Что такое кВА, кВт, кВАр, Cos(ф)? Для компенсации используются разные типы устройств.

5.3.1. Общие сведения

При проектировании электрических сетей рассматриваются следующие виды работ: новое строительство, расширение и реконструкция.

Новое строительство включает сооружение новых линий электропередачи и подстанций.

Расширение электросетей, как правило, относится только к подстанциям – это установка второго трансформатора на действующей подстанции с проведением необходимых строительных работ.

Реконструкция действующих сетей подразумевает изменение параметров электросетей, при сохранении частично или полностью строительной части объектов, для повышения пропускной способности сетей, надежности электроснабжения и качества передаваемой электроэнергии. К реконструкции относятся работы по замене проводов воздушных линий, перевод сетей на другое номинальное напряжение, замена трансформаторов, выключателей и др. аппаратуры в связи с изменением мощности или напряжения, установка средств автоматизации в сетях.

Система электроснабжения сельскохозяйственных потребителей проектируется с учетом развития в рассматриваемом районе всех отраслей народного хозяйства, в том числе и несельскохозяйственных.

Проектно-сметная документация разрабатывается на основании задания на проектирование. Задание, как отмечалось выше, выдает заказчик проекта и утверждается по объектам электросетевого строительства в установленном порядке.

Заказчик проекта, кроме задания на проектирование, выдает проектной организации утвержденный акт о выборе площадки для строительства; акт оценки технического состояния действующих электрических сетей; технические условия на присоединение к инженерным сетям и коммуникациям; картографические материалы; сведения о существующей застройке, подземных коммуникациях, состояние экологии и т.д.; технические условия на присоединение проектируемого объекта к источникам электроснабжения.

К заданию на проектирование ВЛ 10 кВ дополнительно прилагаются: планы землепользования в зоне трассы линии электропередачи; генеральные планы проектируемых объектов, которые будут присоединены к проектируемым линиям и их нагрузки; акт оценки технического состояния и схемы действующих электрических сетей в зоне проектируемой линии; топографические карты населенных пунктов в зоне прохождения проектируемой линии, а также другие данные для проектирования.

В задание на проектирование линий 0,4 кВ и трансформаторных подстанций 10/0,4 кВ включают: основание для проектирования; район строительства; вид строительства; длина линий 0,4 кВ; тип трансформаторных подстанций; стадийность проектирования; срок выполнения проекта; срок начала строительства; наименование проектной и строительной организаций; капитальные вложения. Кроме этого, к заданию на проектирование сетей 0,4 кВ прилагают: технические условия энергосистемы на присоединение к электрическим сетям; акт оценки технического состояния сетей 0,4 кВ; данные о достигнутом уровне электропотребления на жилой дом и др. материалы.

Получение исходных данных для последующих этапов проектирования осуществляют проведением энергоэкономических обследований потребителей. При обследовании объектов уточняют сведения по электрических нагрузкам; категорийность потребителей; типам источников питания (трансформаторные подстанции 10/0,4 кВ, места их расположения и мощность); уточняют генеральные и топографические планы населенных пунктов и конфигурацию линий 0,4/0,22 кВ.

Проектирование объектов строительства проводится на основе схем развития электрических сетей 35…110 кВ и 10 кВ, как правило, в одну стадию, т.е. разрабатывают технорабочий проект - технический проект и рабочая документация на сооружение объекта.

При проектировании строительства новых, расширения, реконструкции и технического перевооружения действующих электросетей напряжением 0,4…110 кВ сельскохозяйственного назначения руководствуются «Нормами технологического проектирования электрических сетей сельскохозяйственного назначения» (НТПС) наряду с другими нормативными и директивными документами. Требования Норм не распространяются на электропроводки силовых, осветительных цепей напряжением до 1000 В внутри зданий и сооружений.

Линии электропередачи 0,4…10 кВ, как правило, должны выполняться воздушными. Кабельные линии используются в случаях, когда согласно ПУЭ строительство воздушных линий не допустимо, для электроснабжения ответственных потребителей (хотя бы одну из линий основного или резервного питания) и потребителей, расположенных в зонах с тяжелыми климатическими условиями (IV – особый район по гололеду) и ценными землями.

Трансформаторные подстанции напряжением 10/0,4 кВ применяют закрытого типа и комплектные заводского изготовления.

Обоснование технических решений выполняется на основании технико-экономических расчетов. Среди технически сопоставимых вариантов предпочтение отдают варианту с минимальными приведенными затратами.

Схемные решения электросетей выбирают по нормальным, ремонтным и послеаварийным режимам.

Распределение потерь напряжения между элементами электросети выполняется на основании расчета, исходя из допустимого отклонения напряжения (ГОСТ 13109-97 – допустимое нормальное отклонение напряжения у потребителя составляет ±5% номинального, максимальное отклонение допускается до ±10%) у электроприемников и уровней напряжения на шинах центра питания.

Потери напряжения не должны превышать в электрических сетях 10 кВ – 10%, в электрических сетях 0,4/0,22 кВ – 8%, в электропроводках одноэтажных жилых домов – 1%, в электропроводках зданий, сооружений, двух и многоэтажных жилых домов – 2%.

При отсутствии исходных данных для расчета отклонения напряжения у электроприемников потери напряжения в элементах сети 0,4 кВ рекомендуется принимать: в линиях, питающих коммунально-бытовые потребители – 8%, производственные – 6,5%, животноводческие комплексы – 4% от номинального.

При проектировании электрических сетей сельскохозяйственного назначения мощность компенсирующих устройств должна определяться по условию обеспечения оптимального коэффициента реактивной мощности, при котором достигается минимум приведенных затрат на снижение потерь электроэнергии.

5.3.2. Требования при проектировании к линиям электропередачи напряжением 0,4/0,22 кВ

Воздушные линии следует прокладывать, как правило, по двум сторонам улиц населенного пункта, но допускается и прохождение их по одной стороне улицы с учетом исключения помех движению транспорта и пешеходов, а также удобства выполнения ответвлений к вводам в здания и сокращения числа пересечений с инженерными сооружениями.

При проектировании воздушных линий с совместной подвеской на опорах проводов линий электропередачи 0,4/0,22 кВ и линий проводного вещания напряжением до 360 В необходимо руководствоваться ПУЭ, использования опор ВЛ для совместной подвески проводов электроснабжения (380 В) и проводного вещания (не выше 360 В) и НТПС.

На участках параллельного следования линий 0,4 и 10 кВ следует рассматривать технико-экономическую целесообразность использования общих опор для совместной подвески на них проводов обеих ВЛ.

Выбор проводов и кабелей, мощность силовых трансформаторов должен производиться по минимуму приведенных затрат.

Электрические линии напряжением 0,4 кВ должны быть с глухозаземленной нейтралью, на линиях, отходящих от одной подстанции 10/0,4 кВ, необходимо предусматривать не более двух-трех сечений проводов.

Выбранные провода и кабели проверяют:

· на допустимые отклонения напряжения у потребителей;

· на допустимые длительные токовые нагрузки по условию нагрева в нормальном и послеаварийном режимах;

· на обеспечение надежного срабатывания защиты при однофазных и междуфазных коротких замыканиях;

· на пуск асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором.

Кабели с пластмассовой изоляцией, защищенные плавкими предохранителями должны быть проверены на термическую устойчивость от токов короткого замыкания.

Проводимость нулевого провода линий 0,4 кВ, питающих в основном однофазные нагрузки (более 50% по мощности), а также электроприемники животноводческих и птицеводческих ферм должна быть не менее проводимости фазного провода. Проводимость нулевого провода может быть больше проводимости фазного провода, если это требуется для обеспечения допустимых отклонений напряжения у ламп наружного освещения, а также при невозможности обеспечения другими средствами необходимой селективности защиты линии от однофазных коротких замыканий. Во всех остальных случаях проводимость нулевого провода следует принимать не менее 50% проводимости фазных проводов.

На ВЛ к отдельным потребителям с сосредоточенной нагрузкой следует предусматривать подвеску восьми проводов с расщеплением провода одной фазы на два на опоры с общим нулевым проводом. При совместной подвеске на общих опорах проводов двух линий, подключенных к независимым источникам питания, необходимо предусматривать самостоятельные нулевые провода для каждой линии.

Провода уличного освещения следует располагать со стороны проезжей части улицы. Фазные провода должны располагаться выше нулевого.

Светильники уличного освещения присоединяются к специально предназначенным для этого фазным проводам и общему нулевому проводу электрической сети. Размещение светильников выполняют в шахматном порядке при установлении их по двум сторонам улицы. Включение и отключение светильников уличного освещения должно быть автоматическим и осуществляться централизованно со щита трансформаторной подстанции.

ВЛ 0,4 кВ оснащаются алюминиевыми, сталеалюминиевыми проводами, а также из алюминиевого сплава.

В районах с одноэтажной застройкой для ответвлений от линий к вводам в здания рекомендуется применять самонесущие провода с атмосферостойкой изоляцией.

На ВЛ должны применяться, как правило, штыревые изоляторы – стеклянные или фарфоровые.

5.3.3. Требования при проектировании к линиям электропередачи напряжением 10…110 кВ

Выбор трасс ВЛ 10 кВ следует производить в соответствии с требованиями нормативных документов по выбору и изысканиям трасс линий.

При необходимости сооружения ВЛ, проходящих в одном направлении с существующими, должны быть проведены технико-экономические расчеты для обоснования целесообразности строительства новых или увеличения пропускной способности существующих линий.

Номинальное междуфазное напряжение распределительных сетей выше 1000 В следует принимать не ниже 10 кВ.

При реконструкции и расширении действующих сетей напряжением 6 кВ следует предусматривать их перевод на напряжение 10 кВ с использованием, по возможности, установленного оборудования, проводов и кабелей. Сохранение напряжения 6 кВ допускается, как исключение, при соответствующих технико-экономических обоснованиях.

На ВЛ 10 кВ со штыревыми изоляторами расстояние между анкерными опорами должно быть в I-II районах по гололеду не более 2,5 км и 1,5 км в III – особом районах.

Воздушные линии могут строиться с применением железобетонных на вибрированных и центрифугированных стойках, деревянных и металлических опор.

Стальные опоры ВЛ 10 кВ рекомендуется использовать на пересечениях с инженерными сооружениями (железные и шоссейные дороги), с водными пространствами, на стесненных участках трасс, в горной местности, на ценных сельскохозяйственных землях, а также в качестве анкерно-угловых опор двухцепных линий.

Двухцепные опоры ВЛ10 кВ рекомендуется применять на больших переходах через водные препятствия, а также на участках ВЛ, проходящих по землям, занятыми сельскохозяйственными культурами (рис, хлопок и т.п.), и на подходах к подстанциям, если в этом направлении намечается сооружение еще одной линии.

ВЛ 10 кВ выполняют с применением штыревых и подвесных изоляторов, как стеклянных, так и фарфоровых, но предпочтение следует отдавать стеклянным изоляторам. Подвесные изоляторы следует использовать на ВЛ 10 кВ для электроснабжения животноводческих ферм и на опорах анкерного типа (концевых, анкерно-угловых и переходных опорах).

5.3.4. Требования при проектировании к трансформаторным подстанциям напряжением 10 кВ

Подстанции 10/0,4 кВ должны размещаться: в центре электрических нагрузок; в непосредственной близости от подъездной дороги с учетом обеспечения удобных подходов воздушных и кабельных линий; на незатопляемых местах и, как правило, на местах с уровнем грунтовых вод ниже заложения фундаментов.

Электроснабжение бытовых и производственных потребителей рекомендуется предусматривать от разных подстанций или их секций.

Схемы подстанций выбираются на основании схем развития электрических сетей 35...110 кВ областей и технико-экономических расчетов расширения, реконструкции и технического перевооружения электрических сетей напряжением 10 кВ районов электрических сетей и уточняются в рабочих проектах электроснабжения реальных объектов.

Выбор схем присоединения подстанций 10/0,4 кВ к источникам питания производится на основании экономического сравнения вариантов в зависимости от категории электроприемников по надежности электроснабжения в соответствии с «Методическими указаниями по обеспечению при проектировании нормативных уровней надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей».

Подстанции 10/0,4 кВ, питающие потребителей второй категории с расчетной нагрузкой 120 кВт и более должны иметь двухсторонне питание. Допускается присоединение подстанции 10/0,4 кВ, питающей потребителей второй категории с расчетной нагрузкой менее 120 кВт, ответвлением от магистрали 10 кВ, секционированной в месте ответвления с обеих сторон разъединителями, если длина ответвления не превышает 0,5 км.

Подстанции 10/0,4 кВ, как правило, должны проектироваться однотрансформаторными. Двухтрансформаторные подстанции 10/0,4 кВ должны проектироваться для питания потребителей первой категории и потребителей второй категории, не допускающих перерыва в электроснабжении более 0,5 часа, а также потребителей второй категории при расчетной нагрузке 250 кВт и более.

Устройствами автоматического включения резервного питания на шинах 10 кВ рекомендуется оборудовать двухтрансформаторные подстанции при совокупности следующих обязательных условий: наличие электроприемников I и II категории; присоединение к двум независимым источникам питания; если одновременно с отключением одной из двух питающих линий 10 кВ одновременно теряет электроснабжение один силовой трансформатор. При этом электроприемники I категории должны дополнительно обеспечиваться устройствами автоматического резервирования непосредственно на вводе 0,4 кВ электроприемников.

Подстанции 10/0,4 кВ закрытого типа следует применять: при сооружении опорных трансформаторных подстанций, к распределительным устройствам 10 кВ которых присоединяются более двух линий 10 кВ; для электроснабжения потребителей потребителей первой категории при суммарной расчетной нагрузке 200 кВт и более; в условиях стесненной застройки поселков; в районах с холодным климатом при температуре воздуха ниже 40 С; в районах с загрязненной атмосферой III степени и выше; в районах со снежным покровом более 2 м. Подстанции 10/0,4 кВ следует применять, как правило, с воздушными вводами линий 10 кВ. Кабельные вводы линий должны применяться: в кабельных сетях; при сооружении подстанций, имеющих только кабельные вводы линий; при условиях, когда прохождение ВЛ на подходах к подстанции невозможно и в других случаях, где это технико-экономически обоснавано.

Трансформаторы 10/0,4 кВ, как правило, используются с переключением ответвлений без возбуждения (ПБВ) для регулирования напряжения.

Для питания коммунально-бытовых сельскохозяйственных потребителей, трансформаторы 10/0,4 кВ мощностью до 160 кВА включительно следует применять со схемой обмоток «эвезда-зигзаг» с выведенной нейтралью обмотки 0,4 кВ.

Ограждение подстанций 10/0,4 кВ должно сооружаться, если расстояние от токоведущих частей вводов линий до земли менее 4,5 м.

5.3.5 Методика проектирования электрических сетей 0,4/0,22 кВ

Технорабочий проект электрических сетей 0,4/0,22 кВ состоит из пояснительной записки, чертежей, смет, материалов изысканий и энергоэкономического обследования объектов.

Пояснительная записка содержит технико-экономические показатели проекта, спецификации на материалы для проектирования, чертежи. Все расчетные и обосновывающие материалы хранятся в архивном экземпляре проекта.

Данные о потребителях получают на основании энергоэкономического обследования по генеральным планам или зонам электроснабжения. Электрические нагрузки определяют используя «Методические указания по расчету электрических нагрузок в сетях 0,4...110 кВ сельскохозяйственного назначения» как с использованием ЭВМ, так и без применения.

При проектировании наружных сетей 0,4/0,22 кВ расчетные нагрузки, приведенные к вводу в сельский жилой дом, и удельное перспективное электропотребление на внутриквартирные нужды определяются по номограмме, исходя из существующего внутриквартирного электропотребления с учетом динамики его роста до расчетного года. Если к расчетному году населенный пункт планируется газифицировать, то полученную по номограмме нагрузку уменьшают на 20%.

Для вновь электрифицируемых населенных пунктов или при отсутствии сведений о существующем электропотреблении домов расчетная нагрузка на вводах в дома принимается по следующим нормам: населенные пункты старой застройки с газификацией - 1,5 кВт, без газификации - 1,8 кВт; с новой застройкой с газификацией - 1,8 кВт, без - 2,2 кВт; для вновь строящихся квартир в городах, поселках городского типа с газификацией – 4 кВт, без газификации - 5 кВт. Нагрузки на вводе домов с электроплитами и водонагревателями принимают равными 7,5 кВт, а с электроплитами - 6 кВт, при использовании кондиционеров нагрузка на вводе в дом увеличивается на 1 кВт.

Анализ зарубежного и отечественного опыта фермерского хозяйства показывает, что электрическая нагрузка одного хозяйства может составлять от 10 до 190 кВт. Поскольку жилой дом фермера может быть совмещен с блоком объектов построек фермы на земельном наделе или существовать отдельно от него, электрическую нагрузку жилого дома рекомендуется учитывать отдельно от производственной нагрузки фермерского хозяйства.

При традиционном наборе электробытовых приборов нагрузка жилого дома фермера составляет 3...5 кВт и возрастает до 7...8 кВт при использовании электроэнергии для горячего водоснабжения и до 20...25 кВт - для отопления.

Что же касается производственных нагрузок фермерских хозяйств, то их следует принимать на основании конкретных проекных решений. Так например, по данным Гипрониисельхоза, электрическая нагрузка фермы или подворья на 5 коров составляет 21,6 кВт; на 10 - 30,2 кВт; на 25 - 69,4 кВт и на 50 - 119,4 кВт. Электрическая нагрузка фермы на 30 свиней - 15 кВт; на 100 - 71,2 кВт; на 200 - 91 кВт с учетом электротеплоснабжения.

Расчетные нагрузки на вводах в производственные, общественные и коммунальные предприятия, здания и сооружения принимают по таблицам «Методических указаний по расчету электрических нагрузок в сетях 0,4...110 кВ сельскохозяйственного назначения», где представлены данные по установленной мощности, мощности наибольшего электродвигателя, активные и реактивные нагрузки дневного и вечернего максимумов на вводе, коэффициенты сезонности. Эти данные помещены в приложении (не в полном объеме).

Нагрузку уличного освещения определяют по нормам в зависимости от покрытия и ширины проезжей части дороги, т.е. удельная мощность осветительных установок составляет от 3,0 до 13,0 Вт на 1 м длины. Мощность для наружного освещения территории хозяйственных центров и др. объектов определяется из расчета 250 Вт на помещение и 3 Вт на 1 м длины периметра двора, для общественнных площадей и торговых центров - 0,5 Вт на 1 кв.м.

Расчетные нагрузки прочих потребителей в сельской местности принимаются из проектов электроснабжения этих объектов или по заявкам. В заявке указывается: суммарная установленная мощность электроприемников, расчетная дневная и вечерняя нагрузка, коэффициент мощности предприятия в дневной и вечерний максимум нагрузки, сменность и сезонность его работы.

Если имеются реальные графики нагрузок объектов, можно определить все величины, необходимые для проектирования. Из графика электрических нагрузок, построенного на основании имеющихся сменных или суточных технологических графиков работы силового, нагревательного и осветительного электрооборудования, определяется получасовой максимум нагрузки с учетом средних коэффициентов загрузки электроприемников. продолжительность действия нагрузки, ч.

Зная коэффициент мощности нагрузки cosφ в период максимума, определяют полную расчетную мощность

Для определения расчетной нагрузки крупных потребителей (например, животноводческие и птицеводческие фермы и комплексы) целесообразно пользоваться методом упорядоченных диаграмм.

Расчетную мощность на шинах ТП 10/0,4 кВ для проектируемого населенного пункта определяют по нагрузкам отходящих линий 0,4/0,22 кВ. Все потребители отходящих линий делят на группы (жилые дома, производственные, коммунально-бытовые и др. объекты), внутри которых собраны однородные нагрузки, не отличающиеся друг от друга более чем в 4 раза. Для каждой группы определяют расчетную мощность (по коэффициентам одновременности) и, суммируя мощности этих групп, табличным методом (по добавкам мощностей) получают нагрузку ТП 10/0,4 кВ. Эти же результаты можно получить при суммировании нагрузок головных участках отходящих линий 0,4/0,22 кВ, предварительно определив мощности всех участков каждой из линий.

Мощность трансформаторов на подстанции определяют по экономическим интервалам нагрузки, которые составлены по условиям нормальной работы трансформаторов с учетом допустимых систематических перегрузок в соответствии с видом нагрузки, сезонам и среднесуточной температурой.

Однотрансформаторная подстанция 10/0,4 кВ выбирается с мощностью, удовлетворяющей условию

S ЭН £ S РАСЧ £ S ЭВ , (5.8)

где S ЭН, S ЭВ - нижняя, верхняя границы интервалов нагрузки, кВА;

S РАСЧ - расчетная (максимальная) нагрузка подстанции, кВА.

Мощность трансформаторов на двухтрансформаторной подстанции определяют по условиям их работы как в нормальном, так и в послеаварийном режимах, т.е. работа обоих трансформаторов и одного трансформатора на обе секции шин.

В нормальном режиме мощность трансформаторов при равномерной их загрузке определяют по условию

S ЭН < 0,5 S РАСЧ < S ЭВ , (5.9.)

В послеаварийном режиме мощность трансформатора S ТР , выбранная по условию (5.9), проверяется для следующих ситуаций.

Резервирование по сетям 0,4/0,22 кВ отсутствует, тогда

(5.10.)

где K ПЕР - коэффициент допустимых послеаварийных перегрузок.

Мощность трансформатора S ТР при наличии резервирования по сетям 0,4/0,22 кВ определяют для двух вариантов:

при отключении одного из трансформаторов на проектируемой подстанции

(5.11.)

при отключении резервируемой соседней подстанции по сетям 0,4/022 кВ

(5.12.)

где S’ рез и S” рез - соответственно нагрузка проектируемой ТП, автоматически резервируемая по сетям 0,4/022 кВ и наибольшая дополнительная нагрузка, автоматически резервируемая трансформаторами проектируемой ТП при исчезновении питания на соседней.

Число ТП в населенном пункте или на конкретном объекте зависит от его суммарной мощности, плотности нагрузки и допустимых потерь напряжения. Приближенно число ТП можно определить по эмпирической формуле, если протяженность объекта электроснабжения превышает 0,5 км

;

где Р ∑ - суммарная нагрузка, кВт; В=0,6...0,7 - постоянный коэффициент;

Du - допустимые потери напряжения в сети 0,38/0,22 кВ,%;

P 0 - плотность нагрузки объекта, кВт/кв.км.

Координаты ТП определяют по выражениям:

; (5.14.)

где Р i - расчетная нагрузка на вводе i -го потребителя или группы, кВт;

X i , Y i - расстояния до потребителей или их групп по осям координат, км;

n - число потребителей.

Допустимые потери напряжения в элементах электрических сетей определяют расчетным путем по нормируемым отклонениям напряжения у потребителей (ГОСТ 13109-97), по уровню напряжения в центре питания в момент максимума и минимума нагрузок и при наличии средств регулирования напряжения. Согласно НТПС допустимые потери напряжения в сетях 0,4/0,22 кВ составляют 8%.

Определив число и места расположения ТП, выбирают количество отходящих линий 0,4/0,22 кВ, трассы их прохождения. Составляют расчетные схемы ВЛ 0,4 кВ с нанесением нагрузок потребителей дневных и вечерних, нумеруют расчетные участки и проставляют их длину. Для каждого участка линии определяют мощности и определяют сечение проводов по экономическим интервалам нагрузок с последующей проверкой по допустимым потерям напряжения.

В практике проектирования и эксплуатации кабельных линий электропередачи напряжением 0,4...10 кВ и электропроводок часто возникает необходимость выбора сечений жил силовых кабелей и проводов по условиям нагрева (длительно допустимому току нагрузки) с последующей проверкой на допустимое отклонение напряжение у потребителя.

Несмотря на наличие в настоящее время у большинства проектных организаций современной вычислительной техники, ее использование в ряде случаев для такого вида расчетов нецелесообразно. Для снижения затрат труда на эти расчеты и для расчетов в условиях эксплуатации рекомендуется использовать номографический метод определения сечений жил кабелей и проводов по условиям нагрева и отклонения напряжения.

Номограммы для определения сечений жил силовых кабелей и проводов кабельных, воздушных линий электропередачи напряжением 0,4...10 кВ и электропроводок приведены в справочной литературе.

Конструкцию электросети и тип ТП 10/0,4 кВ выбирают по типовым проектам института «РОСЭП» Минэнерго РФ.

Электрическую сеть 0,4/0,22 кВ проверяют при пуске асинхронных короткозамкнутых электродвигателей большой мощности, которые создают в этом режиме значительные потери напряжения по сравнению с нормальной работой сети.

Комплектные ТП 10/0,4 кВ, изготавливаемые серийно, выпускаются с определенным набором аппаратов защиты, параметры которых заданы типовыми проектами. Это обстоятельство требует в необходимых случаях предусматривать замену аппаратов защиты линий электропередач 0,4 кВ. Выбор параметров срабатывания аппаратов защиты в сетях напряжением до 1000 В связан с выбором сечения проводников и кабелей.

В соответствии с ПУЭ параметры срабатывания аппаратов защиты выбираются по условиям обеспечения быстродействия и селективности защиты электрической сети.

Токи к.з. (трехфазный, двухфазный, однофазный) в сетях 0,4/0,22 кВ определяют для выбора аппаратов, проводников и проверки чувствительности защит.

Полное сопротивление системы представляет собой результирующее сопротивление элементов сети 10 кВ от выводов трансформатора до источника питания. При расчетах токов к.з. в сети 0,4 кВ сопротивление сети 10 кВ (и более высокого напряжения) иногда принимают равным нулю, так как при приведении к напряжению 0,4 кВ сопротивления элементов сети 10 кВ уменьшаются примерно в 625 раз.

В данной статье мы рассмотрим что же такое кВА, кВт, кВАр? Что каждая величина обозначает и в чем физический смысл данных величин.
Что такое кВА? кВА - самое загадочное слово для потребителя электроэнергии, равно как и самое важное. Если быть точным, то следует отбросить приставку кило- (10 3) и получим исходную величину (единицу измерения) ВА, (VA), Вольт-Амперы. Данная величина характеризует Полную электрическую мощность , имеющую принятое буквенное обозначение по системе - S. Полная электрическая мощность - это геометрическая сумма активной и реактивной мощности , находимая из соотношения: S 2 =P 2 +Q 2 , либо из следующих соотношений: S=P/ или S=Q/sin(φ) . Физический смысл Полной мощности заключается в описании всего расхода электрической энергии на выполнение какого-либо действия электрическим аппаратом.

Соотношение мощностей можно представить в виде Треугольника мощностей. На треугольнике буквами S(ВА), P(Вт), Q(ВАр) обозначены Полная, Активная, Реактивная мощности соответственно. φ - угол сдвига фаз между напряжением U(В) и током I(А), именно он по-сути и отвечает за увеличение Полной мощности у электроустановки. Максимум производительности электроустановки будет при стремящимся к 1.

Что такое кВт? кВт - не менее загадочное слова чем, кВА. Опять же отбросим приставку кило- (10 3) и получим исходную величину (единицу измерения) Вт, (W), Ватт. Данная величина характеризует Активную потребляемую электрическую мощность, имеющую принятое буквенное обозначение по системе - P. Активная потребляемая электрическая мощность - это геометрическая разность полной и реактивной мощности , находимая из соотношения: P 2 =S 2 -Q 2 P=S* .
Активную мощность можно описать как часть Полной мощности, затрачиваемую на совершение полезного действия электрическим аппаратом. Т.е. на выполнение "полезной" работы.
Остается менее всего используемое обозначение - кВАр. Опять же отбросим приставку кило- (10 3) и получим исходную величину (единицу измерения) ВАр, (VAR), Вольт-ампер реактивный. Данная величина характеризует Реактивную электрическую мощность, имеющую принятое буквенное обозначение по системе - Q. Реактивная электрическая мощность - это геометрическая разность полной и активной мощности , находимая из соотношения: Q 2 =S 2 -P 2 , либо из следующего соотношения: Q =S* sin(φ) .
Реактивная мощность может иметь или характер.
Характерный пример Реактирования электроустановки: воздушная линия относительно «земли» характеризуется емкостной составляющей, её можно рассматривать как плоский конденсатор с воздушным промежутком между «пластинами»; в то время как ротор двигателя имеет ярко выраженный индуктивный характер, представляясь нам намотанной катушкой индуктивности.
Реактивную мощность можно описать как часть Полной мощности, затрачиваемую на переходные процессы имеющие в себе . В отличие от Активной мощности, Реактивная мощность не выполняет "полезной" работы, при работе электрического аппарата.
Подведем итоги: Любая электроустановка характеризуется двумя основными показателями из представленных: Мощностью (Полной (кВА), Активной (кВт)) и косинусом угла сдвига напряжения относительно тока - . Соотношения значений приведены в статье выше. Физический смысл Активной мощности - выполнение "полезной" работы; Реактивной - расходование части энергии на переходные процессы, чаще это потери на перемагничение.

Примеры получения одной величины из другой:
Дана электроустановка с показателями: активная мощность (P) - 15кВт, Cos(φ)=0,91. Таким образом полная мощность (S) будет составлять - P/Cos(φ)=15/0,91=16,48кВА. Рабочий ток электроустановки всегда основывается на полной мощности (S) и составляет для однофазной сети - I=S/U=15/0,22=68,18А, для трехфазной сети - I=S/(U*(3)^0,5))=15/(0,38*1,73205)=22,81А.
Дана электроустановка с показателями: полная мощность (S) - 10кВА, Cos(φ)=0,91. Таким образом активная составляющая мощности (P) будет составлять - S*Cos(φ)=10*0,91=9,1кВт.
Дана электроустановка - ТП 2х630кВА с показателями: полная мощность (S) - 2х630кВА, требуется выделить активную мощность. Для многоквартирного жилья с электрическими плитами применим Cos(φ)=0,92. Таким образом активная составляющая мощности (P) будет составлять - S*Cos(φ)=2*630*0,92=1159,2кВт.

Говоря о мощности электроприборов, обычно подразумевается активная энергия. Но многие устройства потребляют также реактивную энергию. В этой статье рассказывается о том, что такое кВа, и в чём отличие кВа от кВт.

Активная и реактивная энергия

В сети переменного тока величина тока и напряжения меняется по синусоиде с частотой сети. Это можно увидеть на экране осциллографа. Все виды потребителей можно разделить на три категории:

• Резисторы, или активные сопротивления, – потребляют только активный ток. Это лампы накаливания, электроплиты и подобные устройства. Основным отличием является совпадение по фазе тока и напряжения;
• Дросселя, катушки индуктивности, трансформаторы и асинхронные электродвигатели – используют реактивную энергию и превращают её в магнитные поля и противоЭДС. В этих приборах ток отстаёт по фазе от напряжения на 90 градусов;
• Конденсаторы – превращают напряжение в электрические поля. В сетях переменного тока используются в компенсаторах реактивной мощности или в качестве токоограничивающих сопротивлений. В таких аппаратах ток опережает напряжение на 90 градусов.

Важно! Конденсаторы и индуктивности сдвигают ток относительно напряжения в противоположные направления и при включении в одну сеть компенсируют друг друга.

Активной называют энергию, выделяющуюся на активном сопротивлении, таком, как лампа накаливания, электронагреватель и другие похожие электроприборы. В них фазы тока и напряжения совпадают, а вся энергия используется электроприбором. При этом исчезают различия между киловаттами и киловольт-амперами.

Кроме активной, есть реактивная энергия. Её используют устройства, в конструкции которых есть конденсаторы или катушки с индуктивным сопротивлением электродвигатели, трансформаторы или дросселя. Им также обладают кабеля большой длины, но разница с прибором, обладающим чисто активным сопротивлением, невелика и учитывается только при проектировании линий электропередач большой длины или в высокочастотных устройствах.

Полная мощность

В реальных условиях чисто активные, ёмкостные или индуктивные нагрузки встречаются очень редко. Обычно все электроприборы используют активную мощность (P) вместе с реактивной (Q). Это полная мощность, обозначающаяся “S”.

Для вычисления этих параметров используются следующие формулы, которые необходимо знать, чтобы при необходимости осуществить перевод кВа в кВт и обратно:

• Активная – это полезная энергия, превращаемая в работу, выражается в Вт или кВт.

КВа перевести в кВт можно по формуле:

где “φ” – угол между током и напряжением.

В этих единицах измеряется полезная нагрузка электродвигателей и других устройств;

• Ёмкостная или индуктивная:

Отображает потери энергии на электрические и магнитные поля. Единица измерения – кВар (киловольт-ампер реактивный);

• Полная:

1. U – напряжение сети,
2. I – ток через устройство.

Представляет из себя общее потребление электроэнергии устройством и выражается в VA или kVA (киловольт-ампер). В этих единицах выражаются параметры трансформаторов, например, 1 кВа или 1000 кВа.

К сведению. Такие аппараты 6000/0,4 кВ и мощностью 1000 кВа являются одними из самых распространённых для питания электрооборудования предприятий и жилых микрорайонов.

КВар, кВа и кВт связаны между собой формулой, похожей на знаменитую теорему Пифагора (Пифагоровы штаны):

Важно! Следует учесть, что к трансформатору мощностью 10 кВа нельзя подключить электродвигатель 10 кВт, поскольку электроэнергия, потребляемая этим аппаратом с учётом cosφ, составит около 14 киловольт-ампер.

Приведение cosφ к 1

Реактивная энергия, используемая потребителями, создаёт лишнюю нагрузку на кабель и пусковую аппаратуру. Кроме того, за неё приходится платить, как и за активную, а в переносных генераторах отсутствие компенсации увеличивает расход топлива. Но её можно скомпенсировать путём использования специальных устройств.

Потребители, нуждающиеся в компенсации cosφ

Одним из основных потребителей реактивной энергии являются асинхронные электродвигатели, потребляющие до 40% всей электроэнергии. Cosφ этих устройств около 0,7-0,8 при номинальной нагрузке и падает до 0,2-0,4 в режиме холостого хода. Это связано с наличием в конструкции обмоток, создающих магнитное поле.

Ещё один тип устройств – трансформаторы, cosφ которых падает, а потребление реактивной энергии растёт в ненагруженных аппаратах.

Компенсирующие устройства

Для компенсации используются разные типы устройств:

• Синхронные двигатели. При подаче в обмотку возбуждения напряжение выше номинального, они компенсируют индуктивную энергию. Это позволяет улучшить параметры сети без дополнительных расходов. При замене части асинхронных двигателей синхронными возможности компенсации возрастут, но это потребует дополнительных расходов на монтаж и эксплуатацию. Мощность таких электродвигателей достигает нескольких тысяч киловольт-ампер;
• Синхронные компенсаторы. Это синхронные электродвигатели отличаются упрощённой конструкцией и мощностью до 100 киловольт-ампер, не предназначены для приведения в движение каких-либо механизмов и работают в режиме Х.Х. Их предназначение – компенсация реактивной энергии. Во время работы эти устройства используют 2-4% активной энергии от количества компенсируемой. Сам процесс автоматизируется с целью достижения значения cosφ максимально близкого к 1;
• Конденсаторные батареи. Кроме электродвигателей, в качестве компенсаторов применяются конденсаторные батареи. Это группы конденсаторов, соединённые в “треугольник”. Ёмкость этих устройств может изменяться присоединением и отсоединением отдельных элементов. Достоинством таких приборов является простота и малое потребление активной мощности – 0,3-0,4% от компенсируемой. Недостаток – в невозможности плавной регулировки.

Так сколько же кВт в 1 кВа? На этот вопрос нельзя ответить однозначно. Это зависит от разных факторов, и, прежде всего, от cosφ. Для проведения расчётов и расшифровки результатов можно использовать онлайн-калькулятор.

Знание всех составляющих мощности, в чем разница между ними, и то, как перевести кВа в кВт, необходимо при проектировании электрических сетей.

Видео

Любое помещение в квартире следует использовать максимально эффективно. Не является исключением и малогабаритная ванная комната. В процессе ее обустройства необходимо подобрать цветовое и стилистическое оформление, определиться с типом отделки, особенностями сантехнических приборов и мебели.

Правила отделки

Планировка ванной 4 кв. м. не оставляет чрезмерно большого разнообразия вариантов отделки интерьера. Однако возможности обустроить уютное и комфортное помещение существуют, и их не так уж и мало.

При этом целесообразно ориентироваться на такие нюансы:

• ориентироваться в отделке надо на светлые оттенки;
• система освещения должна быть многоуровневой;
• наличие зеркал помогает визуально расширить помещение;
• конструкции из стекла должны быть прозрачными;
• в меблировке следует руководствоваться принципами минимализма.

Подбор цвета

Занимаясь оформлением интерьера, можно выбрать дизайн ванной комнаты 4 кв. м. с использованием достаточно широкой цветовой палитры. Однако предпочтительными все же будут светлые тона.

Интерьер выиграет и в том случае, если вы остановитесь на бежевых и кремовых вариациях, наделяющих ванную теплом и уютом. Чтобы разнообразить светлое оформление, можно использовать не слишком яркие вертикальные декоративные узоры.

Целесообразно обращать внимание и на цветовые сочетания. Например, комфорт подарят сиреневый цвет с оттенком фиалки, а также розовый и светло-зеленые тона. Хорошо будет смотреться сочетание цвета какао и лимона.

Шоколадный оттенок прекрасно сочетается с белым, желтым или синим цветом, а ванную комнату в чисто белых тонах можно сделать более оригинальной при помощи розовой, синей и зеленой палитры.

Выбрав наиболее подходящий цвет, целесообразно исключить крупные панно и орнаменты, поскольку они будут визуально «съедать» пространство. А вот оформление мозаикой поможет зонировать и расширить комнату в зрительном восприятии.

Особенности отделки ванной

Выбор материалов для отделки помещения определяется достаточно экстремальными условиями в нем – это и высокая влажность, и повышенные температуры.

Поэтому они должны быть прочными, влагостойкими, устойчивыми к температурным перепадам, легко очищаться и не подвергаться воздействию грибков и плесени. Одновременно в этих целях необходимо оборудовать эффективную систему вентиляции.

Стены

Наиболее популярным материалом для отделки стен является керамическая плитка. Это объясняется ее свойствами – низким показателем влагопоглощения, прочностью, гигиеничностью.

Современные ванные комнаты 4 кв. м. могут отделываться традиционным сочетанием – снизу кафель темного цвета, а сверху – более светлого. Разделение цветов производится бордюром или фризом.

Оттенки можно также поменять местами или же сделать вертикальное разделение разноцветных кафельных полос при помощи бордюра.

Износостойкий и долговечный англомерат позволяет украсить малогабаритную ванную. Это оригинальное покрытие может быть выполнено в самых разнообразных цветах, иметь вкрапления мозаики с авантюрином.

А вот пластиковые панели в большей степени подходят бюджетному типу отделки, хотя и позволяют выбрать любое цветовое оформление. Здесь важно не перестараться и выбирать только сдержанные тона и принты, не уменьшающие помещение.

Еще одним способом сэкономить на интерьере будет окрашивание влагостойкой краской. Однако необходимо предварительно выровнять стены и правильно подобрать оттенок.

В противовес окрашиванию отделка мрамором придает эффект роскоши и изыска, что ярко демонстрируется на фото ванной 4 кв. м. Дополнительно можно использовать декорирование мраморными вкраплениями.

Пол

Вследствие постоянного контакта с водой, необходимо выбирать влаго- и водостойкие покрытия, которые исключают водопоглощение и разбухание.

Поэтому традиционная облицовка кафелем остается в моде. Правда следует ориентироваться на более оригинальные решения, например, выкладывать крупные плитки светлых тонов в форме ромба или использовать шестигранники плитки-пэчворк. Хорошо будет смотреться кафель под камень. Такое покрытие надежное и не боится даже моющих средств.

Подчеркнуть роскошь можно при помощи укладки натурального камня, но стоимость будет достаточно дорогой, да и не со всеми стилями такое решение сочетается. Поэтому целесообразно делать наливные полы с использованием эпоксидных смол.

Покрытие легко укладывается и после высыхания дает прочную основу, которую можно украсить самыми разными способами, например 3Д рисунками на морскую или природную тематику.

Ну а если вы хотите подчеркнуть оригинальность своей идеи ванной комнаты 4 кв. м. изделиями из древесины – ламинатом или деревянным полом, то следует приобретать только качественный водостойкий материал.

Потолок

Среди лидеров остаются натяжные потолки, которые отличаются прочностью и влагостойкостью. Но следует выбирать пленки с глянцевым эффектом, что позволит поднять потолок. Единственным недостатком будет возможность провисания конструкции.

Также можно выбрать более бюджетный вариант – простое окрашивание. Но этот вариант менее долговечен и более требователен в уходе. Оригинальность интерьера создается и ПВХ панелями с зеркальной поверхностью.

Мебель и сантехника

При установке сантехнических приборов основным критерием является их компактность. Если вы хотите установить ванну, то желательно брать традиционную конструкцию прямоугольной формы с монтажом пластиковой перегородки. Подойдет также овальная, полукруглая или асимметричная конструкция.

А вот квадратных и круглых чаш следует избегать. Сэкономить пространство вам поможет замена ванны душевым боксом или обычной кабинкой.

Ванная с туалетом 4 кв. м. требует выбора правильного места не только для умывальника, но и для унитаза. Здесь вам помогут навесные и треугольные конструкции, существенно экономящие пространство.

Угловое размещение раковины поможет более эффективно использовать свободные и труднодоступные зоны в помещении. Неплохим решением будет установка раковины, вмонтированной в тумбу, или же монтаж стиральной машинки под умывальником.

Мебель не должна сжимать пространство. Поэтому выбирать следует конструкции открытого типа. В качестве материала подойдет металл или стекло. Помогут вам и навесные шкафчики, а над дверью можно оборудовать удобную и вместительную антресоль.

Особое внимание уделяется обустройству зеркальных поверхностей. Они необходимы для проведения гигиенических процедур, но и играют роль в визуальном планировании помещения.

Не стоит забывать и о важности системы освещения. Каждая отдельная функциональная зона должна быть подсвечена. Особенно это относится к угловым участкам, шкафчикам, зеркалам. Неплохо будет смотреться и пол с подсветкой. Главное – обеспечить хорошую освещенность в естественном для человеческого глаза спектре.

Малогабаритные помещения требуют особого внимания при обустройстве. Важно подобрать способы отделки, приборы, мебель и освещения таким образом, чтобы максимально эффективно и с выгодой для всех членов семьи использовать пространство.

Фото ванной комнаты 4 кв. м.