Баланс потужності електричної установки — практичний посібник для електриків

3 kwietnia 2026 | Електрика

Баланс потужності — це основа кожного проекту електричної установки. Без правильного балансу не визначиш потужність приєднання, не підбереш захисні апарати і не спроектуєш головну лінію живлення (WLZ). А помилка в балансі — це або надмірно розмірована лінія та непотрібні витрати, або — що гірше — перевантажена установка.

У цьому посібнику покажемо крок за кроком, як виконати баланс потужності, які коефіцієнти застосовувати і на що звертати увагу. Якщо хочеш одразу перейти до розрахунків, скористайся нашим калькулятором балансу потужності.

Коли виконується баланс потужності?

Баланс потужності є обов'язковим при:

Новому будівництві — заявка на умови приєднання до електромережі (ОСР — Оператор системи розподілу)
Розширенні об'єкта — збільшення потужності приєднання
Зміні способу використання — наприклад, з житлового на офісний
Модернізації установки — заміна розподільного щита, зміна схеми живлення

Документ балансу потужності є додатком до заявки на умови приєднання і підставою для підбору апаратури.

Основні поняття

Перед тим як перейти до розрахунків, коротке нагадування ключових величин:

P_i — встановлена потужність — сума номінальних потужностей усіх споживачів. Це значення «з паспортних табличок»
P_z — потрібна потужність — потужність з урахуванням коефіцієнта попиту k_z. Не всі пристрої працюють на повній потужності
P_s — пікова потужність (розрахункова) — потужність з урахуванням коефіцієнта одночасності k_j. Не всі групи споживачів працюють одночасно
S — повна потужність [кВА] — враховує реактивну складову (cos φ). Це значення визначає вибір лінії приєднання
I — розрахунковий струм [А] — струм, що випливає з повної потужності, необхідний для підбору захисних апаратів і перерізу провідників

Коефіцієнти kz і kj

Коефіцієнт попиту k_z визначає, яка частина встановленої потужності фактично використовується. Наприклад, розетки в офісі — не всі одночасно завантажені на повну потужність.

Коефіцієнт одночасності k_j визначає ймовірність одночасної роботи груп споживачів. Освітлення і кондиціонування працюють разом, але ліфт не їде безперервно.

Формули

Встановлена потужність окремого споживача:

$P_i = \frac{P_n \cdot n}{\eta}$

де P_n — номінальна потужність, n — кількість штук, η — ККД.

Потрібна потужність групи:

$P_z = P_i \cdot k_z$

Пікова потужність (розрахункова):

$P_s = P_z \cdot k_j$

Повна потужність:

$S = \frac{P_s}{\cos\varphi} \ [\mathrm{kVA}]$

Розрахунковий струм (трифазна система):

$I = \frac{S \cdot 1000}{\sqrt{3} \cdot U} \ [\mathrm{A}]$

Усі ці розрахунки виконує автоматично наш калькулятор балансу потужності — достатньо ввести споживачів, і результат отримаєш миттєво.

Коефіцієнти kz і kj на практиці

Вибір коефіцієнтів — найважливіше рішення в балансі потужності. Занадто низькі значення означають недорозмірованість установки, занадто високі — непотрібні витрати на приєднання. Наведена нижче таблиця містить типові значення, що застосовуються в проектній практиці, відповідно до польського стандарту N SEP-E-002 та галузевого досвіду.

Офісні будівлі

Категорія споживачів	k_z	k_j	cos φ
Освітлення	0,9	1,0	0,95
Розетки	0,7	0,2	0,9
Кондиціонування та вентиляція	0,8	0,9	0,85
Електричне опалення	1,0	0,9	1,0
Ліфти	0,8	0,3	0,65
Сервери та ДБЖ	1,0	1,0	0,95
Зарядні станції EV	0,8	0,3	0,99

У житлових будинках розетки мають нижчий k_z (0,1), а кондиціонування — вищий k_j (1,0). У промислових об'єктах переважають двигуни — з k_z = 0,7 і k_j = 0,6 при низькому cos φ = 0,8.

Коли збільшувати коефіцієнти? Якщо об'єкт має специфічні вимоги (наприклад, серверна з резервуванням, заклад громадського харчування з повним навантаженням у пік), краще прийняти вищі значення. Для окремих споживачів великої потужності (наприклад, одна зарядна станція EV 22 кВт) знижувальні коефіцієнти не застосовуються — k_z = k_j = 1,0. У разі сумнівів — консультація з місцевим ОСР.

Розподільний щит з групами електроспоживачів

Крок за кроком — як виконати баланс потужності

Крок 1: Інвентаризація споживачів

Перелічи всіх електроспоживачів в об'єкті, згрупованих за категоріями:

Освітлення — LED-світильники, аварійне, зовнішнє
Розетки — загальні, виділені (комп'ютери, принтери)
HVAC — кондиціонери, вентилятори, центральні установки
Опалення — радіатори, теплі підлоги, теплові насоси
Двигуни — насоси, приводи воріт, компресори
Спеціальні — ліфти, сервери, зарядні станції EV, заклади харчування

Для кожного споживача запиши: номінальну потужність [кВт], кількість штук і фазність (1Ф/3Ф).

Увага щодо нелінійних споживачів: Сучасні офіси насичені імпульсними блоками живлення (комп'ютери, монітори, LED-освітлення), які генерують вищі гармоніки. При великій частці таких споживачів варто враховувати це при виборі перерізу нейтрального провідника.

Крок 2: Розрахуй встановлену потужність Pi

Для кожної групи підсумуй потужності всіх споживачів. Якщо пристрій має вказаний ККД (наприклад, двигун η = 0,85), врахуй його — споживана потужність вища за потужність на валу.

Крок 3: Вибери коефіцієнти і розрахуй Ps

Призначи кожній групі коефіцієнти k_z, k_j і cos φ з наведеної вище таблиці (або підбери відповідно до специфіки об'єкта). Розрахуй пікову потужність P_s = P_i × k_z × k_j.

Крок 4: Розрахуй повну потужність S і струм I

Підсумуй активні та реактивні потужності всіх груп (векторно, а не арифметично!):

$S = \sqrt{P_{s,\text{suma}}^2 + Q_{\text{suma}}^2}$

де $Q = P_s \cdot \tan(\arccos(\cos\varphi))$

Крок 5: Врахуй резерв

Стандартний резерв становить 10–20% на майбутнє розширення. Не перебільшуй — занадто великий резерв означає вищу плату за потужність приєднання.

Практичний приклад — офіс 500 м²

Розрахуємо баланс потужності для типового офісу площею 500 м² з такими споживачами:

Група	P_i [кВт]	k_z	k_j	cos φ	P_s [кВт]	Q [квар]
Освітлення (LED, 10 Вт/м²)	5,0	0,9	1,0	0,95	4,50	1,48
Розетки (40 шт. × 0,2 кВт)	8,0	0,7	0,2	0,9	1,12	0,54
Кондиціонування (3 × 7 кВт)	21,0	0,8	0,9	0,85	15,12	9,37
Серверна (стійка + ДБЖ)	6,0	1,0	1,0	0,95	6,00	1,97
СУМА	40,0	—	—	—	26,74	13,36

Підсумкові розрахунки:

Повна потужність: $S = \sqrt{26{,}74^2 + 13{,}36^2} = 29,89 \ \mathrm{kVA}$
Розрахунковий струм: $I = \frac{29{,}89 \cdot 1000}{\sqrt{3} \cdot 400} = 43,1 \ \mathrm{A}$
Результуючий cos φ: $\cos\varphi = \frac{26{,}74}{29{,}89} = 0,89$

З резервом 10%: S = 32,9 кВА, I = 47,5 А.

Висновок: для цього офісу достатньо приєднання потужністю 40 кВт із головним захисним апаратом 63 А. Варто також звернути увагу на cos φ = 0,89 — у більших офісних об'єктах з великою кількістю кондиціонерів та імпульсних блоків живлення може знадобитися компенсація реактивної потужності, щоб уникнути додаткових платежів від ОСР.

Хочеш перевірити власні розрахунки? Введи своїх споживачів у калькулятор балансу потужності і порівняй результати.

Вимірювання струму в розподільному щиті кліщовим амперметром

Найпоширеніші помилки в балансі потужності

1. Підсумовування встановлених потужностей без коефіцієнтів Прийняття P_s = P_i призводить до кількаразово завищеної потужності приєднання і непотрібних витрат. Коефіцієнти k_z і k_j існують не без причини.

2. Занадто великий резерв "про всяк випадок" Резерв 50% і більше — часта помилка. ОСР нараховує плату за потужність приєднання — чим вища потужність, тим вища плата. Стандартно приймається 10–20%.

3. Арифметичне підсумовування повних потужностей Повні потужності окремих груп не підсумовуються арифметично. Потрібно підсумовувати окремо складові P і Q, і лише потім розраховувати результуюче S. Інакше результат буде завищеним.

4. Нехтування cos φ При низькому cos φ (наприклад, асинхронні двигуни — 0,65–0,8) повна потужність S значно перевищує активну потужність P. Нехтування cos φ дає занижений розрахунковий струм і неправильно підібрані захисні апарати.

Нормативна база

Баланс потужності виконується відповідно до:

N SEP-E-002 — польський стандарт: настанови щодо проектування електричних установок у житлових будинках
PN-HD 60364 — електричні установки низької напруги
Вимоги ОСР — кожен оператор системи розподілу може мати додаткові вимоги щодо форми і обсягу балансу

У разі нежитлових будівель (офіси, промисловість, торгівля) немає єдиного обов'язкового стандарту — застосовуються принципи технічних знань і вимоги конкретного ОСР.

Часті запитання

Яка потужність приєднання для одноквартирного будинку? Типова потреба становить 12–15 кВт для будинку без електричного опалення і 20–30 кВт з тепловим насосом. Баланс потужності дозволить визначити це точно.

Чи повинен баланс потужності виконувати проектант з допуском? Формально баланс є частиною проекту електричної установки, який вимагає відповідних будівельних допусків за спеціальністю монтажних установок. На практиці ОСР приймає баланс як додаток до заявки на умови приєднання, підписаний проектантом.

Чим відрізняється потужність приєднання від потрібної потужності? Потрібна потужність (P_z) — це результат балансу: скільки об'єкт фактично потребує. Потужність приєднання — це значення, визначене в договорі з ОСР, зазвичай рівне або дещо вище повної потужності S з балансу (з резервом).

Як врахувати фотовольтаїку в балансі потужності? Установка ФЕС не зменшує потужності приєднання — баланс розраховує потребу об'єкта без урахування власних джерел генерації. Фотовольтаїка вимагає окремого погодження з ОСР.

Підсумок

Баланс потужності — це не складна теорія, а конкретний проектний інструмент. Ключові принципи:

Згрупуй споживачів за категоріями
Підбери коефіцієнти k_z і k_j, відповідні типу будівлі
Підсумовуй потужності векторно (P і Q окремо)
Не перебільшуй з резервом — 10–20% достатньо
Уточни формальні вимоги у місцевого ОСР

Виконай свій баланс потужності швидко і без помилок за допомогою нашого калькулятора балансу потужності.

У наступних статтях розглянемо, зокрема, компенсацію реактивної потужності, баланс потужності в режимі пожежної безпеки та підбір захисних апаратів на основі балансу.

Повернутися до списку статей