Расчет электрических нагрузок. Выбор системы заземления

 

Электрические нагрузки являются исходными данными для решения сложного комплекса технических и экономических вопросов, возникающих при проектировании электроснабжения зданий и сооружений. Определение электрических нагрузок составляет первый этап проектирования любой системы электроснабжения и производится с целью выбора и проверки токоведущих элементов и трансформаторов по нагреву и экономическим соображениям, расчета отклонений и колебаний напряжений, выбора компенсирующих установок, защитных устройств и т.д.

От правильной оценки ожидаемых электрических нагрузок зависит рациональность выбора схемы и всех элементов системы электроснабжения и ее технико-экономические показатели.

Метод определения электрических нагрузок в жилых зданиях существенно отличается от методов определения электрических нагрузок в производственных, общественных и подсобных зданиях.

Если электрические нагрузки (осветительная и силовая) в производственных, общественных и подсобных зданиях определяют, исходя из установленной мощности, полученной в результате светотехнического расчёта, и установленной мощности технологического оборудования с учётом режимов его работы, то величины электрических нагрузок в жилых зданиях зависят от насыщенности их осветительными и электробытовыми приборами (телевизоров, радиоприёмников, холодильников и т.п.).

Поскольку количество электроприборов и время их использования жильцами зависят от многих факторов, то электрические нагрузки жилых домов являются случайными, что создаёт трудности для их определения. В жилых зданиях при определении нагрузок используют метод, основанный на теории вероятностей и многолетних исследований. За основу метода принята удельная нагрузка в киловаттах на одну семью. Значение удельной нагрузки зависит от размера жилой площади дома, вида кухонных приборов (газовые, электрические и прочие плиты).

В первом приближении расчетная нагрузка группы жилья с одинаковой удельной электрической нагрузкой, приведенная к линии питания, вводу в жилой дом, шин напряжением 0,4 кВ ТП: где - удельная расчетная электрическая нагрузка одного жилья (квартиры), которое задано по условию или выбирается из справочной таблицы в зависимости от принятого уровня электрификации и количества квартир, присоединенных к данному звену электросети, кВт/квартира. В таблице 1 приведены исходные данные типовой квартиры, с указанием площади каждой комнаты и приборов, установленных в ней. Данная таблица поможет нам разделить квартиру на несколько групп и посчитать все нагрузки потребляемые квартирой.

В таблицу 1 сведены наименования и установленные мощности потребителей электроэнергии.

 

Таблица 1- Электропотребители и площади размещения

Помещение	Площадь, м2	Устанавливаемые электробытовые приборы	Номинальная (установленная) мощность, кВт
Кухня	10	Электрическая плита	10,5
		Посудомоечная машина	2,2
		Холодильник	0,6
		Кухонный комбайн	4
		Электрическое освещение	0,54
		1 розетка на ток 16 А, 4 розетки на ток 6 А	0,5
Холл и коридоры	6	Электрическое освещение	0,6
		6 розеток на ток 6 А	0,6
Ванная	8	Теплый пол (4 м2)	0,32
		Вентилятор	0,5
		Стиральная машина	2,2
		Электрическое освещение	0,28
		4 розетки на ток 6 А	0,4
Комната 1	22	Персональный компьютер	0,5
		Электрическое освещение	1,12
		6 розеток на ток 6 А	0,6
		Кондиционер	2,2
Комната 2	18	Электрическое освещение	1,14
		6 розеток на ток 6 А	0,6
Итого:	64		29,4

 

В таблице 2 приводятся рекомендуемые величины мощностей отдельных электроприемников и расчетных коэффициентов.

 

Таблица 2- Рекомендуемые величины мощностей отдельных электроприемников и расчетных коэффициентов

Наименование групп электропотребителей или отдельных электроприемников	Установленная (номинальная) мощность, кВт	Расчетные коэффициенты			Расчетная мощность		Примечание
		спроса Кс	использования Ки	мощности cosφ/tgφ	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
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
Кондиционер	2,2	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
Теплый пол	0,32	0,5	1,0	1,0/0	1,78	1,78
Вентиляторы	1,0	0,6	0,6	0,8/0,75	0,36	0,45
Персональный компьютер	1,0	0,6	1,0	0,65/1,168	0,6	0,92
Итого:	31,46			0,9/0,484	37,498	31,73

 

Разделим всю квартиру на 5 групп и рассчитаем полную мощность для каждой:

1. Кухня  (кВА).

2. Холл, коридор и ванная  (кВА).

3. Гостиная  (кВА).

4. Спальня  (кВА).

5. Детская комната (кВА).

Пример расчета произведём для гостиной (комната 1), пользуясь данными  таблиц 1 и 2.

 

Расчетную активную мощность (кВт) группы электроприемников определяют по формуле

 

(кВт),

(1)

 

где - средний коэффициент спроса электроприборов (см. табл. 2);

- средний коэффициент использования электроприборов (см. табл.2).

Полная мощность группы электроприемников

 

(кВА),

(2)

где - средний коэффициент мощности всех приборов входящих в группу.

Зная, эти величины мы можем рассчитать:

- коэффициент мощности на вводе в квартире

 

(3)

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

 

(А),

(4)

 

где - напряжение сети в (кВ).

 Для установки на вводе в квартиру подходит автоматический выключатель трехполюсный на номинальный ток 32 А.

Выбор системы заземления

Система TN-C-S — это самая перспективная система заземления для нашего государства. С помощью нее обеспечивается высокий уровень безопасности от поражения электрическим током, в связи с использованием устройств защитного отключения (УЗО).

Среди недостатков системы TN-C-S можно назвать то что при нарушении изоляции, корпус электрических приборов может оказаться под напряжением относительно земли, что приведет к электрической травме человека.

 

 

Все жилые здания соединяются с питающими трансформаторными подстанциями воздушными или кабельными линиями электропередач. Практически все они имеют четыре провода, которые могут обозначаться индексами «А», «В», «С» и «0» или «L1», «L2», «L3» и «PEN».

Заземление в проектируемом доме имеет систему с разделенными в вводном устройстве функциями нулевого защитного и нулевого рабочего проводников (TN - C - S). Заземление в такой системе выполнено следующим образом: контур заземления (другими словами заземляющее устройство ЗУ) выполнен на трансформаторной подстанции ТП, питающей наш дом.

Нулевой проводник соединен с контуром заземления и приходит к потребителю одним проводом (PEN) в качестве защитного и рабочего проводника. Нулевой проводник в данной системе так и называется — PEN проводник.

Электропроводка в таком случае выполняется кабелями с двумя жилами (фаза, PEN) при однофазном питании дома или с четырьмя жилами (А,В,С, PEN) при трехфазном питании.

В розетках отсутствуют контакты защитного заземления. Если корпус электрооборудования (электрический прибор, корпус щитка или сборки) соединим с PEN проводником, то такая защита будет называться занулением.

 

 

Рисунок 2 – Подключение квартирного щитка к системе заземления

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: