При будівництві багатоквартирного будинку або котеджу необхідно провести розрахунок електричних навантажень, щоб визначитися з вибором силових комутуючих пристроїв всередині будинку і на трансформаторній підстанції, а також, щоб підібрати переріз кабельної лінії від підстанції або опори повітряної лінії електропередачі до котеджу. Розрахунок електричних навантажень виробляється з метою захисту від перевантаження по споживаної потужності. Тобто сукупна потужність усіх працюючих приймачів електроенергії не повинна перевищувати потужність, яка відведена на цю гілку лінії електропередач.
За даними передбачуваного навантаження всередині квартири для кожної кімнати підбирається перетин проводки, але воно не повинно бути менше зазначеного в ПУЕ 7.
Основними методами розрахунку навантаження в квартирі є емпіричні методи:
- метод, заснований на питомому навантаженні в залежності від площі приміщення;
- в залежності від потужності встановленого обладнання і його коефіцієнта використання;
- табличний метод (постійних і змінних навантажень).
Метод розрахунку, заснований на питомому навантаженні в залежності від площі приміщення
Метод розрахунку, заснований на залежності навантаження від площі приміщення, досить простий і не вимагає значних знань для його застосування на практиці. Негативною рисою цього методу розрахунку вважається неможливість в повній мірі визначити навантаження в кожному конкретному випадку, в залежності від площі приміщення.
Метод розрахунку навантаження за питомою потужністю
Метод розрахунку навантаження за питомою потужністю обладнання досить трудомісткий, але дозволяє досить точно підрахувати потужність споживачів, а слідчо і навантаження.
Розглянемо метод розрахунку, який дає найбільшу точність при здійсненні розрахунків. Для того щоб визначити рівень навантаження в будинку необхідно спочатку визначити потужність споживачів енергії в окремо один від одного, а потім помножити на коефіцієнт використання цих приладів протягом години і на поправочний коефіцієнт що враховує нерівномірність використання електричних приладів.
Розрахунок для кожного споживача електроенергії Рр, Вт / ч здійснюється за формулою:
де: Руст - встановлена потужність споживача, Вт / год;
Кисп - коефіцієнт використання електрообладнання,
Кзап - коефіцієнт що враховує запас використання електрообладнання.
Після підрахунку навантаження всього обладнання (освітлення, пральна машина, мікрохвильова пічка, праска, телевізор, комп'ютер, холодильник та ін.) Проводиться підсумовування всіх навантажень.
Рсум = Рр.телев. + Рр.освещ. + Рр.стір.маш + ... + Рр.другое
Для котеджу наприклад площею 120 м2 з кухнею, двома спальнями, передпокої, ванній і їдальнею розрахунок буде виглядати так.
Рсум.кухні = Рр.стір.маш. + Рр.освещ. + Рр.мікр. + Рр.телев
Рсум.спальн1 = Рр.освещ + Рр.бра + Рр.телев + Рр. комп '.
Рсум.спальн2 = Рр.освещ + Рр.бра + Рр.телев + Рр. комп '.
Рсум.пріхож = 100 * 0,1 * 1,5 = 15 (Вт)
Для ванної кімнати та сан. вузла:
Рсум.ванной = Рр.освещ + Рр.бойл
Рсум.стол. = Рр.освещ + Рр.телев
Рсум.стол. = 200 * 0,1 * 1,5 + 100 * 0,1 * 1,5 = 45 (Вт)
Табличний метод розрахунку (постійних і змінних навантажень)
У проектних організаціях переважно застосовують табличний метод розрахунку (постійних і змінних навантажень). Він заснований на складанні табличній моделі електричних навантажень відгалуження. При розрахунку споживаної потужності потрібно пам'ятати про те, що навантаження не є величиною постійною, а безпосередньо залежить від режиму роботи споживача і від пори року. Режимів роботи споживачів електроенергії 2: безперервно працюють (НР) і періодично працюють (ПР). Залежність від пори року можна пояснити так: наприклад, дану пору року - літо. Влітку, наприклад, в котеджі НР є такі споживачі, як кондиціонери, холодильники і т.д. а взимку і восени кондиціонери не працюють, а навпаки включені обігрівальні прилади (тепловентилятори, масляні обігрівачі, електричні конвектора і т.д.).
Як було згадано, розрахунок проводиться у вигляді таблиці. При її заповненні у вихідні графи вносять такі дані:
- Група і найменування приймача електричної енергії;
- Кількість приймачів даного найменування;
- Номінальна встановлена потужність приймача Рн.у .;
- Коефіцієнт потужності приймача сos φ;
- Коефіцієнт корисної дії приймача η (ККД);
- Номінальна споживана потужність (розраховується за формулою Рн.п. = Рн.у. / η;
- Коефіцієнт завантаження пріемнікаkз (береться з інструкції по експлуатації приймача). ККД приймаємо з урахуванням коефіцієнта завантаження. Якщо k з> = 0,6, то можна прийняти сos φ = сos φн;
- Кількість приймачів, що працюють в заданому режимі і пори року m;
- Споживана приймачами активна потужність (розраховується за формулою Р = Рн.п. * k з * m);
- Споживана приймачем реактивна потужність (чисельно рівна Q = P * tgφ).
Потужності НР і ПР приймачів в пункті таблиці РАЗОМ записуються окремо, так само як і в окремих рядках підсумкової таблиці. Після заповнення всіх рядків і граф табличній моделі в підсумковій таблиці визначаються наступні підсумкові значення:
- сумарна потужність періодично працюють приймачів Сума Рп.р. і Сума Qп.р .;
- сумарна потужність безперервно працюють приймачів Сума Рн.р. і сума Qн.р .;
- сумарна потужність періодично і безперервно працюють приймачів
Сума Рп.р. + Сума Рн.р. і Сума Qп.р. + Сума Qн.р. ;
Остаточно потужність приймачів, що працюють періодично і безперервно, розраховується з урахуванням коефіцієнта враховує 5% втрат енергії в мережі, а також з урахуванням коефіцієнта одночасності:
Навантаження відгалуження і коефіцієнт потужності визначаються за формулами: Р = Рн + Рп; Q = QH + Qn;
Розрахунок ведеться по кожній групі приймачів аж до підсумкової таблиці, де підраховувати остаточна сумарна споживана потужність.
Хоч цей метод розрахунку і дає дуже точні результати споживаної навантаження, але не завжди вдається точно визначити, яке електрообладнання буде встановлено в тій чи іншій кімнаті. Тим більше закладені норми проводки в ПУЕ, для різних приміщень, з лишком перекривають будь-яке навантаження за умови правильного монтажу електричних мереж.