Как правилно да се изчисли токът при избора на напречното сечение на проводници и кабели

Изграждане на изчислителната схема на мрежата

За да изберете напречните сечения на отделни участъци от електрическата мрежа, но условията на отопление и икономическата плътност на тока, достатъчно е да знаете само текущите натоварвания на тези участъци от мрежата. Изчисляването на мрежата за загуба на напрежение може да се извърши само ако са известни не само натоварванията, но и дължините на всички участъци от мрежата. В тази връзка, когато започнете да изчислявате мрежата, е необходимо преди всичко да изготвите нейната схема за изчисление, която трябва да посочва натоварванията и дължините на всички секции.

При изчисляване на трифазни мрежи, натоварванията и на трите фазови проводника се приемат за еднакви. В действителност това условие е стриктно изпълнено само за електрически мрежи с трифазни електродвигатели. За мрежи с еднофазни консуматори на енергия, например за градски мрежи с осветителни лампи и домакински уреди, винаги има някакво неравномерно разпределение на натоварването по фазите на линията. При практическите изчисления на мрежи с еднофазни приемници, разпределението на натоварванията във фази също се приема условно равномерно.

При условие, че фазите на линията са равномерно натоварени, няма нужда да се посочват всички проводници на мрежата в схемата за проектиране. Достатъчно е да си представим еднолинейна диаграма с указание за всички натоварвания, свързани към мрежата, и дължините на всички секции на мрежата. Диаграмата също трябва да посочва местата за инсталиране. предпазители или други защитни устройства.

Когато съставяте проектната схема на електрическото окабеляване в помещението, трябва да използвате плановете и секциите на сградата, върху които трябва да се приложи електрическото окабеляване, като се посочат точките на свързване на електрическите приемници.

Схемата за проектиране на външната мрежа се изготвя съгласно плана на селото или промишленото предприятие, върху което мрежата също трябва да бъде приложена, а точките на свързване на групи консуматори на енергия (къщи или отделни сгради на промишлено предприятие) са посочени.

Дължините на всички участъци от мрежата се измерват според чертежа, като се вземе предвид мащабът, в който е начертана. При липса на чертеж дължините на всички участъци от мрежата трябва да бъдат измерени в натура.

При изготвяне на изчислителната схема на мрежата не се изисква съответствие със скалата за мрежовите участъци. Необходимо е само да се спазва правилната последователност от свързване на отделните секции от мрежата помежду си.

Фигурата показва пример за проектна схема на линията на външната мрежа на селото. Дължините на мрежовите участъци в диаграмата са посочени горе и отляво в метри, отдолу и отдясно на товара са представени със стрелки, които показват изчислената мощност в киловати. Линията ABC се нарича гръбнак, секциите DB, BE и VG се наричат ​​клони.

Както се вижда от фигурата, отделни участъци от мрежата са представени без скала, която не пречи на точността на изчислението, ако дължината на участъците е посочена правилно.

Изчислителна схема на участък от външната мрежа 380/220 V на жилищно селище.

Определяне на изчислените натоварвания на електрическата мрежа

Определянето на проектните натоварвания (мощности) е много по -трудна задача. Осветителна лампа, отоплително устройство или телевизор при номинално напрежение на клемите консумира определена номинална мощност, която може да се приеме като номинална мощност на този приемник. Положението е по -сложно с електродвигател, за който консумираната от мрежата мощност зависи от въртящия момент на механизма, свързан с двигателя — машинен инструмент, вентилатор, конвейер и т.н.

На плоча, прикрепена към корпуса на двигателя, е посочена номиналната му мощност. Действителната мощност, консумирана от двигателя от мрежата, се различава от номиналната. Например, натоварването на струговия двигател ще варира в зависимост от размера на детайла, дебелината на отстраняваните стружки и т.н.

Двигателят е избран за най -трудните условия на работа на машината и следователно в други режими на работа двигателят ще бъде недотоварен… По този начин номиналната мощност на двигателя обикновено е по -малка от номиналната му мощност.

Определянето на изчислената мощност за група електрически приемници става още по -сложно, тъй като в този случай е необходимо да се вземе предвид възможният брой включени приемници.

Представете си, че трябва да определите прогнозното натоварване за линия, която захранва работилница с 30 електродвигателя. От тях само няколко ще работят непрекъснато (например двигатели, свързани към вентилатори).

Двигателите на машината работят периодично, докато инсталират нова част за механична обработка. Някои от двигателите могат да работят при частично натоварване или на празен ход и т.н. В този случай натоварването на линията, захранваща сервиза, няма да остане постоянно. Ясно е, че максимално възможното натоварване трябва да се приема като изчисленото натоварване на линията, като най -тежкото за проводниците на линията.

Най-голямото натоварване се разбира не като неговия краткосрочен импулс, а като най-голямата средна стойност за половинчасов период от време.

Проектното натоварване (kW) на група електрически приемници може да се определи по формулата

където Ks — фактор на търсенето за режим на най -голямо натоварване, като се вземе предвид възможно най -голям брой разрешени приемници в групата. При двигателите коефициентът на наклон също трябва да вземе предвид размера на натоварването им;

Ru е инсталираната мощност на група приемници, равна на сумата от техните номинални мощности, kW. Винаги можете да се запознаете по -подробно с методите за определяне на проектните натоварвания в специализираната литература.

Определяне на прогнозния ток на линия за един консуматор на електрическа енергия и група електрически консуматори

При избора на напречното сечение на проводниците според условията на нагряване или според икономическата плътност на тока е необходимо да се определи стойността на изчисления ток на линията. За трифазен електрически потребител стойността на номиналния ток (A) се определя по формулата

където Р е прогнозната мощност на приемника, kW; Un-номинално напрежение в клемите на приемника, равно на фазовото (фазово) напрежение на мрежата, към която е свързано, V; cos f — Коефициент на мощност приемник.

Тази формула може да се използва и за определяне на номиналния ток на група трифазни или еднофазни приемници, при условие че еднофазните приемници са свързани еднакво към всичките три фази на линията. Стойността на изчисления ток (A) за еднофазен приемник или за група приемници, свързани към една фаза на трифазна токова мрежа, се определя по формулата

където U n.f — номиналното напрежение на приемниците, равно на фазовото напрежение на мрежата, към която са свързани, V.

Стойността на изчисления ток за група приемници, свързани към еднофазна токова линия, също се определя от тази формула.

За лампи с нажежаема жичка и отоплителни устройства, коефициентът на мощност cosphi = 1. В този случай формулите за определяне на изчисления ток съответно се опростяват.

Определяне на ток съгласно проектната схема на електрическата мрежа

Нека се върнем към схемата на проектиране на външната мрежа на жилищното селище, показана на фигурата. В тази диаграма проектните натоварвания на къщите, свързани с линията, са посочени в киловати в краищата на съответните стрелки. За да изберете напречното сечение на линейните проводници, трябва да знаете натоварването на всички секции.

Това натоварване се определя въз основа на първият закон на Кирххоф, според който за всяка точка от мрежата сумата от входящите токове трябва да бъде равна на сумата от изходящите токове. Този закон е валиден и за товари, изразени в киловати.

Нека да намерим разпределението на натоварванията по участъците на линията. В края на линията, на участък с дължина 80 м, в непосредствена близост до точка G, натоварването от 9 kW е равно на изчисленото натоварване на къщата, свързана с линията в точка G. В разклонения участък с дължина 40 m, в непосредствена близост до точка B, натоварването е равно на сумата от натоварванията на къщите, свързани към участъка VG разклонение: 9 + 6 = 15 kW. На 50 м дълъг участък от магистралата, съседен на точка В, натоварването е 15 + 4 + 5 = 24 kW.

Натоварванията на всички останали участъци от линията се определят по същия начин. За да не се предоставят всички числа, посочени в диаграмата, с обозначенията на съответните единици (m, kW), дължините и натоварванията върху диаграмата трябва да бъдат подредени в определен ред. В схемата за проектиране на фигурата дължините на линейните участъци са посочени отгоре и отляво, натоварванията на същите участъци — отдолу и отдясно.

Пример. Четирипроводна линия с номинално напрежение 380/220 V захранва работилница с 30 електродвигателя, общата инсталирана мощност Py1 = 48 kW. Общата мощност на лампите за осветление в работилницата е Ru2 = 2 kW, коефициентът на търсене за мощностния товар Kc1 = 0,35 и за натоварването на осветлението Kc2 = 0,9. Среден коефициент на мощност за цялата инсталация cos f = 0,75. Определете изчисления ток на линията.

Решение. Определяме изчисленото натоварване на електродвигателите: P1 = 0,35 x 48 = 16,8 kW и изчисленото натоварване на осветлението P2 = 0,9 x 2 = 1,8 kW. Общото проектно натоварване е P = 16,8 + 1,8 = 18,6 kW.
Определете номиналния ток: