Расчет допустимого тока нагрузки. Расчетный ток нагрузки

Расчетная схема сети | Режимщик

Для выбора сечения отдельных участков электрической сети по условиям нагрева и экономической плотности тока достаточно знать токовые нагрузки этих участков сети.

Расчет сети по потере напряжения может быть выполнен только в том случае, если известны не только нагрузки, но и длины всех участков сети.

 В связи с этим, приступая к расчету сети, необходимо прежде всего составить ее расчетную схему, на которой должны быть указаны нагрузки и длины всех участков.

При расчетах трехфазных сетей нагрузки всех трехфазных проводов принимаются одинаковыми. В действительности это условие строго выполняется лишь для силовых сетей с трехфазными электродвигателями. Для сетей с однофазными электроприемниками, например для городских сетей с осветительными лампами и бытовыми приборами, всегда имеется некоторая неравномерность распределения нагрузки по фазам линии. При практических расчетах сетей с однофазными приемниками условно также принимают распределение нагрузок по фазам равномерным.

При условии равномерной нагрузки фаз линии в расчетной схеме нет необходимости указывать все провода сети, как выполнено на рисунке. Достаточно представить однолинейную схему с указанием всех присоединенных к сети нагрузок и длин всех участков сети. На схеме также должны быть указаны места установки плавких предохранителей и других защитных аппаратов.

 

При составлении расчетной схемы электропроводки внутри помещения следует пользоваться планами и разрезами здания, на которых должны быть нанесена электропроводка с указанием точек присоединения электроприемников. Расчетная схема наружной сети составляется по плану поселка или промышленного предприятия, но котором также должна быть нанесена сеть и указаны точки присоединения групп электроприемников (домов или отдельных зданий промышленного предприятия).

Длины всех участков сети измеряют по чертежу с учетом масштаба, в котором он вычерчен. При отсутствии чертежа длины всех участков сети должны быть измерены в натуре.

При составлении расчетной схемы сети соблюдение масштаба для участков сети не требуется. Следует лишь соблюдать правильную последовательность соединения отдельных участков сети между собой.

На следующем рисунке представлен пример расчетной схемы линии наружной сети поселка. Длины участков сети на схеме указаны сверху и слева в метрах, снизу и справа нагрузки представлены стрелками, у которых указаны расчетные мощности в киловаттах. Линия АБВ называется магистралью, участки БД, ВЕ и ВГ — ответвлениями. как видно из рисунка, отдельные участки сети представлены без масштаба что не мешает точности расчета, если длина участков указана правильно.

Определение расчетных нагрузок (мощностей) является значительно более сложной задачей. Осветительная лампа, нагревательный прибор или телевизор при нормальном напряжении на зажимах потребляет определенную номинальную мощность, которая может быть принята за расчетную мощность этого приемника.

Сложнее обстоит дело с электродвигателем, для которого потребляемая из сети мощность зависит от момента вращения связанного с двигателем механизма — станка, вентилятора, транспортера и т.п. На табличке, прикрепленной к корпусу двигателя, указывается его номинальная мощность. Фактическая мощность, потребляемая двигателем из сети, отличается от номинальной. Например, нагрузка двигателя токарного станка будет меняться в зависимости от размера обрабатываемой детали, толщины снимаемой стружки и т.п. Двигатель выбирается по наиболее тяжелым условиям работы станка, в связи с чем при других режимах работы двигатель будет недогружен. Таким образом, расчетная мощность двигателя, как правило, меньше его номинальной мощности.

Определение расчетной мощности для группы электроприемников еще более усложняется, так как в этом случае приходится учитывать возможное число включенных приемников. Представим себе, что нужно определить расчетную нагрузку для линии, питающей мастерскую, в которой  установлено 30 электродвигателей. Из них только некоторые будут работать непрерывно. Двигатели станков работают с перерывами на время установки новой детали для обработки. Часть двигателей может работать с неполной  нагрузкой или на холостом ходу. При этом нагрузки линий, питающих мастерскую, не будут оставаться постоянными. Понятно, что за расчетную нагрузку линии следует принять наибольшую возможную нагрузку, как наиболее тяжелую для проводников линии. Под наибольшей нагрузкой понимается не кратковременный ее толчок, а наибольшее среднее значение за получасовой период времени.

Расчетная нагрузка (кВт) группы электроприемников может быть определена по формуле:

P = Kc·Pу

Где Кс – коэффициент спроса для режима наибольшей нагрузки, учитывающий наибольшее возможное число включенных приемников группы. Для двигателей коэффициент спроса должен учитывать также величину их загрузки; Ру – установленная мощность группы приемников, равная сумме их номинальных мощностей, кВт.

При выборе сечения проводников по условию нагрева или по экономической плотности тока необходимо определить величину расчетного тока линии.

Для трехфазного электроприемника величина расчетного тока (А) определяется по формуле:

I = (1000·P) / (1,73·Uн·cosф),

 Где P – расчетная мощность приемника, кВт;

Uн – номинальное напряжение на зажимах приемника, равное междуфазному (линейному) напряжению сети, к которой он присоединен, В; cosф – коэффициент мощности приемника.

Данную формулу можно также использовать для определения расчетного тока группы трехфазных или однофазных электроприемников при условии, что однофазные приемники присоединены поровну ко всем трем фазам линии.

Величина расчетного тока (А) для однофазного приемника или для группы приемников, присоединенных к одной фазе сети трехфазного тока, определяются по формуле:

I = (1000·Р) / (Uнф·cosф),

Где Uнф – номинальное напряжение приемников, равное фазному напряжению сети, к которой они присоединяются, В.

Величина расчетного тока для группы приемников, присоединенных к линии однофазного тока как раз и определяется по этой формуле.

Для ламп накаливания и нагревательных приборов коэффициент мощности cosф = 1. В этом случае две предыдущие формулы упрощаются.

На втором рисунке , приведенном в статье, расчетные нагрузки присоединенных к линии домов указаны в киловаттах у концов соответствующих стрелок. Для выбора сечения проводов линии необходимо знать нагрузку участков. Эта нагрузка определяется на основании первого закона Кирхгофа, по которому для любой точки сети сумма приходящих токов должна быть равна сумме выходящих токов. Этот закон справедлив также для нагрузок выраженных в киловаттах.

Распределение нагрузок по участкам линии. В конце линии на участке длиной 80 м, примыкающем к точке Г, нагрузка 9 кВт равна расчетной нагрузке присоединенного к линии в точке Г дома. На участке ответвления длиной 40 м, примыкающем к точке В, нагрузка равна сумме нагрузок домов, присоединенных на участке ВГ ответвления: 9 + 6 = 15 кВт. На участке магистрали длиной 50 м, примыкающем к точке В, нагрузка составляет: 15 + 4 + 5 = 24 кВт.

Подобным же образом определяются нагрузки всех остальных участков линии. Для того чтобы не снабжать все указанные на схеме числа обозначениями соответствующих единиц (м, кВт), длины и нагрузки на схеме должны быть расположены в определенном порядке. На расчетной схеме длины участков линии указаны сверху и слева, нагрузки этих же участков – снизу и справа.

Пример по теме. Четырехпроводная линия номинальным напряжением 380/220 В питает мастерскую, в которой установлено 30 электродвигателей, суммарная установленная мощность Ру1 = 48 кВт. Суммарная мощность ламп освещения мастерской составляет Ру2 = 2 кВт, коэффициент спроса для силовой нагрузки Кс1 = 0,35 и для осветительной нагрузки Кс2 = 0,9. Средний коэффициент мощности для всей установки cosф = 0,75. Определить расчетный ток линии.

Решение.

Расчетная нагрузка электродвигателей: Р1 = 0,35·48 = 16,8 кВт

И расчетную нагрузку освещения: Р2 = 0,9·2 = 1,8 кВт.

Суммарная расчетная нагрузка: Р = 16,8 + 1,8 = 18,6 кВт.

Расчетный ток: I = (1000·18,6) / (1,73·380·0,75) = 38 А

 

 

Монтаж и подключение электросчетчика Определение характера и мест повреждения кабельных линий Надзор во время производства работы в электроустановках напряжением до 1000 В

 

 

 

 

 

elektro-rezhim.ru

Как рассчитать и выбрать сечения кабеля квартирной электросети?

Для долговечной и надежной работы электропроводки необходимо правильно выбрать сечение кабеля. Для этого нужно рассчитать нагрузку в электросети. При проведении расчетов нужно помнить, что расчет нагрузки одного электроприбора и группы электроприборов несколько разнятся.

Расчет токовой нагрузки для одиночного потребителя

Выбор автомата защиты и расчет нагрузки для одиночного потребителя в квартирной сети 220 В довольно прост. Для этого вспоминаем главный закон электротехники – закон Ома. После чего установив мощность электроприбора (указывается в паспорте на электроприбор) и задавшись напряжением (для бытовых однофазных сетей 220 В) рассчитываем ток, потребляемый электроприбором.

Например, бытовой электроприбор имеет напряжение питания 220 В и паспортную мощность 3 кВт. Применяем закон Ома и получаем Iном = Рном/Uном = 3000 Вт/220 В = 13,6 А. Соответственно для защиты данного потребителя электрической энергии необходимо установить автоматический выключатель с номинальным током в 14 А. Поскольку таких не существует, то выбирается ближайший больший, то есть с номинальным током в 16 А.

Расчет токовой нагрузки для групп потребителей

Так как питание потребителей электроэнергии может осуществляться не только индивидуально, но и по группам, становится актуальным вопрос расчета нагрузки группы потребителей, так как они будут подключатся к одному автоматическому выключателю.

Для расчета группы потребителей вводят коэффициент спроса Кс. Он определяет вероятность одновременного подключения всех потребителей группы в течении длительного времени.

Значение Кс = 1 соответствует одновременному подключению всех электроприборов группы. Естественно, что включение одновременно всех потребителей электроэнергии в квартире вещь крайне редкая, я бы сказал невероятная. Существуют целые методики расчета коэффициентов спроса для предприятий, домов, подъездов, цехов и так далее. Коэффициент спроса квартиры будет различаться для разных комнат, потребителей, а также во многом будет зависеть от стиля жизни жильцов.

Поэтому расчет для группы потребителей будет выглядеть несколько сложнее, так как необходимо учитывать этот коэффициент.

Ниже в таблице приведены коэффициенты спроса для электроприборов небольшой квартиры:

Коэффициент спроса будет равен отношению приведённой мощности к полной Кс квартиры = 2843/8770 = 0,32.

Рассчитываем ток нагрузки Iном = 2843 Вт/220 В = 12,92 А. Выбираем автомат на 16А.

По приведенным выше формулам мы рассчитали рабочий ток сети. Теперь необходимо выбрать сечение кабеля для каждого потребителя или групп потребителей.

ПУЭ (правила устройств электроустановок) регламентирует сечение кабеля для различных токов, напряжений, мощностей. Ниже приведена таблица из которой по расчетной мощности сети и току выбирается сечение кабеля для электроустановок с напряжением 220 В и 380 В:

В таблице приведены только сечения медных проводов. Это связано с тем, что алюминиевые электропроводки в современных жилых домах не прокладываются.

Также ниже приведена таблица с номенклатурой мощностей бытовых электроприборов для расчета в сетях жилых помещений (из нормативов для определения расчетных нагрузок зданий, квартир, частных домов, микрорайонов).

 Типичный вариант выбора сечения кабеля

В соответствии с сечением кабеля применяют автоматические выключатели. Чаще всего используют классический вариант сечения проводов:

• Для цепей освещения сечения 1,5 мм2;
• Для цепей розеток сечения 2,5 мм2;
• Для электроплит, кондиционеров, водонагревателей – 4 мм2;

Для ввода в квартиру питания используют 10 мм2 кабель, хотя в большинстве случаев хватает и 6 мм2. Но сечение 10 мм2 выбирается с запасом, так сказать с расчетом на большее количество электроприборов. Также на входе устанавливается общее УЗО с током отключения 300 мА – его назначение пожарное, так как ток отключения слишком великим для защиты человека или животного.

Для защиты людей и животных применяют УЗО с током отключения 10 мА или 30 мА непосредственно в потенциально небезопасных помещениях, таких как кухня, ванна, иногда комнатные группы розеток. Осветительная сеть, как правило, УЗО не снабжается.

elenergi.ru

Расчет допустимого тока нагрузки

 

Для расчета допустимого тока нагрузки в жиле необходимо построить схему замещения тепловых сопротивлений и потоков для рассматриваемой конкретной конструкции кабеля и условий прокладки. Принцип построения таких схем ясен из рис. 7.6, где показаны примеры для одножильного кабеля в воздухе, трехжильного кабеля в трубе с маслом под давлением с прокладкой в земле и трехжильного кабеля с поясной изоляцией в канале блока.

Для одножильного кабеля, проложенного в воздухе, в соответствии с тепловым законом Ома можно записать:

 

(7.71)

 

Если подставить в уравнение (7.71) значение потерь из формул (7.50) и (7.51), то для допустимого тока нагрузки получим:

 

(7.72)

 

 

где Tмакс – максимально допустимая температура жилы, выбираемая по табл. 7.4.

 

Рис. 7.6. – Примеры построения схемы замещения тепловых сопротивлений при расчете тока нагрузки.

 

Для трехжильного кабеля, проложенного в блоке, справедливо уравнение

 

(7.73)

 

которое с учетом (5.52) и (5.51) можно записать в виде:

 

(7.74)

Тогда допустимый ток нагрузки может быть вычислен по формуле

 

(7.75)

 

где G — геометрический коэффициент для данного кабеля.

Рассмотрим также пример расчета допустимого тока нагрузки для кабеля в трубопроводе (схема бна рис. 7.6).

Наивысшая температура будет иметь место около жилы, удаленной от стенки трубопровода, например около жилы 2. Перепад температур между жилой и окружающей средой слагается из перепадов температур в изоляции кабеля, в зоне масла и между трубопроводом и поверхностью грунта:

 

(7.76)

 

Температура жилы ТЖ2, вычисляемая по формуле

 

(7.77)

 

не должна превышать допустимой температуры Tмакс. Обозначения те же, что и в формуле (7.66). Максимальное превышение температуры жилы θмакс над температурой окружающей среды вычисляется из (7.77):

 

(7.78)

 

где величина вычисляется по формуле (7.67).

Если это значение подставить в уравнение (5.77) вместо , и выразить потери через ток в жиле по формулам (7.50) и (7.51), то допустимый ток в жиле можно рассчитать по формуле

 

(7.72)

 

Указанным методом могут быть получены формулы для расчета допустимого тока нагрузки при любых конструкциях кабеля и условиях прокладки.

Похожие статьи:

poznayka.org

Персональный сайт - Расчет токов при выборе сечений проводов

Расчёт токов при выборе сечений проводов

По условиям нагревания и экономической плотности тока, при выборе сечений отдельных участков электрической сети достаточным условием является известная величина токовых нагрузок данных участков сети. Обязательным условием при выполнении электропроекта, для проведения расчета сети по потере напряжения, необходимо знать нагрузки и длины всех участков сети. Прежде чем приступить к проектированию электрики, необходимо составить расчетную схему, где указываются все нагрузки и длины участков под которые разрабатывается электропроект.

 

 

Надо учесть, что при расчетах трехфазных сетей принимаются одинаковыми нагрузки всех трехфазных проводов. На деле, данное условие актуально лишь для силовых сетей с трехфазными электродвигателями. Примером сетей с однофазными электроприемниками являются городские сети с бытовыми приборами и осветительными лампами, в них присутствует незначительная неравномерность распределения нагрузки по фазам линии. На практике, при расчетах сетей с однофазными приемниками распределение нагрузок по фазам условно принимают равномерным.

В расчетной схеме, при условии равномерного распределения нагрузки всех фаз линии, нет надобности указывать все провода, входящие в состав сети. Вполне достаточно предоставить однолинейную схему, на которой будут отражены присоединенные к сети нагрузки и длины всех участков сети и указаны места расположения плавких предохранителей/защитных аппаратов в данном проекте электрики. 

При разработке расчетной схемы электропроводки внутри помещения необходимо использовать план и разрез здания, на которых ранее была нанесена электропроводка с указанием электротоков и мощности приборов (осветительных ламп, выключателей, розеток, всех электроприемников).

Расчет тока при проектирование основывается на плане промышленного предприятия или населенного пункта. На плане должна быть нанесена вся электросеть с указанием точек присоединения групп электроприемников - отдельные здания промышленного предприятия или дома. Без этого нельзя грамотно выполнить проектирование электрики, согласование электропроекта и произвести качественные электромонтажные работы.

Необходимо помнить, что длины всех участков сети измеряются по чертежу согласно масштабу, в котором выполнен чертеж. В случае отсутствия чертежа, длины всех участков сети измеряются в реальном пространстве и наносятся на план электропроекта. Это позволит безошибочно выполнить проектирование электрики.

Соблюдение масштаба для участков сети не требуется при составлении расчетной схемы сети, потому что никоим образом не влияет на ход выполнения электропроекта. Главное, правильно соблюдать последовательность соединения участков сети между собой.

На рис.1 представлен пример расчетной схемы линии наружной сети 380/220В для некоторого поселка. На схеме длины участков сети указаны в метрах слева и сверху, нагрузки представлены стрелками справа и снизу с указанием расчетных мощностей в киловаттах. На расчетной схеме линия АБВ считают магистралью, участки BE, БД, ВГ - ответвлениями.

По рисунку видно, что отдельные участки сети представлены без масштаба и если длина участков указана верно, то это не помешает точности проведения расчета.

Определение расчетных мощностей электрической сети.

Расчет и определение расчетных мощностей (нагрузок) является сложной задачей. Каждая осветительная лампа, телевизор или нагревательный прибор потребляют определенную номинальную мощность при номинальном напряжении на зажимах, принимаемую как расчетная мощность данного электроприемника. Процесс определения расчетных мощностей электрической сети для электродвигателя несколько сложнее и зависит от крутящего момента связанного с двигателем механизма - вентилятора, станка, транспортера. На корпусе двигателя прикреплена табличка с указанием номинальной мощности. Как правило, фактическая мощность, потребляемая электродвигателем из сети, отличается от номинальной. Так, нагрузка двигателя токарного станка не постоянна, а изменяется в зависимости от толщины снимаемой с детали стружки, размера обрабатываемой детали.

Определение расчетных мощностей двигателя рассчитывается по наиболее тяжелым условиям работы станка. При других режимах работы двигатель будет работать не при полной нагрузке. Поэтому расчетная мощность двигателя меньше его номинальной мощности.

Для группы электроприемников определение расчетной мощности усложнено тем, что необходимо учитывать возможное количество включенных приемников, что является важным условием при выполнении электромонтажных работ.

Для примера произведем расчет нагрузки для линии, питающей мастерскую. В мастерской установлены тридцать электродвигателей. Некоторые из них будут работать в непрерывном режиме, например, двигатели, соединенные с вентиляторами.

При этом, двигатели станков на момент установки для обработки новой детали работают с перерывами. Некоторая часть двигателей работает с неполной нагрузкой. Надо учесть, что величина нагрузки линии, которая питает мастерскую, величина не постоянная. За расчетную нагрузку линии необходимо принять наибольшую возможную нагрузку, как наиболее значимую для проводников линии. Под максимальной нагрузкой принимается максимальное среднее значение за получасовой период времени. 

Расчетная нагрузка (кВт) группы электроприемников определяется формулой:

Р = Кс х Ру,

где Кс - коэффициент спроса для режима наибольшей нагрузки. Коэффициент спроса учитывает наибольшее возможное число включенных приемников группы. Для двигателей коэффициент спроса должен учитывать величину их загрузки;

Ру - установленная мощность группы приемников, по величине равная сумме их номинальных мощностей, измеряется в кВт. 

В случае необходимости, более подробно ознакомиться с методами определения расчетных нагрузок можно по специальной литературе. 

Определение расчетного тока линии для одного электроприемника и группы электроприемников

При выборе сечения проводников необходимо определить величину расчетного тока линии по экономической плотности тока или по условию нагревания. Величина расчетного тока (А) трехфазного электроприемника определяется по формуле: 

где Р - расчетная мощность приемника, кВт; Uн - номинальное напряжение на зажимах приемника, равное по величине межфазному (линейному) напряжению сети, к которой он присоединяется, В;

cos ф - коэффициент мощности приемника. 

Данная формула подходит для определения расчетного тока группы однофазных или трехфазных приемников при условии, соединения однофазных приемников поровну ко всем 3-м фазам линии. Для однофазного приемника или для группы приемников, присоединенных к одной фазе сети трехфазного тока величина расчетного тока (А), рассчитывается по формуле: 

где U н.ф - номинальное напряжение приемников, равное по величине фазному напряжению сети, к которой присоединяются приемники, В.По данной формуле можно рассчитать величина расчетного тока для группы приемников, присоединенных к линии однофазного тока. 

Для нагревательных приборов и ламп накаливания коэффициент мощности cos ф = 1, что значительно упрощает формулу определения расчетного тока.

Определение величины тока по расчетной схеме электрической сети.

Обратимся к расчетной схеме электрической наружной сети жилого поселка, представленной ранее на рисунке 1. На данной схеме расчетные нагрузки домов, присоединенных к линии, указаны в киловаттах у концов соответствующих стрелок. Для проектирования электрики и выбора сечения проводов необходимо просчитать нагрузку всех участков. 

Данная нагрузка рассчитывается на основании I-го закона Кирхгофа. Закон гласит: для любой точки сети сумма приходящих токов должна быть равна сумме выходящих токов. Данный закон применим для нагрузок, выраженных в киловаттах. 

Рассмотрим схему электрики поселка (рисунок 1). Наша задача - найти распределение нагрузок по участкам линии. На участке длиной 80 м, в конце линии, примыкающей к точке Г, нагрузка 9 кВт равна расчетной нагрузке дома, примыкающего к линии в точке Г. На участке ответвления длиной в 40 м, примыкающем к точке В, нагрузка равна сумме нагрузок домов, примыкающих на участке ответвления ВГ: 9 + 6 = 15 кВт. На участке магистрали длиной 50 м, примыкающем к точке В, нагрузка составляет: 15 + 4 + 5 = 24 кВт. 

Аналогичным образом рассчитывают нагрузки всех остальных участков линии. Для упрощения схемы, все указанные на схеме числа и обозначения располагаются в определенном порядке. На расчетной схеме (рисунок 1) длины участков линии указаны слева и сверху, нагрузки - справа и снизу. 

Вернемся к нашему примеру с мастерской. Четырехпроводная линия, номинальным напряжением 380/220 В, подпитывает мастерскую, где установлены тридцать электродвигателей. Суммарная установленная мощность составляет Py1 = 48 кВт. Суммарная мощность осветительных ламп в мастерской составляет Ру2 = 2 кВт.Коэффициент спроса для осветительной нагрузки Кс2=0,9 и для силовой нагрузки Кс1=0,35. Средний коэффициент мощности для всей установки cos ф=0,75. Необходимо определить расчетный ток линии. 

Решение. Подсчитываем расчетную нагрузку электродвигателей: P1 = 0,35 х 48 =16,8 кВт и расчетную нагрузку освещения Р2=0,9 х 2=1,8 кВт. Суммарная расчетная нагрузка Р= 16,8 + 1,8= 18,6 кВт. Расчетный ток определяем по формуле:

Таким образом, мы произвели приблизительный расчет, который позволит проверить проектирование электрики и электромонтажные работы.

lbochkov.narod.ru

---

• 
  Срок действия удостоверения по электробезопасности 4 группа
• 
  Реле герметичное
• 
  Ору зру и
• 
  Как разобрать электродвигатель асинхронный
• 
  Щит щсс что это
• 
  Освещение цехов промышленных предприятий
• 
  Можно ли отказаться от счетчиков на воду если они уже установлены
• 
  Когда включат отопление в туймазах
• 
  Виды штекер для антенны телевизора
• 
  Щиты учета электроэнергии наружной установки
• 
  Что делать если в сети низкое напряжение