Как рассчитать коэффициент спроса для щитов с разными типами нагрузок

Электрооборудование не работает постоянно на полную мощность. Этот очевидный факт можно понять на бытовом примере. Освещение в квартире не включено круглосуточно. Утюгом мы пользуемся только тогда, когда надо погладить одежду. Чайник работает только тогда, когда нужно вскипятить воду. Аналогичным образом дело обстоит при потреблении электроэнергии в общественных и промышленных зданиях. Таким образом, понятие установленной и потребляемой (расчетной) мощности всем знакомо с детства. При проектирование электроснабжения объектов неодновременность работы оборудования учитывается при помощи понижающих коэффициентов. Существует три понижающих коэффициента с разными названиями, но смысл их одинаков — это коэффициент спроса, коэффициент неодновременности, коэффициент использования. Умножив установленную мощность оборудования на один из этих коэффициентов получают расчетную мощность и расчетный ток. По расчетному току выбирают защитно-коммутационную аппаратуру (автоматы, рубильники, УЗО и пр.) и кабели или шинопроводы.

Pрасч=K×Pуст, где Pуст — установленная мощность оборудования, Pрасч — расчетная мощность оборудования, К — коэффициент спроса/одновременности/использования.

При использовании этой, казалось бы, простой формулы на практике сталкиваются с огромным количеством нюансов. Одним из таких нюансов является определение коэффициента спроса в щитах, питающих разные типы нагрузок (освещение, розетки, технологическое, вентиляционное и сантехническое оборудование).

Дело в том, что коэффициент спроса зависит нескольких параметров:

• Мощности;
• Типа нагрузки;
• Типа здания;
• Единичной мощности электроприёмника.

Соответственно, при проектировании групповой и распределительной сети, а также схем электрических щитов это нужно учитывать. Групповые сети (кабели, питающие конечных потребителей) следует выбирать без учёта коэффициента спроса (коэффициент спроса должен быть равен единице). Распределительные сети (кабели между щитами) следует выбирать с учётом коэффициента спроса. Таким образом, расчет коэффициента спроса для щитов со смешанной нагрузкой несёт дополнительные трудности и повышает трудоёмкость расчетов.

Рассмотрим как реализован расчет электрических нагрузок в DDECAD на примере щита со смешанной нагрузкой.

Исходные данные для расчета

В качестве исходных данных примем, что нужно выполнить расчет нагрузок для щита офиса:

• В офисе 6 помещений;
• Освещение при помощи светильников с люминесцентными лампами;
• Розеточная сеть для компьютеров и «бытовых» потребителей выполнена раздельно;
• В офисе установлены кондиционеры;
• В офисе есть помещение приёма пищи с чайником, микроволновкой, холодильником и телевизором.

Распределяем потребителей по группам и заполняем расчетную таблицу.

Классификация потребителей энергии

По степени необходимой надежности электроснабжения в соответствии с «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ) все потребители делятся на три категории:

• I категория — потребители, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, причинить значительный ущерб народному хозяйству, связанный с повреждением оборудования, массовым браком продукции, нарушением сложного технологического процесса;
• II категория — потребители, перерыв в электроснабжении которых связан с массовой недодачей продукции, простоем рабочих, механизмов и промышленного транспорта;
• III категория — потребители, не подходящие под определения I и II категорий, например вспомогательные цехи промышленных предприятий.

Питание электроприемников I категории должно осуществляться не менее чем по двум линиям от двух источников. Кроме того, полиграфические предприятия, выпускающие центральные газеты (то есть потребители I и II категорий), должны получать питание по двум линиям с автоматическим включением резерва (АВР).

Для электроприемников II категории допустимы перерывы в электроснабжении на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом. Питание потребителей II категории следует осуществлять по двум линиям.

Питание некоторых цехов и оборудования должно выполняться от двух трансформаторных подстанций с автоматическим включением резерва на шинах низшего напряжения.

Для потребителей III категории допустимы перерывы в электроснабжении на время, необходимое для устранения повреждений, но не более чем на сутки. На полиграфических предприятиях, на которых преобладают потребители, относящиеся к III категории, рекомендуется осуществлять питание по двум линиям с частичным неавтоматическим резервом, если это не связано с существенными дополнительными затратами.

Трансформаторные понижающие подстанции должны быть размещены с максимальным приближением к центру питаемых ими групп потребителей (печатных цехов, участков допечатных процессов, брошюровочно-переплетных цехов и т.д.). С этой целью на крупных полиграфических предприятиях, как правило, используют внутрицеховые трансформаторные подстанции или подстанции, пристроенные к цеху. В небольших типографиях имеется только одна понижающая подстанция.

Расчет коэффициента спроса на щит

Расчет коэффициента спроса на щит будем выполняют в два этапа:

1. Определение коэффициентов спросов для разных типов потребителей;
2. Определение коэффициента спроса на щит.

Однако, технически для этого в расчетной таблице DDECAD потребуется выполнить три шага:

1. Определение коэффициентов спросов для разных типов потребителей;
2. Определение коэффициента спроса на щит;
3. Указание коэффициентов спроса на щит и на группы.

2.1. Расчет коэффициента спроса сети освещения

Расчет коэффициента спроса для расчета питающей, распределительной сети и вводов в здания для рабочего освещения выполняются в соответствии с требованиям п.6.13 СП 31‑110‑2003 по Таблице 6.5.

Коэффициент спроса для расчета групповой сети рабочего освещения, распределительных и групповых сетей аварийного освещения принимают равным единице в соответствии с п.6.14 СП 31-110-2003.

Установленная мощность светильников рабочего освещения Pуст осв. = 7,4 кВт. Принимаем, что рассматриваемый офис относится к зданиями типа 3 по Таблице 6.5 СП 31-110-2003. В таблице данная мощность отсутствует, поэтому, в соответствии с примечанием к таблице, определяем коэффициент спроса при помощи интерполяции. Пользователи DDECAD могут легко и быстро определить коэффициент спроса при помощи встроенного в программу расчета. Получаем Kс осв. = 0,976.

2.2. Расчет коэффициента спроса розеточной сети

Расчет коэффициента спроса розеточной сети выполняют в соответствии с п.6.16 СП 31-110-2003 и Таблице 6.6. Получаем Кс роз. = 0,2.

2.3. Расчет коэффициента спроса сети питания компьютеров

Коэффициент спроса для сети питания компьютеров выполняют в соответствии с п.6.19 СП 31-110-2003 и Таблице 6.7. По п.9 Таблицы 6.7 для числа компьютеров более 5 получаем Кс ком. = 0,4.

2.4. Расчет коэффициента спроса сети питания множительной техники

Коэффициент спроса для сети питания множительной техники выполняют в соответствии с п.6.19 СП 31-110-2003 и Таблице 6.7. По п.12 Таблицы 6.7 для числа копиров менее 3 получаем Кс множ. = 0,4.

2.5. Расчет коэффициента спроса технологического оборудования

Коэффициент спроса для сети питания кухонного оборудования выполняют в соответствии с п.6.19 СП 31-110-2003 и Таблице 6.7. Примем, в общем случае, что кухонное оборудование является технологическим оборудование пищеблока общественного здания. По п.1 Таблицы 6.7 коэффициент спроса следует принять по Таблице 6.8 и п.6.21 СП 31-110-2003. Получаем Кс кух. = 0,8.

Если технологическое оборудование пищеприготовления не является оборудование пищеблока общественного здания, а находится в помещении приёма пищи небольшого офиса, то коэффициент спроса следует принимать как для розеточной сети в соответствии.

2.6. Расчет коэффициента спроса оборудования кондиционирования

Коэффициент спроса для сети питания оборудования кондиционирования выполняют в соответствии с п.6.19 СП 31-110-2003 и Таблице 6.7. По п.5 Таблицы 6.7 коэффициент спроса следует принять по поз.1 Таблицы 6.9 СП 31-110-2003. Получаем Кс конд. = 0,78.

2.7. Вычисление коэффициента спроса щита

Вычисление коэффициента спроса щита будет происходить в два этапа.

2.7.1. Определение коэффициента спроса на щит

Вносим выбранные коэффициенты спроса для каждого типа нагрузки в столбик «Коэфф. спроса», столбик «D» в Excel. Получается, что мы устанавливаем коэффициенты спроса для групповой сети. Это неверно, но это промежуточный этап, в следующем шаге мы это откорректируем.

2.7.1. Указание коэффициента спроса на щит и на группы

После внесения коэффициентов на предыдущем шаге в нижней строке мы получаем рассчитанный итоговый коэффициент спроса на щит в столбике «Коэфф. спроса», столбик «D» в Excel.

Следующим шагом мы вносим это значение в ячейку столбика «Kс на щит», столбик «N» в Excel. После этого возвращаем групповые коэффициенты спроса в исходное значение, равное единице.

Метод коэффициента спроса

Основная формула расчетов имеет вид: Рр= Кс•Руст ; Qр = Рр×tgφ ,

Чтобы найти расчетную нагрузку группы потребителей, однородных по режиму работы, применяют следующее выражение:

Pp = Kс ×Рн;

Qp = Рp×tgj,

где Kс и tgj — коэффициент спроса группы приемников.

Для нахождения расчетной нагрузки одного из участков объекта или самого объекта в целом, необходимо сложить коэффициенты разновременности максимумов нагрузки и расчетные нагрузки отдельных групп приемников.

У расчетов по методу коэффициента спроса есть свои недостатки. Основным является то, что для всех потребителей величина коэффициента спроса принимается одинаковой. Однако, одинаковой она принимается при оптимальном количестве абонентов.

Метод спроса, как правило, применяют в ситуации, когда нет конкретных данных про абонента.

Расчет силовой нагрузки:

Pp = Pmax = Kc* Pуст = 0,3 * 16130 = 4839 кВт

Qp = tgф * Pp = 0,88 * 4839 = 4258,3 квар

Кроме того, необходимо учесть нагрузку искусственного освещения цехов и территории завода.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

Результат

В результате получаем корректно рассчитанный коэффициент спроса на щит и корректные расчетные мощности и токи в групповой сети.

Далее, пользователи DDECAD продолжают заполнять расчетную таблицу, которая автоматически выполняет расчеты токов короткого замыкания, потерь (падения) напряжения, токов утечки УЗО. После нажатия одной кнопки автоматически получают однолинейную схему щита в AutoCAD.

Подпишитесь и получайте уведомления о новых статьях на e-mail

Оценка рыночного потенциала региона

Для оценки потенциала рынка региона используется несколько методов. Основными являются метод формирования рынка, который используется главным образом для оценки рынка предприятий и организаций, мультифакторный метод индексов, применяемый для анализа рынков потребительских товаров, определение емкости рынка на основе коэффициентов приведения объемов продаж.

Метод формирования рынка

Метод формирования рынка предназначен для выявления перспективных покупателей на каждом рынке и оценки их покупательской способности. При наличии перечня покупателей и достоверных данных о потребительских предпочтениях, которые могут быть получены путем анкетирования, он позволяет провести достаточно точные расчеты потенциального спроса. Метод обычно используется для расчета спроса на промышленном рынке.

Определение емкости рынка на основе индекса покупательной способности (мультифакторный метод индексов)

Метод используется для оценки емкости отдельных региональных рынков, когда известна емкость всего рынка.

Мультифакторный метод индексов наиболее часто используется на рынке потребительских товаров, где велико число покупателей и трудно оценить индивидуальный спрос каждого потребителя. Рассмотрим использование этого метода на примере, приведенном Ф. Котлером.

Фармацевтическая фирма предполагает, что потенциал рынка лекарств непосредственно связан с численностью населения. Если в штате Вирджиния проживает 2,28 % всего населения США, то фирма допускает, что на этот регион будет приходиться 2,28 % всех проданных лекарств.

Однако единичный фактор (доля населения региона в рассматриваемом примере) не является точным показателем возможностей сбыта. На объем продаж лекарств в регионе оказывают влияние доход на душу населения и число врачей на 10 тыс. человек. Поэтому целесообразно разработать индекс, учитывающий множество факторов, каждому из которых присваивается определенное весовое значение.

Рассмотрим следующий индекс покупательной способности, используемый в «Ежегодном обзоре покупательной способности», публикуемом в SalesandMarketingManagement:

0,5(2,00) + 0,3 (1,96) +0,2 (2,28) =2,04

Таким образом, на штат Вирджиния будет приходиться 2,04 % от общенационального объема продаж лекарств.

Весовые значения, используемые для расчета индекса покупательной способности, устанавливаются в значительной степени произвольно. Они могут иметь другие, более точные значения, если исследователями будут собраны соответствующие статистические данные. Производитель может посчитать целесообразным при расчете емкости рынка учесть и такие факторы как присутствие конкурентов, издержки, связанные с продвижением на местном рынке, сезонные колебания и другие особенности регионального рынка.

Определение емкости рынка на основе коэффициентов приведения объемов продаж

Организации, имеющие большой опыт продаж в отдельных регионах страны, могут использовать этот опыт при определении емкости других региональных рынков. Для этого необходимо с большой точностью знать достигнутый объем реализации интересующей продукции на одном из региональных рынков и основные факторы, определяющие продажи.

В заключении следует отметить, что использование рассмотренных в учебно-методическом пособии методов расчета спроса на потребительские и промышленные товары затруднено отсутствием полной и достоверной статистической информации о потреблении товаров, о реальных объемах продаж.

В связи с этим перед маркетологами стоит задача организации в своих фирмах эффективной системы сбора и обработки маркетинговой информации, позволяющей уменьшить неопределенность внешней среды и риск работы на рынке.

Определение расчетной нагрузки по коэффициенту расчетной активной мощности

В настоящее время основным методом расчета электрических нагрузок промышленных предприятий является метод средней мощности и коэффициента расчетной активной мощности
или, так называемый,
метод упорядоченных диаграмм
, рекомендованный в «Руководящих указаниях по определению электрических нагрузок». Определение расчетной нагрузки по коэффициенту расчетной активной мощности применяется при наличии данных о числе электроприемников, их мощности и режиме работы, их размещении на плане цехов и на территории предприятия. Метод позволяет определить расчетную нагрузку любого узла схемы электроснабжения, т.е. на всех ступенях распределительных и питающих сетей (включая трансформаторы и преобразователи).

Расчетная активная Рр и реактивная Qp мощность

— это мощность, соответствующая такой неизменной токовой нагрузке
iр
, которая эквивалентна фактической изменяющейся во времени нагрузке по наибольшему возможному тепловому воздействию на элемент системы электроснабжения. Вероятность превышения фактической нагрузки над расчетной не более 0,05 на интервале осреднения, длительность которого принята равной трем постоянным времени нагрева элемента системы электроснабжения 3
То
, через который передается ток нагрузки (кабеля, провода, шинопровода, трансформатора и т. д.).

Расчетный максимум нагрузки (получасовой максимум) элемента системы электроснабжения, питающего группу силовой нагрузки напряжением до 1 кВ (кабель, провод, шинопровод, трансформатор, аппарат и т.п.) определяется:

где Kр

– расчетный коэффициент активной мощности;
Рсм=Рном×Ки
— средняя мощность группы электроприемников за наиболее загруженную смену, имеющих одинаковую величину индивидуального коэффициента использования
Ки
.

Определение Кр

проводится для групп приемников одинакового режима, что учитывается значением
Ки
, в зависимости от эффективного числа электроприемников nэ и постоянной времени нагрева
То
, т.е. коэффициент
Кр
можно представить функцией Кр= .

То

³ 30 мин — для кабелей напряжением 6 кВ и выше, питающих цеховые трансформаторные подстанции и распределительные устройства. Расчетная мощность для этих элементов определяется при
Кр
= 1.

То

= 2,5 ч — для магистральных шинопроводов и цеховых трансформаторов. Значения
Кр
для этих сетей принимаются по таблице 4.5;

То

= 10 мин — для сетей напряжением до 1 кВ, питающих распределительные шинопроводы, пункты, сборки, щиты. Значения
Кр
для этих сетей принимаются по таблице 4.5 или номограмме (рисунок 4.10);

Эффективное число электроприемников nэ–это приведенное число приемников в группе, однородных по мощности и режиму работы, которое заменяет действительное число приемников n

,разнородных по режиму и по мощности, но обеспечивает ту же величину расчетного максимума Рр, что и группа различных по мощности и по режиму работы электроприемников.

Число nэ

определяется как отношение квадрата суммарной номинальной мощности всей группы из
n
приемников к сумме квадратов номинальных мощностей всех отдельных приемников:

nэ
= ,
где Руст.= — суммарная номинальная (установленная) мощность электроприемников.

Таблица 4.5 — Значения коэффициентов расчетной нагрузки Кр

на шинах низкого напряжения цеховых трансформаторов и для магистральных шинопроводов напряжением до 1 кВ (для постоянной нагрева Т = 2,5÷3 ч)

Рисунок 4.10 — Кривые коэффициента расчетных нагрузок Км

для различных коэффициентов использования
Ки
в зависимости от
nэ
(для постоянной времени нагрева
То
= 10 мин)

Таблица 4.6 — Значения Кр для сетей напряжением до 1 кВ, питающих распределительные пункты и шинопроводы, сборки, щиты (для постоянной времени нагрева 10 мин

Пример 4.2. К распределительному шинопроводу ШРА механического цеха присоединены 24 электроприемник длительного режима работы следующих номинальных мощностей: рном1= рном2= рном3 = 20 кВт, рном4= рном5= …. = рном9 = 10 кВт, рном10= рном12 = …. = рном14 = 7 кВт, рном15= рном16= …. = рном24 = 4,5 кВт. Определить эффективное число электроприемников nэ.

Если в группе все электроприемники имеют одинаковую номинальную мощность Рн, то nэ = n.

Принимают nэ=n,

если самый большой и самый маленький приемники по мощности данной группы различаются не более чем в 3 раза, т.е. m = 10: Qр=Qсм.

Полная расчетная мощность силовой нагрузки:

При определении расчетной нагрузки элемента системы электроснабжения (кабель, провод, шинопровод, трансформатор, аппарат и т.п.), питающего одновременно группу силовой нагрузки напряжением до 1 кВ и осветительную нагрузку, их нагрузки суммируются :