Широкий ассортимент подшипников ведущих мировых производителей. SKF, FAG, INA, NSK, TIMKEN
Направляющие, каретки, шарико-винтовые передачи для станков и автоматизации
Изготовление нестандартных деталей и узлов по чертежам заказчика
Консультации инженеров, помощь в подборе аналогов, расчёт ресурса
На подшипники NSK
Уже доступен
Проектирование системы электроснабжения жилых и общественных зданий начинается с корректного определения расчетных электрических нагрузок на вводе. Этот параметр является основополагающим для выбора мощности питающих трансформаторов, сечений вводных кабельных линий, номиналов защитных аппаратов и обеспечения надежного электроснабжения объекта.
Нормативно-техническая документация для расчета электрических нагрузок включает ПУЭ седьмого издания, СП 31-110-2003 с актуальными изменениями, СП 256.1325800.2016 с изменениями, ГОСТ 32144-2013 с изменением номер 1 от 1 ноября 2024 года и отраслевые руководящие документы. Методология расчета основывается на принципе неодновременности работы электроприемников, что отражается через применение коэффициентов спроса и коэффициентов одновременности.
Основные методы определения расчетных нагрузок включают метод установленной мощности и коэффициента спроса, метод упорядоченных диаграмм, статистический метод. Для жилых и общественных зданий с установленной мощностью на вводе от 5 до 100 киловатт наиболее применим метод коэффициента спроса, обеспечивающий достаточную точность при минимальных трудозатратах на расчеты.
При определении расчетных нагрузок необходимо учитывать перспективу развития объекта на срок не менее пяти лет согласно пункту 1.3.31 ПУЭ. Современная тенденция к росту энергопотребления жилого сектора обусловлена насыщением квартир бытовой техникой и климатическим оборудованием.
Установленная мощность электроприемников квартиры включает все устройства, которые могут быть одновременно подключены к электрической сети. Структура нагрузки современной жилой квартиры состоит из следующих групп: освещение общей и жилой площади с удельной мощностью 10-15 ватт на квадратный метр, розеточная сеть для подключения бытовых приборов с удельной нагрузкой 25-30 ватт на квадратный метр, стационарное электрооборудование включая электроплиты мощностью 8-10,5 киловатт, кондиционеры мощностью 2-3 киловатта, системы теплого пола.
Типовой состав электроприемников однокомнатной квартиры площадью 35-40 квадратных метров включает освещение суммарной мощностью 0,4-0,6 киловатт, холодильник 0,15-0,3 киловатт с учетом цикличности работы компрессора, стиральную машину 2-2,5 киловатт, электрочайник или микроволновую печь 1,5-2 киловатт, телевизионную и компьютерную технику 0,3-0,5 киловатт, прочие приборы включая утюг, пылесос, фен суммарно 2-3 киловатта. Суммарная установленная мощность составляет 7-9 киловатт.
Офисные помещения характеризуются более стабильным графиком электропотребления по сравнению с жилым сектором. Основные составляющие нагрузки включают систему освещения с современными светодиодными источниками удельной мощностью 8-12 ватт на квадратный метр, компьютерное оборудование из расчета 150-250 ватт на рабочее место с учетом системного блока и монитора, офисную технику принтеры, сканеры, копировальные аппараты, системы кондиционирования и вентиляции, кухонное оборудование чайники, микроволновые печи, холодильники.
Для офисного помещения площадью 100 квадратных метров с 10 рабочими местами установленная мощность распределяется следующим образом: освещение 1-1,2 киловатта, компьютеры и периферия 2-2,5 киловатт, многофункциональные устройства 0,8-1 киловатт, системы климат-контроля 3-5 киловатт в зависимости от площади остекления и ориентации помещений, кухонная зона 2-3 киловатта, серверное оборудование при наличии 1-3 киловатта. Общая установленная мощность составляет 10-15 киловатт для стандартного офиса и 15-20 киловатт при наличии серверного оборудования.
Торговые помещения отличаются значительной долей осветительной нагрузки и присутствием специализированного оборудования. Продовольственные магазины имеют максимальную установленную мощность за счет холодильного оборудования витрин, холодильных камер, морозильников суммарной мощностью до 40-60 процентов общей нагрузки. Освещение торгового зала проектируется с повышенной освещенностью 300-500 люкс, что соответствует удельной мощности 15-25 ватт на квадратный метр при использовании светодиодных источников света.
При расчете нагрузок торговых объектов необходимо учитывать пусковые токи компрессорных установок холодильного оборудования, которые могут в 5-7 раз превышать номинальные значения. Это критично при выборе номиналов защитных аппаратов и расчете пиковых нагрузок.
Коэффициент спроса представляет собой отношение расчетной максимальной мощности группы электроприемников к их суммарной установленной мощности. Данный параметр отражает реальную картину электропотребления, учитывая что одновременная работа всех установленных приборов на максимальной мощности является событием практически невероятным. Значение коэффициента спроса всегда меньше единицы и зависит от количества электроприемников, характера их работы, типа объекта.
Для жилых зданий коэффициент спроса снижается при увеличении количества квартир, подключенных к общему вводу согласно таблице 6.1 СП 31-110-2003. Это объясняется статистической закономерностью: чем больше независимых потребителей, тем меньше вероятность совпадения их максимумов нагрузки. При расчете ввода для одной квартиры применяется коэффициент 0,7-0,8, для группы из 5 квартир используется значение 0,65-0,7, для жилого дома на 50 квартир принимается 0,52-0,56, для крупного жилого массива более 100 квартир коэффициент составляет 0,48-0,52.
Согласно СП 31-110-2003 раздел 6, для квартир с газовыми плитами коэффициент спроса принимается в диапазоне 0,48-0,80 в зависимости от общего количества квартир. Для квартир с электрическими плитами коэффициент повышается относительно аналогичных объектов с газом, что обусловлено большей установленной мощностью. Квартиры повышенной комфортности площадью более 100 квадратных метров требуют применения коэффициента одновременности 0,7-0,8 даже для единичных объектов из-за значительного количества электроприемников согласно таблице 6.2 СП 31-110-2003.
Офисные здания характеризуются более высокими значениями коэффициента спроса 0,7-0,9, что связано с синхронным режимом работы в течение рабочего дня. Максимум нагрузки офисных зданий приходится на период 10-12 часов и 14-17 часов, когда практически все рабочие места функционируют одновременно. Коэффициент мощности офисных нагрузок составляет 0,8 за счет преобладания компьютерной техники с импульсными блоками питания согласно пункту 6.12 СП 31-110-2003.
При отсутствии в нормативных документах точных табличных значений коэффициента спроса для конкретного случая применяется метод интерполяции между известными значениями. Например, для расчета нагрузки группы из 15 квартир находим коэффициенты для 10 квартир равный 0,65 и для 20 квартир равный 0,60, затем применяем линейную интерполяцию: Кс равен 0,65 минус дробь где числитель произведение 0,65 минус 0,60 на 15 минус 10, а знаменатель 20 минус 10, что дает 0,625.
Для смешанных нагрузок, когда к одному вводу подключены разнотипные электроприемники, применяется метод расчета по группам. Каждая группа рассчитывается отдельно с применением соответствующего коэффициента спроса, после чего результаты суммируются с учетом коэффициента разновременности максимумов. Данный подход обеспечивает более точные результаты при проектировании комплексных объектов, например, жилых зданий с нежилыми помещениями на первых этажах.
При выборе коэффициентов спроса следует анализировать аналогичные существующие объекты и при возможности использовать данные фактических замеров нагрузок. Современные системы учета электроэнергии позволяют получить точные графики нагрузок действующих объектов, что существенно повышает достоверность проектных решений для новых зданий аналогичного типа.
Расчетная активная мощность на вводе определяется по формуле Рр равно Руст умножить на Кс, где Руст является суммой номинальных мощностей всех электроприемников объекта в киловаттах, Кс представляет коэффициент спроса безразмерный. Полная расчетная мощность вычисляется с учетом коэффициента мощности: Sр равно Рр деленное на cos фи в киловольт-амперах. Расчетный ток для однофазной сети 220 вольт определяется как Iр равно Рр умножить на 1000 деленное на 220 умножить на cos фи в амперах.
Рассмотрим практический пример расчета для трехкомнатной квартиры площадью 75 квадратных метров с газовой плитой. Установленная мощность электроприемников составляет: освещение 0,8 киловатт исходя из 10-12 ватт на квадратный метр, розеточная сеть 2 киловатта, холодильник 0,3 киловатт, стиральная машина 2,2 киловатт, кондиционер 2,5 киловатт, телевизионная и компьютерная техника 0,5 киловатт, прочие приборы 3 киловатта. Суммарная установленная мощность Руст равна 11,3 киловатт.
Принимая коэффициент спроса для отдельной квартиры Кс равным 0,7 и коэффициент мощности cos фи равным 0,96 согласно пункту 6.12 СП 31-110-2003, получаем расчетную активную мощность Рр равно 11,3 умножить на 0,7 равно 7,9 киловатт. Полная мощность Sр равно 7,9 деленное на 0,96 равно 8,23 киловольт-ампер. Расчетный ток Iр равно 7900 деленное на произведение 220 на 0,96 равно 37,4 ампер. Данные расчеты являются основой для выбора сечения вводного кабеля и номинала вводного автоматического выключателя.
При определении нагрузки на вводе многоквартирного жилого дома необходимо суммировать расчетные нагрузки квартир, общедомовых потребителей лифты, освещение мест общего пользования, системы автоматики и диспетчеризации, применяя при этом коэффициент одновременности. Расчет выполняется по формуле Рр здание равно Рр квартир умножить на Ко плюс Рр общедом, где Ко является коэффициентом одновременности для жилой части, Рр общедом представляет мощность общедомовых нагрузок.
Для жилого дома на 50 квартир со средней расчетной нагрузкой одной квартиры 8 киловатт и общедомовой нагрузкой 15 киловатт лифты 2 штуки по 5,5 киловатт, освещение 4 киловатт расчетная нагрузка составит: Рр здание равно 8 умножить на 50 умножить на 0,55 плюс 15 равно 220 плюс 15 равно 235 киловатт. Коэффициент одновременности 0,55 принят согласно СП 31-110 для 50 квартир с газовыми плитами. Данное значение определяет требуемую мощность трансформаторной подстанции и параметры кабельной линии от ТП до вводного устройства здания.
Офисные здания и торговые комплексы требуют дифференцированного подхода к расчету нагрузок различных систем. Нагрузка разделяется на технологическую компьютеры, торговое оборудование, холодильники, инженерную системы вентиляции, кондиционирования, лифты и осветительную. Каждая группа рассчитывается с применением соответствующих коэффициентов спроса и мощности, после чего результаты суммируются.
Для офисного центра площадью 1000 квадратных метров с 80 рабочими местами расчет выполняется следующим образом. Технологическая нагрузка: 80 рабочих мест по 200 ватт равно 16 киловатт, коэффициент спроса 0,8, расчетная мощность 12,8 киловатт. Система кондиционирования: установленная мощность 40 киловатт исходя из 40 ватт на квадратный метр, коэффициент спроса 0,9, расчетная мощность 36 киловатт. Освещение: 12 киловатт при 12 ватт на квадратный метр, коэффициент спроса 0,95, расчетная мощность 11,4 киловатт. Общая расчетная нагрузка составляет 60,2 киловатт с учетом коэффициента разновременности 0,9 получаем 54 киловатт.
При расчете нагрузок необходимо учитывать возможность роста электропотребления в процессе эксплуатации объекта. Рекомендуется закладывать резерв мощности 15-20 процентов от расчетного значения, особенно для коммерческих объектов, где возможна реконструкция помещений и изменение функционального назначения.
Выбор сечения кабеля вводной линии осуществляется по нескольким условиям согласно ПУЭ раздел 1.3: по допустимому длительному току нагрева, по допустимой потере напряжения, по механической прочности, по условиям короткого замыкания. Определяющим критерием для вводных линий жилых и общественных зданий является допустимый длительный ток, который должен превышать расчетный ток линии с учетом условий прокладки и температурных поправочных коэффициентов.
Для кабелей с медными жилами марки ВВГнг, прокладываемых открыто в воздухе, допустимые длительные токи определяются по таблице 1.3.4 и 1.3.6 ПУЭ. Сечение 1,5 квадратных миллиметра допускает ток 19 ампер согласно таблице 1.3.4, что соответствует мощности 4,2 киловатт при напряжении 220 вольт и коэффициенте мощности близком к единице. Сечение 2,5 квадратных миллиметра рассчитано на ток 27 ампер или мощность 5,9 киловатт. Для вводных линий квартир применяются сечения от 4 до 10 квадратных миллиметров в зависимости от расчетной нагрузки.
Для однокомнатной квартиры с расчетной нагрузкой 6 киловатт расчетный ток составляет приблизительно 28 ампер при cos фи равном 0,96. Согласно таблице допустимых токов необходимо сечение медного кабеля 4 квадратных миллиметра с допустимым током 38 ампер, что обеспечивает запас примерно 35 процентов. Применение кабеля меньшего сечения 2,5 квадратных миллиметра недопустимо, так как его допустимый ток 27 ампер меньше расчетного.
Для трехкомнатной квартиры с расчетной нагрузкой 10 киловатт расчетный ток достигает 47 ампер. Требуется кабель сечением 6 квадратных миллиметров с допустимым током 50 ампер согласно таблице 1.3.6 ПУЭ. При большей нагрузке 13-15 киловатт, характерной для квартир с электрическими плитами, необходимо сечение 10 квадратных миллиметров с допустимым током 80 ампер. Для офисных помещений и небольших торговых объектов с нагрузкой 15-25 киловатт применяются кабели сечением 10-16 квадратных миллиметров.
При прокладке кабелей в закрытых коробах, лотках пучками или в земле применяются понижающие поправочные коэффициенты к допустимому току согласно пункту 1.3.10 ПУЭ. Для прокладки в трубах и коробах коэффициент составляет 0,8, что означает необходимость увеличения сечения на одну ступень по сравнению с открытой прокладкой. Например, кабель 6 квадратных миллиметров при открытой прокладке допускает 50 ампер, а при прокладке в коробе только 40 ампер.
Температура окружающей среды также влияет на выбор сечения. Табличные значения приведены для температуры 25 градусов Цельсия. При прокладке в помещениях с повышенной температурой котельные, технические этажи применяется понижающий коэффициент 0,91 для температуры 35 градусов или 0,82 для 40 градусов. При групповой прокладке нескольких кабелей в одном лотке коэффициенты снижения составляют 0,85 для 4 кабелей, 0,75 для 7-9 кабелей, 0,7 для 10-12 кабелей.
Опытные проектировщики рекомендуют выбирать сечение вводного кабеля на одну ступень больше расчетного минимума. Запас по сечению обеспечивает дополнительную надежность, снижает потери напряжения и электроэнергии, упрощает возможную модернизацию системы электроснабжения в будущем.
Автоматический выключатель на вводе здания выполняет функции защиты кабельной линии от перегрузки и короткого замыкания, а также служит коммутационным аппаратом для отключения питания объекта. Номинальный ток автомата выбирается по двум основным условиям: он должен быть больше расчетного тока линии для исключения ложных срабатываний при нормальной нагрузке, и меньше допустимого тока кабеля для обеспечения его защиты от перегрузки.
Математически условие выбора записывается как Iрасч меньше либо равно Iном автомата меньше либо равно Iдоп кабеля. Стандартный ряд номинальных токов модульных автоматических выключателей согласно ГОСТ Р 50345-2010 включает значения 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 ампер. Для вводов жилых квартир наиболее применимы номиналы от 25 до 50 ампер, для офисов и торговых помещений от 40 до 100 ампер в зависимости от нагрузки.
Времятоковая характеристика автоматического выключателя обозначается латинскими буквами B, C или D и определяет кратность тока мгновенного электромагнитного расцепления к номинальному току. Характеристика B обеспечивает срабатывание при токах 3-5 номиналов и применяется для защиты линий с активной нагрузкой освещение, нагреватели. Характеристика C срабатывает при 5-10 номиналах и является универсальной для смешанных нагрузок жилых и офисных помещений. Характеристика D с порогом 10-20 номиналов используется для защиты электродвигателей с тяжелым пуском.
Для жилых квартир рекомендуется применение автоматов с характеристикой C, обеспечивающих надежную защиту при наличии бытовой техники с умеренными пусковыми токами холодильники, стиральные машины, кондиционеры. Отключающая способность автомата по току короткого замыкания должна составлять не менее 4,5 килоампер для удаленных объектов и 6 килоампер для объектов вблизи трансформаторных подстанций согласно требованиям ПУЭ пункт 3.1.8.
Устройство защитного отключения УЗО обеспечивает защиту людей от поражения электрическим током при косвенном прикосновении к токоведущим частям, оказавшимся под напряжением вследствие повреждения изоляции. УЗО реагирует на дифференциальный ток утечки на землю и отключает защищаемую цепь при превышении уставки. Для вводных УЗО жилых квартир применяется номинальный дифференциальный ток отключения 30 миллиампер, обеспечивающий электробезопасность согласно ГОСТ Р 50571.3.
Номинальный ток УЗО выбирается равным или на одну ступень больше номинала вводного автомата. Например, при вводном автомате 40 ампер применяется УЗО на 40 или 63 ампера. Устройство должно быть рассчитано на номинальное напряжение 230 вольт для однофазной сети или 400 вольт для трехфазной. Тип УЗО по форме тока утечки выбирается AC для синусоидального переменного тока или A для постоянного пульсирующего тока, что предпочтительнее для современной электроники.
Для двухкомнатной квартиры с расчетной нагрузкой 8 киловатт, расчетным током 38 ампер и вводным кабелем 6 квадратных миллиметров с допустимым током 50 ампер выбирается автоматический выключатель с номинальным током 40 ампер характеристики C, отключающей способности 6 килоампер. Устройство защитного отключения применяется двухполюсное на номинальный ток 40 или 63 ампера с дифференциальным током 30 миллиампер типа A. Схема подключения: ввод, УЗО, вводной автомат, распределительные групповые автоматы.
Для офисного помещения площадью 100 квадратных метров с расчетной нагрузкой 15 киловатт используется кабель сечением 10 квадратных миллиметров, вводной автомат 50 ампер характеристики C и УЗО на 63 ампера 30 миллиампер. При трехфазном вводе с нагрузкой 25 киловатт применяется четырехполюсный автомат 50 ампер, четырехполюсное УЗО 63 ампера 100 миллиампер для вводного и 30 миллиампер для групповых линий, кабель 5 жил сечением 10 квадратных миллиметров.
Категорически недопустим выбор автоматического выключателя номиналом больше допустимого тока защищаемого кабеля. Такая ошибка приводит к отсутствию защиты проводки от перегрузки, что является основной причиной пожаров в электроустановках. Автомат должен защищать кабель, а не подключенную нагрузку.
Исходные данные: площадь квартиры 38 квадратных метров, установленная мощность электроприемников 7,5 киловатт включая освещение 0,5 киловатт, холодильник 0,25 киловатт, стиральная машина 2 киловатта, телевизор и компьютер 0,4 киловатт, прочие приборы 4,35 киловатт. Тип плиты газовая, электропитание однофазное 220 вольт.
Расчет нагрузки: применяем коэффициент спроса для отдельной квартиры Кс равен 0,8 согласно таблице 6.1 СП 31-110, коэффициент мощности cos фи равен 0,96. Расчетная активная мощность Рр равна 7,5 умножить на 0,8 равно 6 киловатт. Расчетный ток Iр равен 6000 деленное на произведение 220 на 0,96 равно 28,4 ампер. Выбор оборудования: кабель ВВГнг 3 на 4 квадратных миллиметра с допустимым током 38 ампер, вводной автоматический выключатель 32 ампера характеристики C с отключающей способностью 6 килоампер, УЗО двухполюсное 40 ампер 30 миллиампер типа A.
Исходные данные: площадь 80 квадратных метров, установленная мощность 22 киловатт включая освещение 1 киловатт, розеточную сеть 3 киловатта, электрическую плиту 10 киловатт, стиральную и посудомоечную машины 4,5 киловатт, кондиционеры 2,5 киловатта, прочее оборудование 1 киловатт. Электропитание однофазное.
Расчет: коэффициент спроса для квартиры с электроплитой Кс равен 0,7, cos фи равен 0,98. Расчетная мощность Рр равна 22 умножить на 0,7 равно 15,4 киловатт. Расчетный ток Iр равен 15400 деленное на произведение 220 на 0,98 равно 71,4 ампер. Оборудование: кабель ВВГнг 3 на 10 квадратных миллиметров допустимый ток 80 ампер, вводной автомат 63 ампера характеристики C, УЗО 63 ампера 30 миллиампер. Примечание: расчетный ток 71,4 ампер не превышает допустимый ток кабеля 80 ампер, что обеспечивает безопасную работу системы.
Исходные данные: площадь 120 квадратных метров, 12 рабочих мест, установленная мощность 18 киловатт включая освещение 1,5 киловатт светодиодное, компьютеры и периферию 3 киловатт, систему кондиционирования 5,5 киловатт, кухонное оборудование 3 киловатт, серверное оборудование 5 киловатт. Питание трехфазное 380 вольт.
Расчет: коэффициент спроса офиса Кс равен 0,75, cos фи равен 0,8. Расчетная активная мощность Рр равна 18 умножить на 0,75 равно 13,5 киловатт. Полная мощность Sр равна 13,5 деленное на 0,8 равно 16,9 киловольт-ампер. Расчетный ток трехфазной линии Iр равен 16900 деленное на произведение 1,73 на 380 равно 25,7 ампер. Оборудование: кабель ВВГнг 5 на 6 квадратных миллиметров допустимый ток для трехжильного 42 ампера, четырехполюсный автомат 32 ампера характеристики C, четырехполюсное УЗО 40 ампер 100 миллиампер на вводе и 30 миллиампер на групповых линиях.
Исходные данные: торговая площадь 80 квадратных метров, установленная мощность 32 киловатт включая освещение торгового зала 2 киловатт, холодильное оборудование 18 киловатт, кондиционирование 8 киловатт, торговое и кассовое оборудование 2 киловатт, системы безопасности и вентиляцию 2 киловатта. Питание трехфазное.
Расчет: для продовольственного магазина коэффициент спроса Кс равен 0,75 с учетом высокой доли постоянно работающего холодильного оборудования, cos фи равен 0,85. Расчетная мощность Рр равна 32 умножить на 0,75 равно 24 киловатт. Полная мощность Sр равна 24 деленное на 0,85 равно 28,2 киловольт-ампер. Ток Iр равен 28200 деленное на произведение 1,73 на 380 равно 42,9 ампер. Оборудование: кабель ВВГнг 5 на 10 квадратных миллиметров допустимый ток 50 ампер, автомат 50 ампер, УЗО 63 ампера. Дополнительно учитываются пусковые токи компрессоров холодильного оборудования при выборе характеристики автомата.
Все приведенные примеры являются типовыми и должны корректироваться с учетом конкретных условий проекта. Окончательный выбор параметров электрооборудования осуществляется проектной организацией на основании полного перечня электроприемников, уточненных коэффициентов спроса и мощности, условий прокладки кабельных линий.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.