Как выбрать коэффициент мощности?

300ico

При расчете электрических нагрузок мы постоянно сталкиваемся с необходимостью выбора коэффициентов мощности для различных электроприемников. В данной статье хочу рассказать, как выбрать cosϕ и чем руководствоваться в таких случаях.

Чтобы правильно выбрать cosϕ и правильно рассчитать ток самый верный способ – посмотреть в паспорт на оборудование либо руководство по эксплуатации. Лично я очень редко туда заглядываю, т.к. не всегда паспорта имеются под рукой, поэтому пойдем по другому пути.

Проектировщик любое свое решение должен подкреплять требованиями нормативных документов. Кое-что можно найти в ТКП 45-4.04-149-2009 (п.8.1.15, 8.2.18) и СП 31-110-2003 (п.6.12, 6.30).

Также советую иметь у себя:

М788-1069. Справочные данные по расчетным коэффициентам электрических нагрузок.

Скачать М788-1069 можно на форуме.

1 Выбор коэффициента мощности для освещения.

Для освещения выбрать cosϕ проще всего.

Коэффициент мощности зависит от типа лампы. У ламп накаливания он 1,0, у люминесцентных – 0,92; у ДРЛ, ДРИ, МГЛ — 0,85; у светодиодных – до 0,98.

При проектировании наружного освещения и промышленных объектов cosϕ лучше выбирать из каталогов производителей светильников, поскольку они могут немного колебаться от приведенных значений. Не стоит брать коэффициент мощности больше 0,92 для освещения, несмотря на то, что в каталогах можно встретить и 0,96, и 0,98. Пусть будет небольшой запас, поскольку заказчик может купить светильник совсем другого производителя и лучше ориентироваться на требования нормативных документов. Лучше бы производители указывали и потребляемый ток светильников, поскольку часть электроэнергии теряется в ПРА.

Для освещения у меня 3 значения: 1,0; 0,92 и 0,85.

2 Выбор коэффициента мощности для силовых электроприемников.

Коэффициент мощности для электроприемников, которые не нашел ТНПА я выбираю исходя из режима работы и наличия двигательной нагрузки. Если не знаешь cosϕ для силового оборудования  — принимай 0,8 =) Например, лифты, подъемные механизмы имеют cosϕ около 0,65.

Если мощность ЭП не превышает пару кВт, то не правильно выбранный cosϕ  не значительно  повлияет на расчетный ток.

Для мощных ЭП при выборе коэффициента мощности нужно относиться более ответственно, а также для однотипного оборудования имеющегося в большом количестве.

2.1 Выбор коэффициента мощности для электронно-вычислительной техники.

Отдельным пунктом следует выделить компьютерное оборудование. В проектах для ЭВМ я принимаю cosϕ=0,7. У некоторых он может быть чуть выше, все зависит здесь от блока питания.

2.2 Выбор коэффициента мощности для холодильного оборудования.

Коэффициенты мощности для холодильного оборудования нужно принимать в зависимости от мощности. У данного оборудования cosϕ  от 0,65 до 0,85. Например, у моего холодильника cosϕ=0,85, хотя по ТНПА нужно принимать 0,65. cosϕ=0,75 – среднее значение для всех холодильных установок.

2.3 Выбор коэффициента мощности для нагревательного оборудования.

Чайники, электрические плиты, водонагреватели и другие электронагревательные ЭП имеют коэффициент мощности близкий к 1,0.

Чтобы лучше запомнить, подведем итоги:

  • cosϕ для освещения — 1,0; 0,92 и 0,85.
  • cosϕ для нагревательного оборудования – 1,0.
  • cosϕ для ЭВМ – 0,7.
  • cosϕ для холодильников – 0,75.
  • cosϕ для других силовых ЭП – 0,65-0,8.
Советую почитать:

Комментариев: 35 “Как выбрать коэффициент мощности?”

  1. Дмитрий П.:

    Статья, безусловно, полезная, в качестве справочного материала, коего в интернете полно. Плохо, что практически везде такие статьи подаются без какой бы то ни было матчасти — для многих, так сказать, «инженеров» все эти коэффициенты лишь цифры, взятые с потолка.

    Что это за коэффициент? Что такое реактивная нагрузка? Как найти cosф, имея лишь мультиметр и базовые знания по электротехнике? Для многих «инженеров» эти вопросы так и остаются загадками.

  2. Pantryk:

    Как найти cosф, имея лишь мультиметр

    Поделитесь, если знаете способ, но я думаю, что одного мультиметра мало.

    • Дмитрий П.:

      Если речь идет не о дешевом китайском чуде за 300 руб., а хотя бы о Mastech от 1500 руб., а еще лучше о Fluke, с возможностью как минимум измерять переменный ток и емкость, а еще лучше и индуктивность, то проблем в расчете не будет.

      • Евгений:

        Проектировщику нужно не мерить что-то мультиметром, а применять данные из нормативных документов и техпаспортов. Уже после монтажа электроустановки можно что-то мерить. Для нормального инженера, который проходил ТОЭ в ВУЗе такие загадки решаемы

        • Дмитрий П.:

          Вы давно работает в отрасли? Очень часто для нагрузок не то что cos производитель не указывает, но вообще кроме мощности ничего нету. Да и та в ВА, а не в Вт.

          • Евгений:

            Смотрим, например, СП31-110-2003. Там есть нормативные показатели для разных объектов

      • Pantryk:

        Покажите на примере любого знакомого вам мультиметра. Вы меня очень заинтриговали.

        • Дмитрий П.:

          А зачем вам это? Проектировщику это не нужно. Возьмите СП31-110-2003, там все эти коэффициенты нормированны, отклоняться от этих значений нельзя. 

          • Евгений:

            Нет, нет, нам это нужно. Вот допустим, вы получаете задание на проектирование, продуктовый магазин к примеру. Откуда грамотный проектировщик берет исходные данные? Идет на место стройки с мультиметром и измеряет cosф, верно? Расскажите, с чего вы начинаете проектирование. 

             

        • Dmitry:

          Дмитрий П.: «...Или вы вскроете ее, увидете что там стоит балластный конденсатор и резистор, найдете cos и мощность...» Дмитрий, подскажите, пожалуйста, как по балластному конденсатору и резистору определить косинус и мощность — расчётным или опытным путём? 

          • Дмитрий П.:

            Я вас не призываю совать мультиметр во все подряд. Про мультиметр я упомянул лишь в качестве примера, что если вы реально понимаете суть происходящего, то проблем для вас ни в каких расчетах не будет.

            Вот для вас исходные данные: последовательно подключенные конденсатор на 100 нФ, резистор 1 кОм, несколько светодиодов. Как найти из этого мощность и cosф?

            P=(I^2)*R. R=1кОм, нужно найти ток. I=U/Z, Z — импеданс (полное сопротивление). Z=R+j (XL-XC) — уравнение в полярных координатах. XL=0 (индуктивности нет), соответственно для нашего случая Z=R-jXC. XC=½пfC — находим емкостное сопротивление, где п=3.1415, f=50 Гц — частота тока в сети, C=100*10^-9 Ф — емкость конденсатора. Подставляем, получаем XC=31830.988 Ом. Решая уравнение Z=1000-j31830.988 в полярных координатах, находим модуль Z=31846.7 Ом и фазный угол ф=-88.2 градуса. Соответственно cosф=cos (-88.2)=0.0314. Подставляя U=220В и Z в уравнение тока, находим I=220/31846.7=0.0069 А = 6.9 мА.

            Подставив I и R в формулу мощности, найдем P=0.049 Вт.

            Подключив лампу в сеть через мультиметр у меня получилось в районе 7.1 мА. Так мы получили мощность и cosф.

          • Евгений:

            cosф получился 0.0314??? тяжелый случай...

  3. Dmitry:

    Отличная статья, спасибо автору, что собрал необходимую информацию в одном месте.

  4. Дмитрий П.:

    Смотрим, например, СП31-110-2003. Там есть нормативные показатели для разных объектов

    Я надеюсь, вы понимаете, что все эти справочные коэффициенты лишь приблизительные, и очень часто не соответствуют действительности. Это как температура в среднем по больнице.

    Нормальный проектировщик должен это понимать, а не брать их слепо из справочников.

    Практика к сожалению очень часто далека от теории, и я знаю множество примеров того, как проектировщики живут в собственном идеальном теоретическом мире. А когда их проекты начинают воплощать в жизнь, они зачастую не работают.

    • Евгений:

      Во-первых, это не справочник, а действующий НОРМАТИВНЫЙ документ, обязательный к применению (см. область применения). Во-вторых, нормальный проектировщик должен следовать нормативным документам, а не своим или чужим понятиям, что там соответствует/не соответствует действительности. В-третьих, что вы предлагаете использовать при проектировании?

      • Дмитрий П.:

        Чему следовать или не следовать — решать Вам. Я свое мнение высказал.

        Вопрос изначально стоял в том, чтобы дополняться такие статьи хотя бы какой-нибудь теорией.

        • Евгений:

          Не понял вас. Если проектировщики живут в идеальном теоретическом мире, далеком от реальности, не умеют измерять cosф, то какой выход? На объекте, которого еще нет ничего не измеришь. Где взять данные?

          • Дмитрий П.:

            По поводу СП. В моем случае это М788-1069. Скажите, что выберете Вы: Ки=0.7 и cosф=0.85 для всех насосов что есть на объекте, или найдете Ки для каждого насоса в зависимости от конкретного напора и расхода, и cosф для конкретного насоса конкретной мощности (из каталога)?

            Я надеюсь вы понимаете, что я не предлагаю вам находить косинус насоса мультиметром. Если у меня есть сигнальная лампа. Обычная такая светодиодная на 220В. Made in China. На которой не указана даже мощность. И если таких ламп установлено Много на нескольких щитах. Вы их просто проигнорируете? Или вы вскроете ее, увидете что там стоит балластный конденсатор и резистор, найдете cos и мощность, подставите в расчеты то что будет стоять по факту, а не из справочников?

        • Dmitry:

          Дмитрий П.: «...Или вы вскроете ее, увидете что там стоит балластный конденсатор и резистор, найдете cos и мощность...»

          Дмитрий, подскажите, пожалуйста, как по балластному конденсатору и резистору определить косинус и мощность — расчётным или опытным путём? 

  5. Евгений:

    Дмитрий П., повторюсь, проектировщик пользуется не справочниками, а нормативными документами и что-либо разобрать и померить не имеет возможности

    • Дмитрий П.:

      Скажите, я правильно понимаю, что вы работаете в полной изоляции от проектировщиков других разделов, от технологов, технических каталогов и пр., и кроме этого СП у вас ничего нет?

      Блин, я теперь чувствую себя каким-то уникальным проектировщиком... Даже как-то неудобно.

  6. Евгений:

    При чем тут СП, это просто пример. Понимаете не правильно, про техпаспорта, каталоги я писал выше. Вы не читаете, я пишу одно и тоже по несколько раз. И то, что вы проектировщик, как-то  сомнительно, скорее мастер на предприятии

    • Дмитрий П.:

      Конечно, вам же виднее, кем я работаю 😀 Вы мне говорите, что проектировщик не имеет возможности что-либо разобрать и померить, я же вам говорю, что было бы желание.

      Видимо, это и есть то самое легендарное проектирование по-русски. Вопрос закрыт.

  7. k-igor:

    Ребята, о чем вы?))) Какое разобрать? Сначала делается проект, а потом уже покупают оборудование и материалы и делают монтаж. И паспорта на оборудование не так просто получить... В 90% у проектировщика кроме мощности ничего нет.

    В редких случаях приходится делать проект по тому, что натворили монтажники.

  8. Дмитрий П.:

    cosф получился 0.0314??? тяжелый случай...

    Евгений, что вас смущает? Емкостная реактивная составляющая сопротивления преобладает над активной, фазный угол это прекрасно отражает. Или вас смущает, что в СП нет таких значений? Извините, физика она и в Африке физика.

    • Евгений:

      ого как преобладает, косинус почти нулевой, как при чисто реактивной нагрузке. Не мешало бы подучить кое-кому физику и СП заодно почитать, узнать что это и с чем его едят, а не умничать

      • Дмитрий П.:

        Евгений, всё, хватит, просто остановитесь, хорошо? А мои расчеты верны, что подтверждается соответствием рассчитанного тока и измеренного.

  9. Андрей:

    Дмитрий П., а если, например, у вас несколько очень мощных насосов, которые чаще всего подключены через преобразователь частоты, то вы будете разбирать преобразователь, чтобы узнать косинус моста?) Согласен с Вами, что статья поверхностная, но теоретического матерьяла так много, что весь он сюда просто не поместится...

    Про СП могу сказать, что я тоже как проектировщик буду пользоваться справочными матерьялами. Почему уже ответил K-igor. А я могу лишь добавить, что расчет этот «с мультиметром» и с его точностью по итогу никому будет не нужен...

    • Дмитрий П.:

      Частотный регулятор является нелинейной нагрузкой, и говорить о его коэффициенте мощности как минимум некорректно, а как максимум говорит о некомпетентности проектировщика. Зато он является мощным источником гармоник в сети, но это уже выходит далеко за рамки СП и комментариев в данном блоге.

      Про сувание мультиметра во все подряд я тоже уже писал выше.

  10. Андрей Ш.:

    Добрый день!

    У меня вопрос по компьютерной технике: к источнику бесперебойного питания (UPS) подключён АРМ, монитор и т.п.

    Мощность UPS составляет 2,5 кВ*А или 1,8 кВт (по паспорту)

    Мощность подключённого через UPS АРМ-а, моника и т.п. составляет 1 кВт.

    Вопрос: для расчёта нагрузки принимать паспортную мощность UPS — 1,8 кВт ?

    Или же только подключённое оборудование — 1 кВт.

    Вопрос возник, т.к. смежники выдают задание только на 1 кВт, не учитывая паспортную мощность UPS.

    • k-igor:

      При расчете учитывается мощность только подключаемого оборудования.

      • Андрей Ш.:

        Спасибо за ответ!

        Т.е. UPS берёт из сети только потребляемую в данный момент нагрузку?

        • k-igor:

          Это вы должны выяснить и выбрать защитный аппарат с учетом потребляемого тока. Ставьте 10А и не нужно думать, какой у него потребляемый ток. Теоретически ток даже с учетом заряда при такой нагрузке не превысит 7-8 А.

Написать комментарий

Копирование информации без согласия автора запрещено!