Расчёты при проектировании электроснабжения — вопросы и ответы

Важно: оборудование системы электроснабжения должно выбираться на основании расчётных режимов, а не только паспортной мощности потребителей.

Расчёты позволяют проверить работу системы как в нормальном режиме, так и при пусках оборудования, перегрузках, коротких замыканиях и переключениях между источниками питания.

Основные расчёты при проектировании электроснабжения

1. Какие расчёты выполняются при проектировании электроснабжения?

Состав зависит от объекта, но обычно могут выполняться:

  • расчёт электрических нагрузок;
  • выбор мощности трансформаторов;
  • расчёт токов короткого замыкания;
  • выбор сечений кабелей;
  • расчёт падения напряжения;
  • проверка кабелей по термической стойкости;
  • выбор коммутационной аппаратуры;
  • проверка отключающей способности;
  • проверка селективности защит;
  • расчёты режимов резервирования.
2. Что такое расчётная электрическая нагрузка?

Это нагрузка, которая принимается для выбора элементов системы электроснабжения. Она определяется с учётом установленной мощности оборудования, режима его работы, одновременности включения и других факторов.

3. Почему нельзя просто сложить мощности всех потребителей?

Потому что далеко не все электроприёмники работают одновременно и постоянно на номинальной мощности. Для получения расчётной нагрузки учитывается реальный режим эксплуатации оборудования.

Практический вывод: простое сложение паспортных мощностей может привести к необоснованному завышению трансформаторов, кабелей и распределительного оборудования.

4. Что такое коэффициент спроса?

Он используется для перехода от установленной мощности группы электроприёмников к более реалистичной расчётной нагрузке с учётом особенностей их эксплуатации.

5. Как по расчётной нагрузке выбирается трансформатор?

Полученная мощность сопоставляется с допустимой загрузкой трансформатора, количеством трансформаторов, режимом резервирования и перспективным ростом нагрузки. При двухтрансформаторной схеме дополнительно рассматриваются аварийные режимы.

6. Что такое расчёт токов короткого замыкания?

Это определение токов, которые могут возникнуть в различных точках электрической сети при повреждениях. Такие токи существенно превышают нормальную рабочую нагрузку и являются одним из основных параметров для выбора оборудования и защит.

7. Для чего проектировщику нужны токи короткого замыкания?

По ним проверяется отключающая способность автоматических и высоковольтных выключателей, стойкость шин и кабелей, а также рассчитываются параметры релейной защиты и других защитных устройств.

8. Что произойдёт, если автоматический выключатель выбран без расчёта тока КЗ?

Аппарат может иметь достаточный номинальный ток для нормального режима, но недостаточную отключающую способность для аварийного тока в конкретной точке сети. Поэтому проверка по короткому замыканию обязательна при выборе защитного аппарата.

9. Как рассчитывается сечение кабеля?

Кабель выбирается по допустимому длительному току с учётом условий прокладки, а затем проверяется по падению напряжения, воздействию тока короткого замыкания и другим необходимым условиям.

10. Что такое падение напряжения?

Это уменьшение напряжения по мере прохождения тока через сопротивление линии. Чем больше ток, длина линии и её сопротивление, тем значительнее снижение напряжения у потребителя.

11. Почему падение напряжения особенно важно для длинных линий?

На протяжённой линии кабель может соответствовать требованиям по допустимому току, но напряжение у конечного потребителя окажется недостаточным. Тогда требуется увеличить сечение или изменить схему электроснабжения.

12. Учитываются ли пусковые токи электродвигателей?

Да, если они способны существенно влиять на работу сети. Крупный двигатель при пуске может вызвать кратковременное увеличение тока и снижение напряжения, поэтому его режим необходимо учитывать при выборе оборудования и схемы питания.

Важно: система, которая нормально работает при установившейся нагрузке, не обязательно обеспечит нормальный запуск крупного электродвигателя.

13. Что такое проверка селективности автоматических выключателей?

Это проверка согласованности защитных аппаратов. При повреждении должен по возможности отключаться ближайший к месту аварии аппарат, сохраняя питание исправных участков сети.

14. Можно ли обеспечить селективность только разными номиналами автоматов?

Нет. Для оценки необходимо учитывать время-токовые характеристики аппаратов, их настройки и реальные токи короткого замыкания. Разница в номиналах не всегда обеспечивает требуемую последовательность отключения.

15. Зачем рассчитывать аварийный режим при двух трансформаторах?

Если один трансформатор отключается, часть или вся нагрузка может переводиться на оставшийся. Необходимо заранее проверить, сможет ли он обеспечить предусмотренную нагрузку в таком режиме и какие потребители должны быть отключены.

16. Нужно ли пересчитывать систему при увеличении мощности объекта?

Да. Изменение нагрузки может повлиять не только на кабели и трансформаторы, но и на токи короткого замыкания, распределительные устройства, защитные аппараты и селективность. Поэтому необходимо проверять всю связанную часть системы.

17. Какие исходные данные нужны для выполнения расчётов?

В зависимости от задачи могут потребоваться:

  • перечень электроприёмников и их мощности;
  • режимы работы оборудования;
  • однолинейная схема;
  • данные питающей сети;
  • мощности и параметры трансформаторов;
  • марки, сечения и длины кабельных линий;
  • параметры коммутационных аппаратов;
  • данные по резервным источникам;
  • сведения о перспективном увеличении нагрузки.
18. Можно ли проверить уже существующий проект расчётами?

Да. Можно проверить принятые мощности, выбранные кабели и аппараты, токи короткого замыкания, падение напряжения и другие параметры. Такая проверка позволяет выявить несоответствия до закупки оборудования и выполнения монтажа.

Нужны расчёты системы электроснабжения?

Отправьте однолинейную схему, данные по нагрузкам и основному оборудованию. Мы определим необходимый состав расчётов и подготовим предварительную стоимость работ.

Получить расчёт стоимости