Что такое метод упорядоченных диаграмм и как его применять

При использовании бытового или промышленного оборудования необходимо как можно более точно определить количество электроэнергии, необходимое для его работы. Чтобы узнать величину нагрузки, необходимо провести расчёты с учётом состава установленного оборудования и его технических характеристик. Для этого используют метод типичных упорядоченных диаграмм.

Принципы проведения расчёта

Если рассматривать электроснабжение, например, квартиры, то становится понятно, что потребители электроэнергии могут быть разделены на следующие группы:

• Освещение в каждом помещении.
• Питание для телевизора, компьютера и аналогичных приборов.
• Стиральные, посудомоечные машины.
• Холодильник.
• Электрический чайник и другая бытовая электрическая техника.

Нужно обратить внимание на то, что каждый из упомянутых агрегатов характеризуется номинальной потребляемой мощностью, а также максимальной. Кроме того, электроприборы в большинстве случаев не должны быть включены постоянно. В качестве исключения можно указать на холодильник или домашний роутер, которые практически никогда не выключают.

С учётом сказанного становится понятно, что нельзя узнать предполагаемое потребление путём умножения номинальной мощности на продолжительность нужного отрезка времени. Обычно для такого учёта применяются специальные коэффициенты, основанные на типичных статистических данных практического использования оборудования.

Используя такие данные, проводят вычисления, согласно которым планируют потребление электроэнергии для каждой из групп, на которые разбито оборудование. Отнесение отдельных агрегатов к соответствующим категориям не имеет строгих правил и может выполняться в соответствии с имеющимися предпочтениями. Наиболее практичным способом будет тот, когда в каждую группу входит однотипное оборудование. Изложенные принципы применяются как к бытовому, так и к промышленному оборудованию.

Использование метода упорядоченных диаграмм

Этот способ расчёта является одним из наиболее распространённых. Он также называется методом коэффициента максимума.

Сначала следует разделить оборудование на группы, каждая из которых будет подключена к своему распределительному центру. Для каждой из них необходимо составить таблицы, в которых по каждому агрегату должны быть отражены активная мощность, реактивная мощность, полная мощность и максимальный ток.

При использовании метода УД выделяют две категории потребителей:

• Индивидуальные. В этом случае учитывается номинальная мощность P_ном.
• Функционирующие в повторно-кратковременном режиме. Используется паспортная мощность Р_пасп.

Номинальная и паспортная мощность связаны следующей формулой:

Для расчета активной мощности используется следующее выражение:

Слева в выражении указана расчётная мощность для рассматриваемой группы электроприборов. Первым сомножителем в правой части является коэффициент активной нагрузки. Он рассчитывается на основе номограмм, которые берут из справочников.

Далее указан коэффициент использования. Для него существует специальная формула. Суммирование происходит по каждой единице оборудования, входящей в рассматриваемую группу. Для каждой из них взят тот коэффициент, который соответствует её типу:

Для определения реактивной нагрузки используется формула:

Где:

Полную мощность подсчитывают, пользуясь довольно простым выражением:

Затем определяется расчетный ток:

На основе полученного значения расчетного тока осуществляется выбор элементов электросети (защитная аппаратура, магнитные пускатели, провода и другие элементы).

Как проводятся вычисления, можно пояснить на следующем примере. Предположим, номинальная мощность оборудования равна 36 кВт, косинус «фи» составляет 0.1. В таком случае активная мощность будет равняться 3.6 кВт (36×0.1). Чтобы получить реактивную, потребуется полученную величину умножить на тангенс «фи». При этом реактивная мощность будет равна 6.23 кВар (3.6×1.72).

Далее определяем сумму активной и реактивной мощности по всем устройствам, входящим в рассматриваемую категорию. Для этого отдельно складываем все активные мощности агрегатов и реактивные. Из этих данных составляются таблицы, на основе которых планируются распределительные узлы для питания устройств.

Используя метод упорядоченных диаграмм для расчета потребляемых электрических нагрузок, получают необходимые данные для организации электропитания оборудования.

Видео по теме