Jak správně vypočítat proud při výběru průřezu vodičů a kabelů

Konstrukce výpočtového schématu sítě

Pro výběr průřezů jednotlivých úseků elektrické sítě, ale topných poměrů a ekonomické proudové hustoty stačí znát pouze proudové zatížení těchto úseků sítě. Výpočet sítě pro ztrátu napětí lze provést pouze tehdy, pokud jsou známy nejen zatížení, ale také délky všech úseků sítě. V tomto ohledu, když začnete s výpočtem sítě, je nutné nejprve připravit její schéma výpočtu, které by mělo udávat zatížení a délky všech úseků.

Při výpočtu třífázových sítí se předpokládá, že zatížení všech tří fázových vodičů je stejné. Ve skutečnosti je tato podmínka striktně splněna pouze u elektrických sítí s třífázovými elektromotory. U sítí s jednofázovými spotřebiteli energie, například městských sítí s osvětlovacími lampami a domácími spotřebiči, je vždy určité nerovnoměrné rozložení zátěže na fáze vedení.V praktických výpočtech sítí s jednofázovými přijímači se také předpokládá podmíněně rovnoměrné rozložení zátěže ve fázích.

Za předpokladu, že jsou fáze vedení rovnoměrně zatíženy, není nutné v návrhovém schématu uvádět všechny vodiče sítě. Stačí si představit jednořádkové schéma indikující všechna zatížení připojená k síti a délky všech úseků sítě. Schéma by také mělo uvádět místa instalace. pojistky nebo jiná ochranná zařízení.

Při sestavování schématu elektrického vedení v místnosti byste měli použít plány a úseky budovy, na které by mělo být elektrické vedení aplikováno, s uvedením spojovacích bodů elektrických přijímačů.

Návrhové schéma vnější sítě je zpracováno podle plánu obce nebo průmyslového podniku, na kterém by měla být síť také aplikována, a jsou uvedeny přípojné body skupin spotřebitelů energie (domy nebo jednotlivé budovy průmyslového podniku). .

Délky všech úseků sítě se měří podle výkresu s přihlédnutím k měřítku, ve kterém je nakreslena. Pokud není k dispozici výkres, musí být délky všech úseků sítě měřeny v naturáliích.

Při sestavování výpočtového schématu sítě není vyžadováno dodržování měřítka pro úseky sítě. Je pouze nutné dodržet správnou posloupnost napojení jednotlivých sekcí sítě k sobě.

Na obrázku je příklad návrhového schématu vedení vnější sítě obce.Délky úseků sítě v diagramu jsou uvedeny nahoře a vlevo v metrech, dole a vpravo od zátěže jsou znázorněny šipky, které znázorňují vypočítaný výkon v kilowattech. Linka ABC se nazývá páteřní, sekce DB, BE a VG se nazývají větve.

Jak je patrné z obrázku, jednotlivé úseky sítě jsou prezentovány bez měřítka, což při správném zadání délky úseků nenarušuje přesnost výpočtu.

Výpočtové schéma úseku vnější sítě 380/220 V obytného území.

Stanovení výpočtového zatížení elektrické sítě

Stanovení návrhových zatížení (výkonů) je mnohem obtížnější úkol. Osvětlovací zařízení, topné zařízení nebo televize při jmenovitém koncovém napětí spotřebovává určitý jmenovitý výkon, který lze brát jako jmenovitý výkon tohoto přijímače. Složitější situace je u elektromotoru, u kterého je výkon odebíraný sítí závislý na točivém momentu mechanismu připojeného k motoru – obráběcího stroje, ventilátoru, dopravníku atd.

Na deska připevněná ke skříni motoru, je uveden jeho jmenovitý výkon. Skutečný výkon spotřebovaný motorem ze sítě se liší od jmenovitého. Například zatížení motoru soustruhu se bude lišit v závislosti na velikosti součásti, tloušťce odstraňovaných třísek atd.

Motor je zvolen pro nejtěžší provozní podmínky stroje a tedy i v jiných provozních režimech motor bude podtížen… Jmenovitý výkon motoru je tedy obvykle nižší než jeho jmenovitý výkon.

Stanovení vypočteného výkonu pro skupinu elektrických přijímačů je ještě složitější, protože v tomto případě je nutné vzít v úvahu možný počet připojených přijímačů.

Představte si, že potřebujete určit odhadované zatížení linky, která zásobuje dílnu 30 elektromotory. Z nich pouze několik poběží nepřetržitě (např. motory připojené k ventilátorům).

Motory stroje běží přerušovaně při instalaci nového obráběcího dílu. Některé motory mohou běžet při částečném zatížení nebo naprázdno atd. V tomto případě nezůstane zatížení servisní linky konstantní. Je jasné, že maximální možné zatížení je třeba brát jako výpočtové zatížení vedení, jako nejtěžší pro vodiče vedení.

Nejvyšší zátěž je chápána nikoli jako její krátkodobý impuls, ale jako největší průměrná hodnota za půlhodinový časový úsek.

Návrhové zatížení (kW) skupiny elektrických přijímačů lze určit podle vzorce

kde Ks - faktor poptávky pro režim nejvyšší zátěže s ohledem na největší možný počet povolených přijímačů ve skupině. U motorů musí faktor strmosti zohledňovat i velikost jejich zatížení;

Ru je instalovaný výkon skupiny přijímačů, rovný součtu jejich jmenovitých výkonů, kW. S metodami stanovení projektového zatížení se vždy můžete podrobněji seznámit v odborné literatuře.

Stanovení odhadovaného proudu ve vedení pro jednoho spotřebiče elektrické energie a skupinu elektrických spotřebičů

Při volbě průřezu vodičů podle topných podmínek nebo podle ekonomické proudové hustoty je nutné určit hodnotu vypočteného proudu vedení. Pro třífázový elektrický spotřebič je hodnota jmenovitého proudu (A) určena vzorcem

kde P je odhadovaný výkon přijímače, kW; Jmenovité napětí na svorkách přijímače, rovné fázovému (fázovému) napětí sítě, ke které je připojen, V; cos f — Faktor síly přijímač.

Tento vzorec lze také použít pro stanovení jmenovitého proudu skupiny třífázových nebo jednofázových přijímačů za předpokladu, že jsou jednofázové přijímače zapojeny rovnoměrně na všechny tři fáze vedení. Hodnota vypočteného proudu (A) pro jednofázový přijímač nebo pro skupinu přijímačů připojených k jedné fázi třífázové proudové sítě je určena vzorcem

kde U n.f — jmenovité napětí přijímačů rovné fázovému napětí sítě, ke které jsou připojeny, V.

Tímto vzorcem je také určena hodnota vypočteného proudu pro skupinu přijímačů připojených k vedení jednofázového proudu.

Pro žárovky a topných zařízení, účiník cosphi = 1. V tomto případě jsou vzorce pro stanovení vypočteného proudu odpovídajícím způsobem zjednodušeny.

Stanovení proudu podle návrhového schématu elektrické sítě

Vraťme se k návrhovému schématu vnější sítě obytné zástavby znázorněné na obrázku. V tomto diagramu je návrhové zatížení domů připojených k vedení vyznačeno v kilowattech na koncích příslušných šipek. Chcete-li zvolit průřez lineárních vodičů, musíte znát zatížení všech částí.

Toto zatížení je určeno na základě Kirchhoffův první zákon, podle kterého se pro každý bod sítě musí součet příchozích proudů rovnat součtu proudů odchozích. Tento zákon platí také pro zátěže vyjádřené v kilowattech.

Najdeme rozložení zatížení na úsecích vedení. Na konci vedení, na úseku dlouhém 80 m, sousedícím s bodem G, se zatížení 9 kW rovná výpočtovému zatížení domu napojeného na vedení v bodě G. Na rozvětveném úseku o délce 40 m přilehlé do bodu B se zatížení rovná součtu zatížení domů připojených do sekce VG větev: 9 + 6 = 15 kW. Na 50 m dlouhém úseku dálnice přiléhající k bodu B je zatížení 15 + 4 + 5 = 24 kW.

Zatížení na všech ostatních úsecích vedení se určí stejným způsobem. Aby všechna čísla uvedená v diagramu nebyla opatřena označením odpovídajících jednotek (m, kW), musí být délky a zatížení na diagramu uspořádány v určitém pořadí. V konstrukčním schématu na obrázku jsou délky lineárních úseků uvedeny nahoře a vlevo, zatížení na stejných částech jsou vyznačeny dole a vpravo.

Příklad. Čtyřvodičové vedení o jmenovitém napětí 380/220 V napájí dílnu 30 elektromotory, celkový instalovaný výkon Py1 = 48 kW. Celkový výkon osvětlovacích svítidel v dílně je Ru2 = 2 kW, faktor potřeby pro výkonové zatížení Kc1 = 0,35 a pro zatížení osvětlením Kc2 = 0,9. Průměrný účiník pro celou instalaci cos f = 0,75. Určete vypočítaný proud vedení.

Odpovědět.Stanovíme výpočtové zatížení elektromotorů: P1 = 0,35 x 48 = 16,8 kW a výpočtové zatížení osvětlení P2 = 0,9 x 2 = 1,8 kW. Celkové návrhové zatížení je P = 16,8 + 1,8 = 18,6 kW.
Určete jmenovitý proud: