Расчет нагрузки, онлайн-калькулятор, конвертер - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Например, для расчета максимальной нагрузки нужны средняя активная нагрузка (Pcm) и средняя реактивная нагрузка (Qcm) для максимально загруженной смены, а для определения потерь энергии нужны среднегодовые активная нагрузка (Pcr) и реактивная нагрузка (Qcr) за год. На практике для расчета средней нагрузки активной и реактивной энергии к этому временному интервалу относят количество потребления соответствующей энергии по показаниям счетчика за определенный период времени (обычно в течение смены).

Содержание

Расчетная нагрузка.

Расчетная нагрузка определяется как максимальная мощность, другими словами, максимум средней видимой мощности (S/m) за получасовой период. Расчетная или максимальная нагрузка позволяет определить адекватность сечения питающей линии с учетом нагрева и плотности тока, выбрать мощность трансформаторов, определить потери мощности и перебои напряжения в линии. Для расчета расчетной нагрузки сначала необходимо ознакомиться с основными понятиями и коэффициентами.

Например, для расчета максимальной нагрузки нужны средняя активная нагрузка (Pcm) и средняя реактивная нагрузка (Qcm) максимально загруженной смены, а для определения потерь энергии нужны среднегодовые активная (Pcr) и реактивная (Qcr) нагрузки. На практике для расчета средней нагрузки активной и реактивной энергии к этому временному интервалу применяется величина потребления рассматриваемой энергии по показаниям счетчика за определенный период времени (обычно в течение смены).

Существует понятие максимальной кратковременной или пиковой нагрузки (Ipeak) – периодической нагрузки, необходимой для проверки и защиты сети, обнаружения колебаний напряжения.

Далее рассмотрим коэффициенты, которые участвуют в расчет нагрузки:

Фактор спроса к _с учитывает степень одновременной работы текущих потребителей, их нагрузку, потери в сети и коэффициент полезного действия текущих потребителей.

Защита эксплуатации

Расчетная нагрузка определяется как максимальная продолжительная нагрузка (в кВт или а), который по тепловому эффекту эквивалентен переменной нагрузке.

Проектная мощность (Р _р ), т.е. расчетная нагрузка в кВтопределяется:

(a) для сетей, питающих жилые здания, в соответствии с указанными расчетными нагрузками в в ваттах на 1 м 2 жилая площадь (расчетная площадь)

где S – жилая площадь (подлежит расчету), м 2 ;

р – это определенная расчетная нагрузка, ватт/м 2 ;

(b) для сетей освещения гражданских и промышленных зданий, на основе установленной мощности ламп, путем умножения общей установленной мощности всех ламп на коэффициент спроса

где Р _у -это установленная мощность ламп, кВт;

к _с – фактор спроса.

Фактор спроса к _с это отношение расчетной нагрузки к установленной мощности потребителя;

(c) для потребителей электроэнергии – путем умножения установленной мощности потребителей на коэффициент спроса для данной группы потребителей

где Р _у – установленная мощность токоприемников.

По установленной мощности ( Р _у ) определяется как:

(a) для потребителей тока освещения (ламп) – мощность, указанная на цоколе лампы, равная мощности, потребляемой из сети при номинальном напряжении;

б) для токоприемников (электродвигателей) – паспортная (каталожная) мощность, развиваемая электродвигателем на валу.

Фактор спроса к _с учитывает степень одновременной работы токоприемников, их загрузку, потери в сети и КПД токоприемника.

При определении расчетной мощности потребителей тока в сети группового освещения коэффициент спроса принимается равным единице, т.е. расчетная мощность равна установленной (номинальной) мощности потребителей тока.

Номинальный ток ( I _p ) рассчитывается по следующим формулам

(a) трехфазный переменный ток

(b) постоянный ток и однофазный переменный ток

где I _p – расчетный ток, а;

Р _р – расчетная мощность, кВт;

U _н – номинальное напряжение сети, В;

cos φ – коэффициент мощности.

При определении расчетной мощности коэффициент мощности для осветительных и отопительных нагрузок принимается равным единице.

Значения коэффициента мощности на участках сети 10-110 кВ должны определяться в зависимости от отношения расчетных нагрузок промышленных потребителей к общей расчетной нагрузке P Σ . Значение P Σ рассчитывается как сумма нагрузок промышленных и бытовых потребителей, определяемых по расчетным нагрузкам на сборные шины трансформаторных подстанций.

Определение расчетных нагрузок для промышленных предприятий и сельских районов

Уровень мощности, расположение и тип потребителей определяют структуру и параметры компонентов электроснабжения промышленных и сельских предприятий.

При проектировании обычно указываются три типа нагрузок:

1) средняя нагрузка в течение максимально загруженной смены P ср. макс и среднегодовая P ср. Значение P max необходимо для определения расчетной активной нагрузки P p, а значение P cf – для определения годовых потерь электроэнергии.

2. Рассчитанные значения активной Pp и реактивной Qp необходимы для расчета сети для приемлемых условий нагрева, выбора мощности трансформаторов и инверторов, а также для определения максимальных потерь мощности, отклонений и потерь напряжения;

3. максимальный кратковременный (пусковой) ток I i, это значение необходимо для проверки изменений напряжения, определения тока срабатывания токовой релейной защиты, выбора плавких вставок и проверки электрических сетей на условия самозапуска двигателя.

Для определения средней мощности в период наиболее загруженного изменения Р ср max электрические нагрузки рассматриваемого узла энергосистемы были разделены на m групп в соответствии с характерными значениями коэффициента использования k isp и мощности cos φ n.

Затем для каждой группы

где P ном. m – номинальная мощность рабочих нагрузок группы m, скорректированная с учетом нагрузок при повторно-кратковременном режиме работы на непрерывный режим работы:

Здесь P y – установленная мощность; SP – номинальное время работы, у.е.

Тогда средняя мощность на узел равна:

– суммарная реактивная мощность компенсирующего оборудования (Q ea – реактивная мощность синхронных двигателей; Q b – мощность конденсаторных батарей).

Средняя активная нагрузка понижающих трансформаторов (20-6/0,4 кВ) определяется аналогично, но с учетом нагрузки на освещение:

где kc.o – коэффициент спроса; Pe.o – суммарная установленная мощность осветительных нагрузок.

Расчетные нагрузки для промышленных предприятий.

Существует множество методов определения расчетной нагрузки:

– Потребляемая мощность устройства;

– Технологический график работы электрических нагрузок;

Давайте рассмотрим основные моменты вышеперечисленных методов.

1. метод удельного энергопотребления. При использовании этого метода в качестве расчетной нагрузки принимается фазовая нагрузка наиболее нагруженной рабочей смены P a.c. макс.

где Мм. – объем производства за смену;

Eu – удельное потребление электроэнергии на единицу продукции;

Тсм – продолжительность самой загруженной смены.

2 Метод технологического планирования. Для групп потребителей электроэнергии с автоматизированным или строго ритмичным производством расчетная нагрузка определяется из общего плана нагрузки, построенного на основе технологического графика работы отдельных потребителей электроэнергии и их мощности.

(3) Статистический метод. Если предположить, что для расчета нагрузок может быть применен закон нормального распределения, то расчетная нагрузка определяется из уравнения

где P – усредненное значение (математическое ожидание) нагрузки в данном временном интервале;

β – предполагаемая кратность меры дисперсии (коэффициент надежности конструкции)

σt – среднеквадратичное отклонение нагрузки, усредненное за интервал времени T = 0,5 ч. Если предположить, что ожидаемый заряд с вероятностью 0,005 может превысить значение P p, то согласно интегральной кривой нормального распределения β =2,5; если вероятность 0,025, то β =2,0 .

4 Метод упорядоченных диаграмм. Этот метод является основным для определения расчетных нагрузок промышленных установок. Здесь

Где km – коэффициент максимальной нагрузки;

k i – коэффициент использования для данной группы из n потребителей электроэнергии;

P nom – номинальная мощность всех рассматриваемых n устройств.

Значение km в зависимости от коэффициента использования и эффективного количества грузов (n f) можно определить по кривым km = f (k i, n f) или по таблице.

Проектные нагрузки в сельской местности.

Для определения нагрузок в отдельных точках системы электроснабжения сельского хозяйства рассчитываются нагрузки на отдельных вводах потребителей. Нагрузки на входы потребителей, имеющих только освещение и не более трех потребителей энергии, могут быть приняты как арифметическая сумма мощностей установленных потребителей и освещения. Нагрузки групп помещений сопоставимой кубатуры определяются с учетом коэффициентов одновременности co . Нагрузки сельских жилых домов могут быть определены по номограмме (см. рис. 1).

Рисунок 1: Взаимосвязь между заданной расчетной нагрузкой (кВтч/дом) на вводах сельских домов и годовым потреблением энергии (кВтч/дом) за расчетный период (годы)

Для проектирования внешних сетей 0,38 кВ расчетные нагрузки на вводах сельских жилых домов с электроплитами принимаются равными 6 кВт, а с электроплитами и водонагревателями – 7,5 кВт. Нагрузки от бытового оборудования для кондиционирования воздуха учитываются путем увеличения расчетных нагрузок на входы в жилые помещения на 1 кВт.

Для вновь электрифицированных населенных пунктов и при отсутствии данных о потреблении электроэнергии в электрифицированных домах принимается расчетная нагрузка подключенных домохозяйств

a) в населенных пунктах с преимущественно старой застройкой (более 60% домов построены более 20 лет назад) с газификацией – 1,5 кВт, без газификации – 1,8 кВт,

б) в большинстве новых зданий с газификацией – 1,8 кВт, без газификации – 2,2 кВт.

(в) для вновь строящихся благоустроенных жилых домов в городах, поселках городского типа, поселках с крупным животноводством и других комплексах с газификацией – 4 кВт, без газификации – 5 кВт.

Согласно методическим указаниям по расчету электрических нагрузок в сельскохозяйственных сетях напряжением 0,38-110 кВ, расчетные активные (пассивные) нагрузки рекомендуется определять статистическим методом, т.е. исходя из средней мощности и отклонения расчетной нагрузки от средней:

где P – среднее. i , Q среднее. i – среднее значение дневной или вечерней нагрузки у i-го потребителя, на i-м участке линии, на шинах i-й подстанции.

Для определения расчетных нагрузок сети 0,38 кВ или подстанции 35-10/0,38 кВ используется статистика нагрузки ( , , , , , , , ) всех рассматриваемых потребителей для дневного и вечернего пиков. Суммирование должно проводиться отдельно для вечерней и дневной нагрузки, после чего выбирается наибольшая суммарная расчетная нагрузка.

Для определения нагрузок сети 10-110 кВ нагрузки трансформаторных подстанций (ТП) суммируются ежечасно в соответствии с типичным суточным распределением активной и реактивной мощности с учетом сезонности (дневные и вечерние пики отдельно не рассматриваются).

При отсутствии достоверных статистических данных о нагрузках рекомендуется использовать метод расчета по коэффициенту одновременности (отношение суммы максимальных нагрузок к сумме максимальных нагрузок) для нагрузок отдельных потребителей или их групп следующим образом

где Рр.д,Рр.в – расчетные дневные и вечерние нагрузки на участке линии или шинах трансформаторной подстанции соответственно; ко – коэффициент одновременности; Рд .i , Рв .i – дневные и вечерние нагрузки на вводе i-го потребителя или i-го элемента сети.

Допускается определять расчетные нагрузки по одному режиму: дневные при суммировании промышленных нагрузок или вечерние при суммировании бытовых нагрузок.

Последние выражения рекомендуются только для однородных потребителей. Для смешанных нагрузок нагрузки участков сети жилого, промышленного, общественного и коммунального характера определяются отдельно, с использованием соответствующих коэффициентов одновременности.

Значения коэффициента мощности на участках сети 10-110 кВ определяются в зависимости от отношения расчетных нагрузок производственных потребителей к общей расчетной нагрузке P Σ . Значение P Σ рассчитывается как сумма нагрузок производственных и бытовых потребителей, определяемая расчетными нагрузками на сборные шины трансформаторных подстанций.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ссылкой на нее в своих социальных сетях. Это существенно поможет развитию нашего сайта!

К специальные грузы Термин “специальные грузы” относится к: сейсмические, взрывные и другие аварии.

Понятие нормальной и расчетной нагрузки. Факторы надежности.

Метод предельного состояния использует систему коэффициентов безопасности и коэффициентов состояния, которые учитывают изменчивость нагрузок, свойств материала и условий эксплуатации конструкции. По этой причине в расчетах предельного состояния используются стандартные и расчетные значения нагрузки.

Стандартные нагрузки – это нагрузки, определяемые стандартами на основе заранее установленной вероятности превышения средних или номинальных значений.

Проектные нагрузки – это нагрузки, используемые в расчетах конструкций на прочность и устойчивость и получаемые путем умножения значений нормативных нагрузок на коэффициенты нагрузки и прочности здания:

где γ_f – коэффициент безопасности по нагрузке в соответствии с актуализированной редакцией СНиП 2.01.07-85* “Нагрузки и воздействия” (СП 20.1330.2016),

γ_n – это коэффициент надежности при использовании конструкции по назначению, зависящий от уровня ответственности конструкции.

Существует три класса ответственности для зданий и сооружений:

I – вышеУстановлены следующие классы ответственности: резервуары для нефти и нефтепродуктов емкостью более 10000 м 3 , магистральные трубопроводы, промышленные здания с пролетом не менее 100 м, сооружения высотой более 100 м и уникальные здания и сооружения. Здания, обрушение которых может привести к серьезным экономическим, социальным и экологическим последствиям. Для этих структур значение γ_n значение больше 1.

II. нормальный уровень ответственности: здания и сооружения массового строительства (жилые, общественные, промышленные и сельскохозяйственные здания и сооружения). Для этих зданий γ_n = 1.0.

III низкий уровень ответственности: здания для сезонного или вспомогательного использования (теплицы, парники, летние павильоны, небольшие склады и т.д.). Для них γ_n = 0.8.

Значение коэффициента нагрузки (0,9 ≤ γ_f ≤ 1,4) зависит от вида нагрузки и группы предельных состояний. Нагрузки, действующие на здание, делятся на постоянные, временные и специальные.

Постоянная – это нагрузки, действующие в течение всего срока службы. Это вес несущих и ограждающих конструкций, вес и давление грунта в случае подземных сооружений и начальная сила сжатия.

Временный это нагрузки, которые изменяют свою величину или положение во время работы. Временные нагрузки делятся на долгосрочные и краткосрочные.

К долгосрочный Длительными нагрузками являются: вес стационарного оборудования, нагрузки от массы продуктов, заполняющих оборудование во время работы, приведенная величина снеговых и крановых нагрузок, давление жидкостей, газов и сыпучих материалов в резервуарах, трубопроводах и т.д.

К краткосрочный К кратковременным нагрузкам относятся: вес людей, суммарная величина снеговых нагрузок и нагрузок от кранов, ветровые нагрузки и нагрузки от возведения и ремонта конструкций.

К специальные грузы Проектирование конструкций основано на комбинациях нагрузок и сочетаниях нагрузок.

Конструкции рассчитаны на нагрузки в различных сочетаниях. Одновременное действие постоянных, непрерывных и кратковременных нагрузок называется основное сочетание. Вероятность одновременного действия наибольших нагрузок учитывается коэффициентами сочетания.

В случае одновременного действия двух или более кратковременных нагрузок эти коэффициенты для всех кратковременных нагрузок, кроме тех, которые оказывают наибольшее влияние, должны быть меньше единицы. Они составляют 0,95 для продолжительных нагрузок и 0,9 или 0,7 для кратковременных нагрузок, в зависимости от степени влияния нагрузки. Наиболее значительная временная нагрузка применяется без снижения.

Специальные комбинации являются суммой нагрузок от основной комбинации и одной из специальных нагрузок. В временные нагрузки умножаются на коэффициент 0,8 (за исключением случаев сейсмических толчков). Специальная нагрузка применяется без снижения.

N= N_nyj- нагрузка на расчетную точку (сила) q = расчетная нагрузка, распределенная по поверхности или длине элемента (линейная нагрузка).

Проектные нагрузки

Расчетные нагрузки рассчитываются как произведение расчетной нагрузки и коэффициента нагрузки у,, который учитывает возможность неблагоприятных отклонений нагрузки от нормативных значений:

N= N_nyj- расчетная действующая нагрузка (сила) q = расчетная нагрузка, распределенная по поверхности или длине элемента (линейная нагрузка).

Для определения величины расчетной нагрузки необходимо определить соответствующие коэффициенты зависимости от нагрузки у,. Для постоянных нагрузок от веса конструкции коэффициенты ^ указаны в таблице 1 СНиП 2.01.07-85*. Например, для бетонных (со средней плотностью более 1600 кг/м3 ), железобетонных, каменных и деревянных конструкций коэффициент безопасности по нагрузке составляет 1,1 (т.е. учитывается увеличение величины нормативной нагрузки на 10%); для стяжек, засыпок, теплоизоляции, выравнивающих слоев коэффициент “^: принимается, если слой выполнен в заводских условиях y_f = 1,2; на месте – у y_f= 1,3.

К временные длительные нагрузки Временные и длительные нагрузки и напряжения включают:

§ 4. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ИХ НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Бетон

Бетон Бетон для бетонных и железобетонных конструкций используется в следующих конструкциях Классы прочности на сжатие:

(a) тяжелые – 100, 150, 200, 300, 400, 500 и 600

б) Свет: 35, 50, 100, 150, 200, 250 i 300.

Для железобетонных конструкций, как правило, не допускается использование тяжелого бетона с классом конструкции ниже 150. Предварительно напряженные железобетонные элементы или их части, в которые укладывается предварительно напряженная арматура, должны быть изготовлены из бетона с классом конструкции не ниже: тяжелого – 200 и легкого – 150.

Бетон с проектным классом ниже 200 не рекомендуется использовать в конструкциях, испытываемых на прочность.

Объемный вес железобетона должны быть учтены при расчете конструкции:

для тяжелого бетона на гравии или щебне – без вибрации – 2400 кг/м 3 ;
то же, вибрирование или центрифугирование – 2500 кг/м 3 .

Стандартная грузоподъемность бетона

Основной характеристикой сопротивления материалов силовым воздействиям являются стандартные значения сопротивления (табл. 4), определяемые на основе испытаний, проводимых в соответствии с действующим ГОСТом или правилами испытаний.

Стандартная прочность бетона – это прочность на растяжение при осевом сжатии, сжатии при изгибе и осевом растяжении и является процентом от прочности бетона данного класса.

Факторы однородности бетона

Испытания бетонных блоков одного класса бетона показывают, что бетонные блоки имеют разную прочность – одни имеют более высокие значения, другие – более низкие.

Отношение минимальной прочности бетонного блока к его средней прочности называется коэффициентом однородности коэффициент однородности. Коэффициент смешивания варьируется в зависимости от типа бетона от 0,5 до 0,6 при сжатии и от 0,45 до 0,5 при растяжении.

Расчет сопротивление бетона

Расчетная прочность бетона округляется как произведение стандартной грузоподъемности на соответствующий коэффициент однородности и соответствующие стандартные веса. Они принимаются в соответствии со СНиП II-B. 1-62 (табл. 2) и приведены в табл. 5.

Примечания: 1. в строке “А” расчетное сопротивление следует принимать для железобетонных конструкций, в строке “Б” – для бетонных конструкций.

2) При расчете предварительно напряженных железобетонных конструкций при растяжении на образование трещин и при необходимости проверки расчетов раскрытия трещин в напряженных элементах железобетонных конструкций следует принимать расчетное сопротивление по совмещенным линиям “А” и “В”.

Введение модуль упругости бетона при сжатии и растяжении

Начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении E_б взяты из таблицы 6, и модуль упругости бетона при сдвиге G_б (в отсутствие эмпирических данных) можно принять за G_б = 0,4 Е_б.

Примечание. Начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении – это отношение нормального напряжения в бетоне δ к его относительной деформации ε при значении напряжения δ < 0,2R n _{апр 2.} .

2. армирование

Арматурные стали применяются в качестве арматуры в железобетонных конструкциях в соответствии с главами СНиП I-B.4-62 и II-A. 10-62 (рис. 1). Прочность арматурной стали характеризуется следующими показателями стандартные сопротивления, Коэффициенты равномерности и расчетного сопротивления.

Примечание. Значение коэффициентов однородности для арматурной стали, перечисленных в разделах 1-4 и 7 таблицы 7, может быть увеличено. 1-4 и 7 таблицы 7 могут быть увеличены на 10%, если арматура применяется только в сборных конструкциях, изготовленных на заводах или на специально оборудованных площадках и прошедших систематические испытания по соответствующим стандартам, и если значения предела текучести арматуры, указанные в 1-4 и 7, превышены более чем на 10% во всех испытанных образцах. 1-4 превышает наименьшее (нормативное) значение предела текучести не менее чем на 10% или если значение временного сопротивления арматуры, указанное в разделе 7, не менее чем равно нормативному значению этого раздела.

Примечание. При использовании простой арматурной проволоки (поз. 7 табл. для зажимов вязаных каркасов расчетное сопротивление проволоки принимается равным сопротивлению горячекатаной стали класса А-І (поз. 1 табл. 8).

Стандартные сопротивления арматуры

За нормированное сопротивление арматуры принимается наименьший номинальный предел прочности (предел текучести для “мягких” сталей или предел прочности при растяжении для “твердых” сталей, соответственно).

Коэффициенты равномерности армирования

Как и бетон, арматура получает различные значения прочности при испытании на образцах. Это явление вызвано неоднородностью стали.

Стандартные значения сопротивления арматуры R n _а, коэффициенты равномерности армирования (k_a) и модуль упругости арматуры E_а приведены в таблице 7.

Расчетное сопротивление арматуры

Расчетное сопротивление арматуры рассчитывается как произведение стандартных сопротивлений, умноженное на соответствующий коэффициент R_a=R n _аk_aи взята из таблицы 8.

Расчетные сопротивления арматуры, приведенные в таблице 8, используются для проектирования железобетонных конструкций нормального типа. При расчете железобетонных элементов сборных конструкций, изготовляемых на заводах и специально оборудованных полигонах, значения расчетной мощности арматуры принимаются в соответствии со СНиП гл. II-V. 1-62 при систематических испытаниях арматуры по ГОСТ 5781-61 и 1497-61.

Читайте далее: