Как рассчитать пиковую мощность

27. Пиковые нагрузки, их определение.

Пиковая нагрузка – кратковременная максимальная нагрузка длительностью, как правило, 1 – 2 с.

Расчет пиковой нагрузки сводится к расчету пикового тока, как правило, пусковых токов двигательной нагрузки и сварочных аппаратов.

— Для индивидуального ЭП значение пикового тока определяется как

где – расчетное значение пикового тока, А; – значение пускового тока индивидуального ЭП (паспортная величина), А.

Значение пускового тока принимается по паспортным данным, но при отсутствии таковых при инженерных расчетах можно принять:

— для асинхронных ЭД с короткозамкнутым ротором и синхронных ЭД

;

— для асинхронных ЭД с фазным ротором и ЭД постоянного тока

;

— для сварочных и печных трансформаторов

где – номинальный ток электроприемника, А.

Для группы ЭП значение пикового тока в узле нагрузки определяется как

где – расчетное значение пикового тока для группы электроприемников общего назначения, А; _. – наибольший из пусковых токов ЭД из группы, А; – расчетный ток узла нагрузки, А; – коэффициент использования ЭД, имеющего наибольший пусковой ток; – номинальный ток ЭД (приведенный к ПВ=1) с наибольшим пусковым током, А.

Расчетные значения пиковых токов необходимы для правильного выбора токовых защит, защитных аппаратов, при расчете самозапуска ЭД.

28. Рекомендации по выбору метода определения расчетных нагрузок.

Применение того или иного метода определяется допустимой погрешностью расчетов и наличием исходных данных. При проведении укрупненных расчетов пользуются методами, базирующимися на данных о суммарной установленной мощности отдельных групп приемников (подразделения, цеха и т.п.). Методы, основанные на использовании данных о единичных приемниках, относятся к наиболее точным.

Из анализа рассмотренных различных методов определения расчетных нагрузок можно сделать следующие выводы:

— определение расчетных нагрузок отдельных электроприемников напряжением до 1 кВ рекомендуется по коэффициенту использования;

— для определения расчетных нагрузок по отдельным группам электроприемников и узлам нагрузки напряжением до 1 кВ в цеховых сетях, при наличии исходной информации, следует использовать метод упорядоченных диаграмм;

— для определения расчетных нагрузок на высших ступенях системы электроснабжения (начиная с шин цеховых ТП до высшего уровня СЭС) следует использовать методы расчета, основанные на использовании средней мощности и коэффициента формы графика нагрузки или расчетному коэффициенту (при наличии исходных данных);

— при ориентировочных расчетах на высших ступенях системы электроснабжения возможно применение методов расчета по номинальной мощности и коэффициенту спроса. В частных случаях применяется метод по удельным показателям потребления электроэнергии.

29. Определение центра электрических нагрузок предприятия

Для определения условного центра электрических нагрузок (ЦЭН) предприятия на его генеральном плане наносят оси координат ии по известным расчетным мощностям цехов и их координатам определяют центр нагрузок предприятия в целом. Координаты ЦЭН предприятия определяются по формулам:

, ,

где и – координаты ЦЭН, мм; число цехов;координаты-го цеха, мм.

Условный ЦЭН предприятия определяет место установки ППЭ с минимальными приведенными затратами.

Однако следует отметить, что при окончательном определении места размещения ППЭ необходимо учитывать следующие факторы:

— наличие необходимой площади;

— влияние условий окружающей среды;

— наличие технологических выбросов, загрязняющих атмосферу;

— возможности ввода линии электропередач по территории предприятия для питания ПГВ.

Допускается смещение места размещения ППЭ в сторону источника питания.

Пример определения центра электрических нагрузок предприятия

Пиковая нагрузка электроприёмников и потребителей электроэнергии

Пиковой нагрузкой одного или нескольких электроприёмников называется максимально возможная кратковременная электрическая нагрузка. При этом ее можно понимать как такую постоянную во времени нагрузку, при работе с которой коммутационно-защитная аппаратура элементов СЭС срабатывает точно также как и при реальной изменяющейся во времени нагрузки. Практически продолжительность такой нагрузки составляет 1 – 2 секунды. Значение пиковой нагрузки необходимо для расчётов параметров срабатывания и выбора комплектов аппаратов защиты и автоматики в СЭС потребителей.

Пиковая нагрузка возникает при пуске ЭД, работе дуговых электропечей, при работе электросварки и т. д.

Определение пиковой электрической нагрузки одиночных электроприёмников

Для одиночных электроприёмников пиковый ток приравнивается к их пусковому току:

где – кратность пускового тока по отношению к номинальному;

– номинальный ток электроприёмника, при этом нагрузка не приводится к длительному режиму работы (для электроприёмников работающих в ПКР).

— для электрических печей и сварочных агрегатов.

Значение кратности пуска Кп обычно указываются в паспорте электроприёмника. В случае, когда отсутствуют паспортные данные по значениям пускового тока электроприёмника в качестве величины пикового тока принимаем:

1) пятикратное значение номинального тока АД с короткозамкнутым ротором;

2) не ниже 2,5-го кратного значения двигателя постоянного тока или АД с контактными кольцами;

3) не ниже 3-х кратного значения номинального тока для печных или сварочных трансформаторов.

Определение пикового тока группы электроприёмников

Для группы электроприёмников пиковый ток определяется исходя из следующего предположения: пиковый ток возникает при работе всех электроприёмников в группе в момент пуска электроприёмника с наибольшим пусковым током. В инженерных расчетах допускается определять пиковый ток по выражению:

где — наибольший из пусковых токов электроприёмников в группе;

– расчётный (максимальный ) ток группы электроприёмников;

— номинальный ток электроприёмника с наибольшим пусковым током;

– коэффициент использования этого электроприёмника.

Более точно пиковый ток группы электроприёмников определяется по выражению:

где , – средние активная и реактивная нагрузки группы электроприёмников за наиболее загруженную смену;

, – средние активная и реактивная нагрузки электродвигателя с наибольшим пусковым током за наиболее нагруженную смену;

– коэффициент расчётной нагрузки группы электроприёмников без учёта электродвигателя с наибольшим пусковым током.

Пиковый ток используется для определения параметров срабатывания и выбора коммутационно защитной аппаратуры элементов системы электроснабжения.

Определение расхода электроэнергии потребителей

Определение расхода электроэнергии необходимо для осуществления денежных расчетов за электропотребление с энергоснабжающей организацией, для оценки удельного расхода электроэнергии на единицу выпускаемой продукции с целью контроля энергоэффективности.

Расход электроэнергии, как правило определяется по показаниям счётчиков. В случаях, когда счётчики отсутствуют, либо, когда необходимо сравнить их показания, с теоретически обоснованным расходом электроэнергии, применяют аналитические методы расчёта.

4.2. Определение пиковых нагрузок

Пиковая нагрузка — кратковременная максимальная нагрузка длительностью, как правило, 1∙∙∙2 с.

Расчет пиковой нагрузки сводится к расчету пикового тока, как правило, пусковые токи двигательной нагрузки и сварочных аппаратов.

— Для индивидуального ЭП значение пикового тока определяется

где — расчетное значение пикового тока, А; — значение пускового тока индивидуального ЭП (паспортная величина), А.

Значение пускового тока принимается по паспортным данным, но при отсутствии таковых, при инженерных расчетах можно принять:

— для асинхронных ЭД с короткозамкнутым ротором и синхронных ЭД

— для асинхронных ЭД с фазным ротором и ЭД постоянного тока

— для сварочных и печных трансформаторов,

где – номинальный ток электроприемника, А.

Для группы ЭП общего назначения значение пикового тока в узле нагрузки определяется

где — расчетное значение пикового тока для группы электроприемников общего назначения, А; _. — наибольший из пусковых токов ЭД из группы, А; — расчетный ток узла нагрузки, А; — коэффициент использования ЭД, имеющего наибольший пусковой ток; – номинальный ток ЭД (приведенный к ПВ=1) с наибольшим пусковым током, А.

4.3. Расчетные нагрузки осветительных электроустановок

Основная доля осветительных нагрузок относится к подразделениям (цехам) предприятия.

Расчет нагрузок осветительных электроустановок производится по номинальная мощности и коэффициенту спроса по следующим формулам:

— активная мощность нагрузки

— реактивная мощность нагрузки

— полная мощность нагрузки

— расчетный ток нагрузки

где – расчётная активная мощность осветительной нагрузки, кВт; – коэффициент спроса для осветительной нагрузки (справочная величина); – коэффициент потерь в пускорегулирующей аппаратуре при применении газоразрядных источников света (справочная величина); – номинальная мощность осветительной нагрузки, кВт; – расчётная реактивная мощность нагрузки (при применении разрядных источников света), кВ·Ар;

_. — полная мощность нагрузки, кВ·А; _. — расчетный ток нагрузки, А; U_н.о. – номинальное напряжение осветительной нагрузки, кВ; – соответствует осветительной нагрузки.

Номинальная мощность осветительной нагрузки определяется, исходя из удельной мощности на единицу площади:

где – удельная мощность осветительной нагрузки на единицу площади цеха, Вт ∕м 2 (справочная величина); F– площадь цеха, м 2 .

Удельная мощность осветительной нагрузки зависит от нормы освещённости на рабочем месте, от типа источников света, высоты подвеса и других факторов.

Расчет мощности инвертора

В этой статье вы узнаете, на какие характеристики преобразователей нужно обратить внимание и как рассчитать выходную мощность с инвертора.

Основные характеристики инверторов, влияющие на выбор оборудования

Форма напряжения. Одна из самых важных характеристик. Идеальный вариант — универсальный инвертор с «чистой синусоидой». К такому агрегату можно подключить любую технику, и она будет стабильно работать.
Пиковая выходная мощность с инвертора. Эта характеристика показывает, какую максимальную нагрузку выдержит преобразователь. Значение нужно учитывать, если вы планируете подключать такие устройства, как компрессоры, насосы, холодильники, электродвигатели и другое оборудование, имеющее высокую стартовую мощность.
Сила тока ЗУ (при наличии). Определяет, какую максимальную емкость будет восстанавливать зарядное устройство.
Возможность работы со всеми типами АКБ. Разные аккумуляторные батареи заряжаются при определенных напряжениях.
Номинальная мощность. От нее зависят количество и характеристики одновременно подведенных нагрузок.

Кроме этого, нужно обратить внимание на возможность работы оборудования в автоматическом режиме. Такие функции, как сон и автоматическое переключение на наиболее оптимальный источник энергии, не только облегчают и упрощают процесс эксплуатации преобразователей, но и помогают сэкономить на оплате счетов за электричество.

Далее мы покажем, как подобрать наиболее подходящее по мощности оборудование.

Процесс расчета номинальной и пиковой мощностей инвертора

Расчет мощности инвертора потребует построения специальной таблицы. В два столбца внесите список электроприборов и потребляемую ими мощность. Получится примерно так.

Наименование потребителя	Мощность, Вт
Энергосберегающая лампа	18
Энергосберегающая лампа	11
Холодильник	300
Телевизор	160
Стиральная машина	1400
Утюг	1400
Ноутбук	340
Пылесос	800
Электрочайник	1100
Микроволновка	1500
Фен	500

Представленные выше цифры нельзя использовать для вычисления нагрузки. Мы заполнили таблицу данными лишь для того, чтобы показать пример расчетов.

Постарайтесь ничего не забыть — в противном случае система не обеспечит нагрузку энергией. Учтите, что приборы одной категории могут иметь разное энергопотребление. Это должно быть также отражено в таблице (пример — энергосберегающие лампы). Данные о потребляемой бытовыми приборами мощности вы найдете либо на корпусах изделий, либо в инструкциях по эксплуатации.

Отметьте в таблице устройства, которые будут подключены к инвертору для одновременной автономной работы от аккумулятора. Возьмем для примера освещение, холодильник и телевизор. Рассчитаем общую мощность этих устройств — 5*18+2*11+300+160= 572 Вт. Округляем значение в большую сторону и получаем 600 Вт.

Для расчета выходной мощности инвертора потребуется также время автономной работы техники. Возьмем, к примеру, 5 часов. Мощность, которую холодильник, телевизор и освещение потребят за это время, — 5*600=3 000 Вт.

Следует также учесть пиковую нагрузку. Полученное значение нужно умножить на коэффициент 1,3. Итого: 3 000*1,3=3 900 Вт. Это значит, что вам подойдут модели с мощностью выше 4 000 Вт.

Чтобы перевести результат в вольт-амперы, умножьте полученное значение на 0,6. Получается 3600*0,6 = 2 160 ВА. Округляем значение до 2 200 ВА.

Здесь мы рассмотрели самый простой пример расчета выходной мощности с инвертора. Если же вы хотите запитать от системы весь коттедж или большое количество приборов, часть которых будет работать непрерывно, а часть — нет, потребуются гораздо более сложные вычисления. Придется также учесть постоянство нагрузок, температуру окружающий среды и другие параметры.

Если вы не уверены в своих силах, или на изучение данных и выполнение расчетов не хватает времени, обратитесь к профессионалам. Опытные специалисты сделают все быстро и правильно. Вы сэкономите время и нервы.