Як правильно розрахувати струм при виборі перетину проводів і кабелів

Побудова розрахункової схеми мережі

Для вибору перетинів окремих ділянок електронної мережі але умовами нагрівання і економічної щільності струму досить знати тільки струмові навантаження цих ділянок мережі. Розрахунок мережі по втраті напруги може бути виконаний виключно в тому випадку, якщо відомі не тільки навантаження, та й довжини всіх ділянок мережі. У зв`язку з цим, приступаючи до розрахунку мережі, потрібно спочатку скласти її розрахункову схему, на якій повинні бути вказані навантаження і довжини всіх ділянок.

При розрахунках трифазних мереж навантаження всіх 3-х фазних проводів приймаються схожими. У реальності ця умова строго проводиться тільки для силових мереж з трифазними електродвигунами. Для мереж з однофазовий електроприймачами, наприклад для міських мереж з освітлювальними лампами і побутовими пристроями, завжди є якась нерівномірність розподілу навантаження по фазах смуги. При практичних розрахунках мереж з однофазовий приймачами умовно також приймають розподіл навантажень по фазах рівномірним.

За умови рівномірного навантаження фаз смуги в розрахунковій схемі немає необхідності вказувати всі дроти мережі. Досить уявити однолінійну схему із зазначенням всіх приєднаних до мережі навантажень і довжин всіх ділянок мережі. На схемі також повинні бути вказані місця установки плавких запобіжників або інших захисних апаратів.

При складанні розрахункової схеми проводки усередині приміщення слід скористатися планами і розрізами будівлі, на яких повинна бути нанесена проводка із зазначенням точок приєднання електроприймачів.

Схема зовнішньої мережі складається за планом селища або промислового підприємства, на якому також повинна бути нанесена мережу і вказані точки приєднання груп електроприймачів (будинків або окремих будівель промислового підприємства).

Довжини всіх ділянок мережі вимірюються за кресленням з урахуванням масштабу, в якому він викреслений. При відсутності креслення довжини всіх ділянок мережі повинні бути виміряні в натурі.

При складанні розрахункової схеми мережі дотримання масштабу для ділянок мережі не потрібно. Слід тільки дотримуватися правильну послідовність з`єднання окремих ділянок мережі між собою.

На малюнку представлений приклад розрахункової схеми смуги зовнішньої мережі селища. Довжини ділянок мережі на схемі вказані зверху і зліва в метрах, знизу і праворуч навантаження представлені стрілками, у яких вказані розрахункові потужності в кв. Лінія АБВ іменується магістраллю, ділянки БД, BE і ВГ - відгалуженнями.

Як видно з малюнка, окремі ділянки мережі представлені без масштабу, що не заважає точності розрахунку, якщо довжина ділянок вказана вірно.

Схема ділянки зовнішньої мережі 380/220 В житлового селища.

Визначення розрахункових навантажень електронної мережі

Визначення розрахункових навантажень (потужностей) є істотно складнішим завданням. Освітлювальна лампа, нагрівальний прилад або телевізор при номінальній напрузі на затискачах споживає певну номінальну потужність, яка може бути прийнята за розрахункову потужність цього приймача. Складніше йде справа з електродвигуном, для якого споживана з мережі потужність знаходиться в залежності від моменту обертання пов`язаного з двигуном механізму - верстата, вентилятора, транспортера і т. П.

На табличці, прикріпленій до корпусу мотора, вказується його номінальна потужність. Фактична потужність, споживана двигуном з мережі, відрізняється від номінальної. Наприклад, навантаження мотора токарного верстата буде змінюватися в залежності від розміру оброблюваної деталі, товщини стружки і т. П.

Движок вибирається по більш важким умовам роботи верстата, в зв`язку з чим при інших режимах роботи движок буде недовантажений. Таким чином, розрахункова потужність мотора, зазвичай, менше його номінальної потужності.

Визначення розрахункової потужності для групи електроприймачів ще більше ускладнюється, тому що в даному випадку доводиться враховувати можливе число включених приймачів.

Уявімо собі, що необхідно знайти розрахункове навантаження для смуги, яка живить майстерню, в якій встановлено 30 електродвигунів. З їх лише деякі будуть працювати безперервно (наприклад, двигуни, з`єднані з вентиляторами).

Двигуни верстатів працюють з перервами на час установки новітньої деталі для обробки. Частина двигунів може працювати з неповним навантаженням або вхолосту і т. Д. При цьому навантаження смуги, яка живить майстерню, що не буде залишатися незмінною. Зрозуміло, що за розрахункове навантаження смуги слід прийняти найбільшу можливу навантаження, як більш важку для провідників смуги.

Під більшим навантаженням розуміється не короткостроковий її поштовх, а найбільше середнє значення за півгодинний період часу.

Розрахункове навантаження (кВт) групи електроприймачів може бути визначена за формулою

Р = Кс х Ру,

де Кс - коефіцієнт попиту для режиму більшого навантаження, що враховує найбільшу можливу кількість включених приймачів групи. Для двигунів коефіцієнт слроса повинен врахувати також величину їх загрузкі-

Ру - встановлена ​​потужність групи приймачів, що дорівнює сумі їх номінальних потужностей, кВт. Ви завжди зможете більш ретельно ознайомитися з способами визначення розрахункових навантажень за спеціальною літературою.

Визначення розрахункового струму смуги для 1-го електроприймача і групи електроприймачів

При виборі перерізу провідників за умовою нагрівання або з економічної щільності струму потрібно знайти величину розрахункового струму смуги. Для трифазного електроприймачі величина розрахункового струму (А) визначається за формулою

де Р - розрахункова потужність приймача, кВт-Uн - номінальна напруга на затискачах приймача, рівне міжфазни- (лінійному) напрузі мережі, до якої він приєднується, В- cos ф - коефіцієнт потужності приймача.

Цією формулою можна також скористатися для визначення розрахункового струму групи трифазних або однофазних приймачів за умови, що однофазовий приймачі приєднані порівну до всіх трьох фазах смуги. Величина розрахункового струму (А) для однофазового приймача або для групи приймачів, приєднаних до однієї фазі мережі трифазного струму, визначається по формулі

де U Н.Ф - номінальну напругу приймачів, рівне фазній напрузі мережі, до якої вони приєднуються, В.

Величина розрахункового струму для групи приймачів, приєднаних до смуги однофазового струму, також визначається за цією формулою.

Для ламп розжарювання і нагрівальних пристроїв коефіцієнт потужності cosфі = 1. В даному випадку формули для визначення розрахункового струму відповідно спрощуються.

Визначення струму за розрахунковою схемою електронної мережі

Повернемося до розрахункової схемою зовнішньої мережі житлового селища, представленої на малюнку. На цій схемі розрахункові навантаження приєднаних до смуги будинків вказані в кв у кінців відповідних стрілок. Для вибору перетину проводів смуги слід знати навантаження всіх ділянок.

Це навантаження визначається на підставі першого закону Кірхгофа, за яким для будь-якої точки мережі сума приходять струмів повинна дорівнювати сумі виходять струмів. Цей закон справедливий також для навантажень, виражених в кв.

Знайдемо розподіл навантажень по ділянках смуги. В кінці смуги на ділянці довжиною 80 м, що примикає до точки Г, навантаження 9 кВт дорівнює розрахунковому навантаженні приєднаного до смуги в точці Г будинку. На ділянці відгалуження довжиною 40 м, що примикає до точки В, навантаження дорівнює сумі навантажень будинків, приєднаних на ділянці ВГ відгалуження: 9 + 6 = 15 кВт. На ділянці магістралі довжиною 50 м, що примикає до точки В, навантаження становить 15 + 4 + 5 = 24 кВт.

Подібним же чином визначаються навантаження всіх інших ділянок смуги. Для того щоб не напихати всі позначені на схемі числа позначеннями відповідних одиниць (м, кВт), довжини і навантаження на схемі повинні бути розміщені в певному порядку. На розрахунковій схемі малюнка довжини ділянок смуги вказані зверху і зліва, навантаження цих же ділянок - знизу і праворуч.

Приклад. Чотирипровідна лінія номінальною напругою 380/220 В живить майстерню, в якій встановлено 30 електродвигунів, сумарна встановлена ​​потужність Py1 = 48 кВт. Сумарна потужність ламп освітлення майстерні складає Ру2 = 2 кВт, коефіцієнт попиту для силового навантаження Кс1 = 0,35 і для освітлювального навантаження КС2 = 0,9. Середній коефіцієнт потужності для всієї установки cos ф = 0,75. Знайти розрахунковий струм смуги.