:

– максимально упрощать всю внешнюю сеть по отношению к месту КЗ, представив ее системой бесконечной мощности с нулевым сопротивлением;

– принимать коэффициенты трансформации трансформаторов равными отношению средних номинальных напряжений тех ступеней напряжения, которые связывают трансформаторы. Значения средних номинальных напряжений: 10,5; 6,3; 0,4; 0,23 кВ.

В электроустановках, получающих питание непосредственно от сети энергосистемы, принято считать, что понижающие трансформаторы подключены к источнику неизменного по амплитуде напряжения через эквивалентное индуктивное сопротивление системы. Значение этого сопротивления (хс), приведенное к ступени низшего напряжения сети, рассчитываются по формуле (мОм)

где Uср.н.н – среднее номинальное напряжение сети, подключенной к обмотке низшего напряжения трансформатора, В;

Uсрв.н – среднее номинальное напряжение сети, к которой подключена обмотка высшего напряжения трансформатора, В;

Iкв.н = In0.в.н – действующее значение периодической составляющей тока при трехфазном КЗ у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, кА;

Sк – условная мощность короткого замыкания у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, МВ^А.

При отсутствии указанных данных эквивалентное индуктивное сопротивление системы допускается рассчитывать по формуле (мОм):

 

где Iот.ном – номинальный ток отключения выключателя, установленного на стороне высшего напряжения понижающего трансформатора, кА.

В случаях, когда понижающий трансформатор подключен к сети энергосистемы через реактор, воздушную или кабельную линию (длиной более 1 км), необходимо учитывать не только индуктивные, но и активные сопротивления этих элементов.

Расчеты токов КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ рекомендуется производить в именованных единицах.

Активное и индуктивное сопротивления понижающего трансформатора (RT, XT) приведенное к ступени низшего напряжения сети, рассчитывается по формулам, мОм:

где Sт.ном – номинальная мощность трансформатора, кВ*А; Рк.з – потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт; Uн.н.ном – номинальное напряжение обмотки низшего напряжения трансформатора, кВ; Uк – напряжение короткого замыкания трансформатора, %.

В табл. 2.9 приведены активные и индуктивные сопротивления трансформаторов, приведенные к напряжению 0,4 кВ.

Таблица 2.9 Сопротивление понижающих трансформаторов с вторичным напряжением 0,4 кВ

Сопротивление понижающих трансформаторов с вторичным напряжением 0,4 кВ

Номинальная мощность, кВА	Схема соединения обмоток	Напряжение короткого замыкания Uк%	Сопротивления, мОм
прямой последовательности	нулевой последовательности	току однофазного КЗ
активное r1т	индуктивное x1т	полное z1т	активное rот	индуктивное xот	активное rт(1)	индуктивное xт(1)	полное zт(1)
25	У/Ун	4,5	154,0	244,0	288,5	1650,0	1930,0			3110,0
25	У/Ун	4,7	177,0	243,0	300,6	73,0	35,4			906,0
40	У/Ун	4,5	88,0	157,0	180,0	952,0	1269,0			1944,0
40	У/Zн	4,7	100,0	159,0	187,8	44,0	13,4			562,0
63	У/Ун	4,5	52,0	102,0	114,5	504,0	873,0			1237,0
63	У/Zн	4,7	59,0	105,0	120,4	28,0	12,0			360,0
100	У/Ун	4,5	31,5	65,0	72,2	254,0	582,0			779,0
100	У/Zн	4,7	36,3	65,7	75,1	15,6	10,6			226,0
160	У/Ун	4,5	16,6	41,7	45,0	151,0	367,0	184,0	450,0	486,0
160	Д/Ун	4,5	16,6	41,7	45,0	16,6	41,7	49,8	125,0	135,0
250	У/Ун	4,5	9,4	27,2	28,7	96,5	235,0	115,0	289,0	311,0
250	Д/Ун	4,5	9,4	27,2	28,7	9,4	27,2	28,2	81,6	86,3
400	У/Ун	4,5	5,5	17,1	18,0	55,6	149,0	66,6	183,0	195,0
400	Д/Ун	4,5	5,9	17,0	18,0	5,9	17,0	17,7	51,0	54,0
630	У/Ун	5,5	3,1	13,6	14,0	30,2	95,8	36,4	123,0	128,0
630	Д/Ун	5,5	3,4	13,5	14,0	3,4	13,5	10,2	40,5	42,0
1000	У/Ун	5,5	1,7	8,6	8,8	19,6	60,6	2,3	77,8	81,0
1000	Д/Ун	5,5	1,9	8,6	8,8	1,9	8,6	5,7	25,8	26,4
1600	У/Ун	5,5	1,0	5,4	5,5	16,3	50,0	18,3	60,8	63,5
1600	Д/Ун	5,5	1,1	5,4	5,5	1,1	5,4	3,3	16,2	16,5
2500	Д/Ун	5,5	0,64	3,46	3,52	0,64	3,46	1,92	10,38	10,56

Активное и индуктивное сопротивления шинопроводов определяется по формуле:

где R0ш и Х0ш – удельное активное и реактивное сопротивление шинопровода, Ом/м;

lш – длина шинопровода, м.

Сопротивления комплектных шинопроводов заводского изготовления типов ШРА и ШМА приведены в табл.2.10.

Таблица 2.10 Значения сопротивлений комплектных шинопроводов

Значения сопротивлений комплектных шинопроводов

Тип шинопровода	Номинальный ток, А	Сопротивление фазы, мОм/м	Сопротивление нулевого проводника, мОм/м
активное	индуктивное	активное	индуктивное
ШМА4-1250	1250	0,034	0,016	0,054	0,053
ШМА4-1600	1600	0,030	0,014	0,037	0,042
ШМА4-3200	3200	0,010	0,005	0,064	0,035
ШМА68Н	4000	0,013	0,015	0,007	0,045
ШРА73	250	0,210	0,210	0,210	0,210
ШРА73	400	0,150	0,170	0,162	0,164
ШРА73	630	0,10	0,130	0,162	0,164

При отсутствии данных сопротивление шинопровода от трансформатора к автоматическому выключателю можно принять ориентировочно: Rш = 0,5 мОм, Хш = 0,25 мОм.

Активное и индуктивное сопротивления воздушных линий (ВЛ):

– активное сопротивление (Ом)

где р – удельное сопротивление материала провода, для меди р = 0,0178 Ом*мм2/м, для алюминия р = 0,0294.

l – длина линии, м;

S – сечение провода, мм2.

– индуктивное сопротивление на фазу (мОм/м) определяется по формуле:

где а – расстояние между проводниками, мм;

dпp – диаметр проводника, мм.

Активное и индуктивное сопротивления кабелей с алюминиевыми и медными жилами приведены в табл. 2.11-2.14, воздушных линий – в табл. 2.15.

Индуктивное сопротивление петли фаза-нуль (мОм/м) при фазном и нулевом проводниках выполненных из круглых проводов одинакового сечения и проложенных параллельно, определяется по формуле:

Сопротивления петли фаза-нуль без учета заземляющих устройств приведены в табл. 2.16, полные сопротивления петли фаза-нуль воздушных линий и кабелей приведены в табл. 2.17.

Активные и индуктивные сопротивления аппаратов, устанавливаемых в сетях напряжением до 1 кВ приведены в табл. 2.18 и 2.19. Приведенные значения сопротивлений автоматических выключателей включают в себя сопротивления токовых катушек расцепителей и переходные сопротивления подвижных контактов.

Таблица 2.11 Активные и индуктивные сопротивления кабеля с алюминиевыми жилами в непроводящей оболочке

Активные и индуктивные сопротивления кабеля с алюминиевыми жилами в непроводящей оболочке

Сечение кабеля, мм	Сопротивление трех и четырехжильного кабеля в непроводящей оболочке, мОм/м
Прямая последовательность	Нулевая последовательность
r1=r2	X1=x2	r0	x0
3×4	9,61	0,092	11,7	2,31
3×6	6,41	0,087	8,51	2,274
3×10	3,84	0,082	5,94	2,24
3×16	2,4	0,078	4,5	2,2
3×25	1,54	0,062	3,64	2,17
3×35	1,1	0,061	3,3	2,14
3×50	0,769	0,06	2,869	2,08
3×70	0,549	0,059	2,649	2,07
3×95	0,405	0,057	2,505	2,05
3×120	0,32	0,057	2,42	2,03
3×150	0,256	0,056	2,36	2,0
3×4+1х2,5	9,61	0,098	11,71	2,11
3×6+1х4	6,41	0,094	8,71	1,968
3×10+1×6	3,84	0,088	5,9	1,811
3×16+1×10	2,4	0,084	4,38	1,558
3×25+1×16	1,54	0,072	3,42	1,258
3×35+1×16	1Д	0,068	2,97	1,241
3×50+1×25	0,769	0,066	2,449	0,949
3×70+1×35	0,549	0,065	2,039	0,741
3×95+1×50	0,405	0,064	1,665	0,559
3×120+1×50	0,32	0,064	1,54	0,545
3×150+1×70	0,256	0,063	1,276	0,43

Следует учитывать, что каждый автомат включается в цепь последовательно через два разъемных контакта. Для приближенного учета переходного сопротивления электрических контактов принимают: Rк = 0,1 мОм – для контактных соединений кабелей; Rк = 0,01 мОм – для шинопроводов; Rк – 1,0 мОм – для коммутационных аппаратов.

Ниже приведены переходные активные сопротивления неподвижных контактных соединений, мОм:

переходные активные сопротивления неподвижных контактных соединений

Кабель (алюминиевый) сечением, мм2:	Сопротивление
16	0,85
25	0,064
35	0,056
50	0,043
70	0,029
95	0,027
120	0,024
190	0,021
240	0,012
Шинопроводы типа ШРА-73, ШРА-4 на номинальный ток, А: 250 0,009
400	0,006
630	0,0037
Шинопроводы типа ШМА-73, ШМА-4 на номинальный ток, А: 1600 0,0034
2500	0,0024
3200, 4000	0,0012

Таблица 2.12 Активные и индуктивные сопротивления кабеля с алюминиевыми жилами в алюминиевой оболочке

Сечение кабеля, мм	Сопротивление трех и четырехжильного кабеля в алюминиевой оболочке, мОм/м
Прямая последовательность	Нулевая последовательность
r1= г2	x1=x2	r0	x0
3×4	9,61	0,092	10,95	0,579
3×6	6,41	0,087	7,69	0,523
3×10	3,84	0,082	5,04	0,461
3×16	2,4	0,078	3,52	0,406
3×25	1,54	0,062	2,63	0,359
3×35	1Д	0,061	2,07	0,298
3×50	0,769	0,06	1,64	0,257
3×70	0,549	0,059	1,31	0,211
3×95	0,405	0,057	1,06	0,174
3×120	0,32	0,057	0,92	0,157
3×150	0,256	0,056	0,78	0,135
3×185	0,208	0,056	0,66	0,122
3×240	0,16	0,055	0,553	0,107
3 х4+1 х2,5	9,61	0,098	10,87	0,57
Зх6+1х4	6,41	0,094	7,6	0,463
3×10+1×6	3,84	0,088	4,94	0,401
3×16+1×10	2,4	0,084	3,39	0,336
3×25+1×16	1,54	0,072	2,41	0,256
3×35+1×16	1Д	0,068	1,93	0,232
3×50+1×25	0,769	0,066	1,44	0,179
3×70+1×35	0,549	0,065	1,11	0,145
3×95+1×50	0,405	0,064	0,887	0,124

Таблица 2.13 Активные и индуктивные сопротивления кабеля с алюминиевыми жилами в свинцовой оболочке

Активные и индуктивные сопротивления кабеля с алюминиевыми жилами в свинцовой оболочке

Сечение кабеля, мм	Сопротивление трех и четырехжильного кабеля в свинцовой оболочке, мОм/м
Прямая последовательность	Нулевая последовательность
r1= г2	x1=x2	r0	x0
3×4	9,61	0,092	11,6	1,24
3×6	6,41	0,087	8,38	1,2
3×10	3,84	0,082	5,78	1,16
3×16	2,4	0,078	4,32	1,12
3×25	1,54	0,062	3,44	1,07
3×35	1Д	0,061	2,96	1,01
3×50	0,769	0,06	2,6	0,963
3×70	0,549	0,059	2,31	0,884
3×95	0,405	0,057	2,1	0,793
3×120	0,32	0,057	1,96	0,742
3×150	0,256	0,056	1,82	0,671
3×185	0,208	0,056	1,69	0,606
3×240	0,16	0,055	1,55	0,535
Зх4+1х2,5	9,61	0,098	11,52	1,13
Зх6+1х4	6,41	0,094	8,28	1,05
3×10+1×6	3,84	0,088	5,63	0,966
3×16+1×10	2,4	0,084	4,09	0,831
3×25+1×16	1,54	0,072	3,08	0,668
3×35+1×16	U	0,068	2,63	0,647
3×50+1×25	0,769	0,066	2Д	0,5
3×70+1×35	0,549	0,065	1,71	0,393
3×95+1×50	0,405	0,064	1,39	0,317
3×120+1×50	0,32	0,064	1,27	0,301
3×150+1×70	0,256	0,063	1,05	0,248
3×185+1×70	0,208	0,063	0,989	0,244

Таблица 2.14 Активные и индуктивные сопротивления кабеля с медными жилами в стальной оболочке

Активные и индуктивные сопротивления кабеля с медными жилами в стальной оболочке

Сечение кабеля, мм	Прямая последовательность	Нулевая последовательность
r1= г2	x1=x2	r0	x0
3×6	3,54	0,094	4,07	1,69
3×10	2,13	0,088	2,66	1,65
3×16	1,33	0,082	1,86	1,61
3×25	0,85	0,082	1,38	1,57
3×35	0,61	0,079	1,14	1,54
3×50	0,43	0,078	0,96	1,51
3×70	0,3	0,065	0,83	1,48
3×95	0,22	0,064	0,75	1,45
3×120	0,18	0,062	0,71	1,43
3×150	0,14	0,061	0,67	1,41
3×185	0,115	0,061	0,65	1,39
3×240	0,089	0,06	0,62	1,36
3×6+1х4	3,54	0,1	4,19	1,55
3×10+1×6	2,13	0,095	2,82	1,46
3×16+1×10	1,33	0,09	2,07	1,31
3×25+1×16	0,85	0,089	1,63	1,11
3×35+1×16	0,61	0,086	1,37	1,09
3×50+1×25	0,43	0,086	1,18	0,88
3×70+1×25	0,3	0,073	1,05	0,851
3×70+1×35	0,3	0,074	1,01	0,654
3×95+1×35	0,22	0,072	0,92	0,69
3×95+1×50	0,22	0,072	0,84	0,54
3×120+1×35	0,18	0,07	0,88	0,68
3×120+1×70	0,18	0,07	0,7	0,47
3×150+1×50	0,18	0,07	0,74	0,54
3×150+1×70	0,18	0,07	0,66	0,42
3×185+1×50	0,14	0,07	0,7	0,54
3×185+1×95	0,115	0,069	0,54	0,34
4×6	3,54	од	4,24	1,49
4×10	2,13	0,095	2,88	1,34
4×16	1,33	0,09	2,12	1,14
4×25	0,85	0,089	1,63	0,91
4×35	0,61	0,086	1,33	0,74
4×50	0,43	0,086	1,05	0,58
4×70	0,3	0,073	0,85	0,42
4×95	0,22	0,072	0,66	0,35
4×120	0,18	0,07	0,54	0,31
4×150	0,14	0,07	0,45	0,28
4×185	0,115	0,069	0,37	0,27

При расчетах токов КЗ учитываются активное и индуктивное сопротивления первичных обмоток всех многовитковых измерительных трансформаторов тока (Кт.а, Хта), которые имеются в цепи КЗ. Параметры некоторых многовитковых трансформаторов тока приведены в табл. 2.19. Активным и индуктивным сопротивлением одновитковых трансформаторов (на токи более 500 А) при расчетах токов КЗ можно пренебречь.

Активное сопротивление дуги приведено в табл. 2.20.

Рассмотрим принципы расчета токов трехфазного и однофазного короткого замыкания. Под трехфазным КЗ подразумевается короткое замыкание между тремя фазами в электрической системе. Под однофазным КЗ подразумевается короткое замыкание на землю силовых элементов в трехфазной электрической системе с глухозаземленной нейтралью, при котором с землей соединяется только одна фаза.

Расчет токов трехфазного КЗ заключается в определении:

– начального действующего значения периодической составляющей тока КЗ;

– апериодической составляющей тока КЗ в начальный и произвольный момент времени;

– ударного тока КЗ.

При питании потребителя от энергосистемы через понижающий трансформатор начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ (7к0) без учета подпитки от электродвигателей рассчитывается по формуле (кА)

где Uср.н.н – среднее номинальное напряжение сети, в которой произошло КЗ, В;

– полное сопротивление цепи КЗ, мОм;

х1кз – суммарное активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности цепи КЗ, равные соответственно

где хc – эквивалентное индуктивное сопротивление системы до понижающего трансформатора, приведенное к ступени низшего напряжения, мОм;

гт и хт – активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающего трансформатора, мОм;

rр и хр – активное и индуктивное сопротивления реакторов, мОм (по данным завода изготовителя);

rтт и хтт – активное и индуктивное сопротивления первичных обмоток трансформатора тока, Ом; гАВ и хАВ – активное и индуктивное сопротивления автоматических выключателей, мОм, ключая сопротивления токовых катушек расцепителей и переходные сопротивления подвижных контактов;

гш и хш – активное и индуктивное сопротивления шинопроводов, мОм;

rк – суммарное активное сопротивление различных контактов, мОм;

гкб ,гвл , и хкб, хвл – активные и индуктивные сопротивления кабельных и воздушных линий, мОм; rД – активное сопротивление дуги в месте КЗ, мОм.

Таблица 2.15 Активное и индуктивное сопротивление проводов воздушных линий и кабелей (на напряжение до 500 В)

Активное и индуктивное сопротивление проводов воздушных линий и кабелей (на напряжение до 500 В)

Сечение, мм2	Сопротивление, мОм/м
активное	индуктивное
алюминий	медь	провода, открыто проложенные	кабели с поясной бумажной изоляцией	провода в трубах, кабели с резиновой и ПВХ изоляцией
1,5	22,2	13,35	–	0,11	0,13
2,5	13,3	8	–	0,09	0,13
4	8,35	5	0,33	0,1	0,11
6	5,55	3,33	0,32	0,09	0,10
10	3,33	2	0,31	0,07	0,10
16	2,08	1,25	0,29	0,07	0,10
25	1,33	0,8	0,27	0,07	0,09
35	0,95	0,57	0,26	0,06	0,09
50	0,67	0,4	0,25	0,06	0,09
70	0,48	0,29	0,24	0,06	0,08
95	0,35	0,21	0,23	0,06	0,08
120	0,28	0,17	0,22	0,06	0,08
150	0,22	0,13	0,21	0,06	0,08
185	0,18	0,11	0,21	0,06	0,08
240	0,14	0,08	0,2	0,06	0,08
300	0,12	0,07	0,19	0,06	–

Таблица 2.16 Значения сопротивления петли фаза-нуль без учета заземляющих устройств

Значения сопротивления петли фаза-нуль без учета заземляющих устройств

Сечение фазного провода, мм2	Активное (числитель) и индуктивное (знаменатель) сопротивление петли, мОм, при сечении нулевого провода, мм2
16	25	35	50	70
16	3,68/0,68	–	–	–	–
25	2,98/0,67	2,92/0,66	–	–	–
34	–	1,99/0,65	1,70/0,64	–	–
50	–	1,73/0,64	1,44/0,63	1,18/0,62	–
70	–	–	1,27/0,62	1,01/0,61	0,84/0,60

Таблица 2.17 Полные сопротивления петли фаза-нуль воздушных линий и кабелей, мОм/м

Полные сопротивления петли фаза-нуль воздушных линий и кабелей, мОм/м

Сечение провода, мм2	Кабель или провод	Провода на роликах и изоляторах	Провода воздушных линий
прямого	обратного	медный	алюминиевый	медные	алюминиевые	медные	алюминиевые
1	1	37,8	–	–	–	–	–
1,5	1	31,5	–	–	–	–	–
1,5	1,5	25,2	–	25,2	–	–	–
2,5	1,5	20,2	–	20,2	–	–	–
2,5	2,5	15,1	25,2	15,1	25,2	–	–
4	1,5	17,3	–	17,3	–	–	–
4	2,5	12,2	20,5	12,2	20,5	–	–
6	2,5	10,6	17,9	10,6	17,9	–	–
6	4	7,71	13,2	7,71	13,2	–	–
6	6	6,12	10,5	6,14	10,5	6,16	–
10	4	6,50	11,1	6,52	11,1	–	–
10	6	4,90	8,42	4,92	8,42	4,96	–
10	10	3,68	6,32	3,71	6,32	3,75	–
16	6	4,26	7,24	4,28	7,24	4,32	–
16	10	3,04	5,14	3,08	5,15	3,13	–
16	16	2,40	3,96	2,45	3,99	2,52	4,03
25	10	2,58	4,44	2,62	4,46	2,69	4,50
25	16	1,94	3,26	1,98	3,30	2,08	3,34
25	25	1,49	2,56	1,55	2,60	1,68	2,66
35	10	2,38	4,08	2,42	4,11	2,48	4,15
35	16	1,74	2,90	1,79	2,96	1,87	3,00
35	35	1,09	1,84	1,16	1,90	1,29	1,96
50	16	1,60	2,62	1,65	2,66	1,74	2,70
50	25	1,14	1,92	1,21	1,97	1,32	2,03
50	50	0,793	1,29	0,890	1,36	1,05	1,44
70	25	1,03	1,74	1,11	1,80	1,24	1,86
70	35	0,833	1,39	0,927	1,45	1,08	1,53
70	70	0,58	0,932	0,706	1,03	0,896	1,13
95	35	0,755	1,27	0,856	1,34	1,02	1,42
95	50	0,608	0,99	0,712	1,08	0,915	1,18
95	95	0,428	0,797	0,566	0,815	0,772	0,907
120	50	0,568	0,922	–	–	0,858	1,09
120	70	0,461	0,745	–	–	0,792	0,945
120	120	0,350	0,561	–	–	0,732	0,808
150	50	0,535	0,862	–	–	–	1,04
150	70	0,430	0,687	–	–	–	0,808
150	150	0,285	0,446	–	–	–	0,732

Таблица 2.18 Сопротивления включения токовых катушек ресцепителей и переходные сопротивления подвижных контактов автоматических выключателей и разъемных контактов рубильников

Сопротивления включения токовых катушек ресцепителей и переходные сопротивления подвижных контактов автоматических выключателей и разъемных контактов рубильников

Номинальный ток, А	Сопротивления автоматических выключателей при 65 С, мОм	Сопротивление разъемных контактов рубильников, мОм
активное	индуктивное
50	7	4,5	–
70	3,5	2	–
100	2,15	1,2	0,5
140	1,3	0,7	–
200	1,1	0,5	0,4
400	0,65	0,17	0,4
600	0,41	0,13	0,15
1000	0,25	од	0,08
1600	0,14	0,08	0,02
2500	0,13	0,07	–
4000	0.1	0,05	–

Таблица 2.19 Сопротивление первичных обмоток многовитковых трансформаторов тока

Сопротивление первичных обмоток многовитковых трансформаторов тока

Коэффициент трансформации трансформатора тока	Сопротивление, мОм, первичных обмоток многовитковых трансформаторов тока класса точности
1	2
Rт.т	Xт.т	Rт.т	Xт.т
20/5	42	67	19	17
30/5	20	30	8,2	8
40/5	11	17	4,8	4,2
50/5	7	11	3	2,8
75/5	3	4,8	1,3	1,2
100/5	1,7	2,7	0,75	0,7
150/5	0,75	1,2	0,33	0,3
200/5	0,42	0,67	0,19	0,17
300/5	0,2	0,3	0,09	0,08
400/5	0,11	0,17	0,05	0,04
500/5	0,05	0,07	0,02	0,02

Таблица 2.20 Значении активного сопротивления дуги

Значении активного сопротивления дуги

Расчетные условия КЗ	Активное сопротивление души rд, мОм, при КЗ за трансформаторами мощности, кВ-А
250	400	630	1000	1600	2500
КЗ вблизи выводов низшего напряжения трансформатора: – в разделке кабелей напряжением 0,4 кВ	15	10	7	5	4	3
– в шинопроводе типа ШМА напряжением 0,4 кВ	–	–	–	6	4	3
КЗ в конце шинопровода типа ШМА длиной 100-150 м напряжением 0,4 кВ	–	–	–	6-8	5-7	4-6

Апериодическая составляющая тока КЗ равна амплитуде периодической составляющей тока в начальный момент КЗ, т.е.:

Апериодическая составляющая тока КЗ в произвольный момент времени определяется по формуле:

где t – время, с;

Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, с, равная

где ХЕ и RE – результирующие индуктивное и активное сопротивления цепи КЗ, мОм; юс – синхронная угловая частота напряжение сети, рад/с.

Ударный ток трехфазного КЗ в электроустановках с одним источником энергии (энергосистема или автономный источник) рассчитываются по формуле:

где – ударный коэффициент, определяемый по кривым, приведенным на

рис. 2.1;

Рис. 2.1 Кривые зависимости ударного коэффициента КУД от отношений R/X и X/R

Та – постоянная времени затухания

апериодической составляющей тока КЗ;

– угол сдвига по фазе напряжения или ЭДС источника и периодической составляющей тока КЗ;

время от начала КЗ до появления ударного тока.

Пример расчета трехфазного КЗ

Определить ток КЗ на вводе в дом (коттедж).

Поселок питается от распределительного пункта (РП) энергосистемы по ВЛ-10 кВ через трансформатор 10/0,4 кВ, мощностью 400 кВ*А.

Электроснабжение коттеджа осуществляется кабельной линией 0,4 кВ длиной 300 м.

Кабель с медными жилами сечением 4х50 мм2 (рис. 2.2).

Мощность КЗ на шинах РП-10 Sк.з=200 МВ*А.

Расчетная схема и схема замещения представлены на рис. 2.3.

Учитывая, что длина линии 10 кВ от РП 10 кВ системы до трансформаторной подстанции менее 1 км, то в соответствии с ГОСТ 28249-93 в расчетах токов КЗ линия может не учитывается.

Рис. 2.2 Cхема электроснабжения коттеджа

Рис. 2.3 Расчетная схема (а) и схема замещения (б) электроснабжения коттеджа

Определение сопротивлений схемы замещения

– Сопротивление системы:

– Сопротивление трансформатора 400 кВА (табл. 2.9):

– Переходное сопротивление электрических контактов (см. ГОСТ 28249-93 п.2.5), Rк = 0,1 мОм;

– Сопротивление автоматических выключателей (табл. 2.18)

– Сопротивление трансформатора тока 300/5А 1 (см. табл. 2.19)  

– Сопротивление КЛ-0,4 кВ, сечением 4×50, длиной 300 м (табл. 2.14)

– Сопротивление контура КЗ:

активное:

реактивное:

Полное сопротивление цепи КЗ:

Начальное значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ:

Апериодическая составляющая тока КЗ в начальный момент КЗ:

где Iа0 – наибольшее начальное значение апериодической составляющей тока КЗ.

Апериодическая составляющая в произвольный момент времени t рассчитывается по формуле:

где t — время, с

Та— постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ;

в нашем случае

апериодическая составляющая затухает примерно через 0,002 с и ее можно не учитывать.

Ударный ток КЗ:

где куд. = 1 – по кривой на рис. 2.1 из соотношения

Расчет токов однофазных коротких замыканий в сетях до 1 кВ выполняется для обеспечения надежной работы защиты при минимальных значениях тока КЗ в конце защищаемой линии.

Расчетная точка однофазного КЗ – электрически наиболее удаленная точка участка сети, защищаемая выключателем.

В соответствии с требованиями “Правил устройства электроустановок” (ПУЭ) для надежного отключения поврежденного участка сети наименьший расчетный ток короткого замыкания должен превышать номинальный ток плавкой вставки или номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, защищающего этот участок сети, с обратнозависимой от тока характеристикой не менее чем в 3 раза.

Если автоматический выключатель имеет только мгновенно действующий расцепитель (отсечку), то наименьший расчетный ток короткого замыкания должен превышать уставку отсечки не менее чем в 1,4 раза.

По сравнению с расчетом токов трехфазных КЗ, расчет токов однофазных КЗ является более сложным, т.к. в этом случае помимо учета сопротивления в прямой цепи короткого замыкания ( в фазе) необходим учет сопротивления и в цепи зануления (в обратной цепи). Когда для зануления используются стальные трубы, обрамления кабельных каналов и другие строительные конструкции, в решении вопроса о сопротивлении цепи короткого замыкания появляется много неопределенностей.

Кроме того, однофазные короткие замыкания относятся к несимметричным, что вносит в расчет дополнительные сложности.

Расчет токов однофазных КЗ можно выполнять методом симметричных составляющих или по сопротивлению петли фаза-нуль.

Метод симметричных составляющих предложен для упрощения расчетов несимметричных КЗ. Сущность этого метода состоит в замене несимметричной системы токов трехфазной сети при однофазном коротком замыкании тремя симметричными системами: прямой, обратной и нулевой последовательности. Симметричные системы являются достаточно простыми для теоретического расчета. При практическом использовании этого метода часто возникают затруднения из-за отсутствия справочных материалов по сопротивлениям нулевой последовательности для принятого варианта выполнения цепи зануления.

При расчете токов однофазного КЗ по сопротивлению петли фаза-нуль используется закон Ома, но встречаются те же затруднения с исходными данными.

Оба метода должны давать один и тот же результат и теоретически могут быть выведены один из другого. Точность расчета определяется только точность исходных данных.

В ГОСТ 28249-93 в основу расчета токов однофазных КЗ положен метод симметричных составляющих, который более подробно рассматривается ниже.

Расчет однофазного КЗ методом симметричных составляющих производят по формуле:

где I1 – действующее значение периодической составляющей тока однофазного КЗ, кА;

Uл – среднее номинальное (линейное) напряжение сети, В;

R1E – суммарное активное сопротивление фазной цепи короткого замыкания (сопротивление прямой последовательности), мОм;

R0E – суммарное активное сопротивление цепи КЗ для тока нулевой последовательности (сопротивление нулевой последовательности), мОм;

Х1E – суммарное индуктивное сопротивление фазной цепи короткого замыкания (сопротивление прямой последовательности), мОм;

Х0E – суммарное индуктивное сопротивление цепи КЗ для тока нулевой последовательности (сопротивление нулевой последовательности), мОм.

Сопротивления обратной последовательности равны сопротивлениям прямой последовательности и в приведенной формуле учитываются коэффициентом 2 перед R1E и Х1Е.

Суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления фазной цепи короткого замыкания определяются по формулам:

где r1Т и Х1Т – сопротивления прямой последовательности понижающего трансформатора, мОм;

r1Л и Х1Л – сопротивления прямой последовательности линии (фазного проводника), мОм;

rТТ и ХТТ – сопротивления первичных обмоток трансформаторов тока, мОм;

rА и ХА – сопротивления автоматических выключателей, мОм;

rК – суммарное активное сопротивление различных контактов в фазной цепи КЗ, мОм;

rД – активное сопротивление электрической дуги в месте КЗ, мОм.

Суммарное активное и суммарное индуктивное сопротивления цепи КЗ для тока нулевой последовательности определяются по формулам:

где r0Т и Х0Т – сопротивления нулевой последовательности понижающего трансформатора, мОм; r0Л и Х0Л – сопротивление нулевой последовательности линии (сопротивления шинопроводов, проводов, кабелей с учетом цепи зануления), мОм;

rТТ, ХТТ, rА, ХА, rК и rД – сопротивления фазной цепи КЗ, мОм.

Сопротивление нулевой последовательности линии равно сопротивлению фазного проводника плюс утроенное сопротивление цепи зануления:

где rН и ХН – эквивалентные сопротивления цепи зануления (нуля) от точки КЗ до трансформатора с учетом всех зануляющих элементов (нулевого провода, оболочки кабеля, стальных труб и т.д.), мОм.

Увеличение в 3 раза сопротивления цепи зануления для тока нулевой последовательности поврежденной фазы вызвано тем, что в соответствии с методом симметричных составляющих через цепь зануления замыкаются равные по значению токи нулевой последовательности всех трех фаз. Таким образом:

При определении минимальных значений токов однофазных КЗ для проверки чувствительности защиты рекомендуется учитывать увеличение активного сопротивления проводников в результате нагревания их током короткого замыкания. Для этого сопротивления проводников сечением до 16 мм2 (включительно) рекомендуется приводить к температуре 1200С, сопротивления проводников сечением 25-95 мм2 – к температуре 1450С, сопротивления проводников сечением 120-140 мм2 – к температуре 950С. Такие (ориентировочные) значения температуры проводников в конце КЗ получены в результате расчетов с учетом реальных время-токовых характеристик аппаратов защиты и при условии адиабатического процесса нагрева жил проводников. Государственным стандартом ГОСТ 2824+-89 допускается принимать для всех сечений значение температурного коэффициента электрического сопротивления равным 1,5, что соответствует температуре 1450С. Но проводники крупных сечений до такой температуры за время КЗ практически не нагреваются.

Температурный коэффициент для приведения сопротивления проводника при 200С к сопротивлению при конечной температуре вычисляется по формуле:

где Oкон. – температура жилы проводника в конце КЗ, 0С.

Сопротивление проводника при конечной температуре

где r20 – сопротивление проводника при температуре 20 0С.

Пример расчета тока однофазного КЗ.

Для схемы по рис. 2.2 определить ток однофазного КЗ на вводе в коттедж.

Расчет проводим методом симметричных составляющих.

При питании электроустановки от системы через понижающий трансформатор начальное значение периодической составляющей тока однофазного КЗ рассчитывается по формуле (кА):

где r1E , х1E – активное и индуктивное суммарные сопротивления прямой последовательности относительно точки КЗ. В нашем случае (см. расчет трехфазного КЗ) – r1E =137,5 мОм, X1Е =45,4 мОм;

r0E , XOE. – активное и индуктивное суммарные сопротивления нулевой последовательности относительно точки КЗ.

Эти сопротивления равны:

где r0Т , X0Т – активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности понижающего трансформатора;

rТТ , XТТ – активное и индуктивное сопротивления трансформатора тока;

rкв, ХКВ – активное и индуктивное сопротивления автоматических выключателей;

гК – сопротивление контактов.

Для рассматриваемого примера:

По табл. 2.9 сопротивления нулевой последовательности трансформатора 400 кВА составляют: Х0Т = 149 мОм, r0Т = 55,6 мОм.

Сопротивление нулевой последовательности кабельной линии:

где r’0 и x’0 – активное и индуктивное сопротивления 1 м медного кабеля сечением 4×50 мм2 (табл. 2.14);

Таким образом:

Ток однофазного КЗ: