Hur man korrekt beräknar strömmen när man väljer tvärsnitt av ledningar och kablar
Konstruktion av nätverkets beräkningsschema
För att välja tvärsnitt av enskilda sektioner av det elektriska nätverket, men uppvärmningsförhållandena och den ekonomiska strömtätheten, räcker det att bara känna till de nuvarande belastningarna för dessa sektioner av nätverket. Beräkning av nätet för spänningsbortfall kan endast utföras om inte bara belastningarna utan även längderna för alla sektioner av nätet är kända. I detta avseende, när du börjar beräkna nätverket, är det först och främst nödvändigt att förbereda sitt beräkningsschema, som bör indikera belastningar och längder för alla sektioner.
Vid beräkning av trefasnät antas belastningarna på alla tre fasledare vara desamma. I själva verket är detta villkor strikt uppfyllt endast för elektriska nätverk med trefasiga elmotorer. För nätverk med enfasiga energikonsumenter, till exempel stadsnät med belysningslampor och hushållsapparater, finns det alltid någon ojämn fördelning av belastningen på linjens faser.I praktiska beräkningar av nät med enfasmottagare antas fördelningen av laster i faser också villkorligt enhetlig.
Förutsatt att linjens faser är likformigt laddade, finns det inget behov av att ange alla ledare i nätverket i designschemat. Det räcker att föreställa sig ett linjediagram anger alla belastningar som är anslutna till nätet och längden på alla nätsektioner. Diagrammet bör också ange installationsplatserna. säkringar eller andra skyddsanordningar.
När du utarbetar designschemat för de elektriska ledningarna i rummet, bör du använda planerna och sektionerna av byggnaden på vilka de elektriska ledningarna ska appliceras, och ange anslutningspunkterna för de elektriska mottagarna.
Designschemat för det externa nätverket är utarbetat enligt planen för byn eller industriföretaget, på vilket nätverket också ska tillämpas, och anslutningspunkterna för grupper av energikonsumenter (hus eller enskilda byggnader i ett industriföretag) anges .
Längden på alla sektioner av nätverket mäts enligt ritningen, med hänsyn till skalan i vilken den är ritad. I avsaknad av ritning måste längderna på alla sektioner av nätet mätas in natura.
Vid utarbetandet av beräkningsschemat för nätverket krävs inte överensstämmelse med skalan för nätverkssektionerna. Det är bara nödvändigt att observera den korrekta sekvensen för att ansluta de enskilda delarna av nätverket till varandra.
Figuren visar ett exempel på ett designschema för linjen för byns externa nätverk.Nätsektionernas längder i diagrammet anges ovan och till vänster i meter, under och till höger om lasten representeras av pilar som visar den beräknade effekten i kilowatt. Linjen ABC kallas ryggrad, sektionerna DB, BE och VG kallas för grenar.
Som framgår av figuren presenteras enskilda sektioner av nätverket utan skala, vilket inte stör beräkningens noggrannhet om längden på sektionerna anges korrekt.
Beräkningsschema för en del av det externa nätverket 380/220 V i ett bostadsområde.
Bestämning av de beräknade belastningarna av det elektriska nätet
Att bestämma designlaster (effekter) är en mycket svårare uppgift. En belysningslampa, värmeanordning eller TV med märkspänning förbrukar en viss märkeffekt, vilket kan tas som märkeffekten för denna mottagare. Situationen är mer komplicerad med en elektrisk motor, för vilken kraften som förbrukas av nätverket beror på vridmomentet för mekanismen som är ansluten till motorn - verktygsmaskin, fläkt, transportör, etc.
På plåt fäst på motorhuset, dess märkeffekt indikeras. Den faktiska effekt som förbrukas av motorn från nätverket skiljer sig från den nominella. Till exempel kommer belastningen på svarvmotorn att variera beroende på delens storlek, tjockleken på spån som tas bort, etc.
Motorn är vald för de svåraste driftsförhållandena för maskinen och därför i andra driftlägen motorn kommer att vara underbelastad… Således är motorns märkeffekt vanligtvis mindre än dess märkeffekt.
Att bestämma den beräknade effekten för en grupp elektriska mottagare blir ännu mer komplicerat, eftersom det i detta fall är nödvändigt att ta hänsyn till det möjliga antalet anslutna mottagare.
Föreställ dig att du behöver bestämma den beräknade belastningen för en ledning som förser en verkstad med 30 elmotorer. Av dessa kommer endast ett fåtal att gå kontinuerligt (t.ex. motorer kopplade till fläktar).
Maskinmotorerna körs intermittent medan en ny bearbetningsdel installeras. Vissa av motorerna kan gå med dellast eller på tomgång osv. I detta fall kommer belastningen på servicelinjen inte att förbli konstant. Det är tydligt att den maximala möjliga belastningen bör tas som den beräknade belastningen på ledningen, som den tyngsta för ledningens ledare.
Den högsta belastningen förstås inte som dess kortsiktiga impuls, utan som det största medelvärdet över en halvtimmesperiod.
Konstruktionsbelastningen (kW) för en grupp elektriska mottagare kan bestämmas med formeln
där Ks — efterfrågefaktor för högsta belastningsläge, med hänsyn till största möjliga antal tillåtna mottagare i gruppen. För motorer måste lutningsfaktorn också ta hänsyn till storleken på deras belastning;
Ru är den installerade effekten för en grupp av mottagare, lika med summan av deras nominella effekter, kW. Du kan alltid bekanta dig mer i detalj med metoderna för att bestämma projektbelastningar i den specialiserade litteraturen.
Bestämning av den uppskattade linjeströmmen för en elförbrukare och en grupp elförbrukare
När du väljer trådarnas tvärsnitt enligt uppvärmningsförhållandena eller enligt den ekonomiska strömtätheten, är det nödvändigt att bestämma värdet på den beräknade linjeströmmen. För en trefas elektrisk konsument bestäms värdet på den nominella strömmen (A) av formeln
där P är den uppskattade effekten av mottagaren, kW; Onominell spänning vid terminalerna på mottagaren, lika med fas (fas) spänningen i nätverket som den är ansluten till, V; för f — Effektfaktor mottagare.
Denna formel kan också användas för att bestämma märkströmmen för en grupp trefas- eller enfasmottagare, förutsatt att enfasmottagarna är lika anslutna till alla tre faser i linjen. Värdet på den beräknade strömmen (A) för en enfasmottagare eller för en grupp av mottagare anslutna till en fas i ett trefasströmnät bestäms av formeln
där U n.f — mottagarnas nominella spänning, lika med fasspänningen för nätverket som de är anslutna till, V.
Värdet på den beräknade strömmen för en grupp mottagare anslutna till en enfas strömlinje bestäms också av denna formel.
För glödlampor och värmeanordningar, effektfaktorn cosphi = 1. I detta fall förenklas formlerna för att bestämma den beräknade strömmen i enlighet därmed.
Bestämning av ström enligt designschemat för det elektriska nätverket
Låt oss gå tillbaka till designschemat för det externa nätverket för bostadsbebyggelsen som visas i figuren. I detta diagram indikeras designlasterna för husen som är anslutna till linjen i kilowatt i ändarna av motsvarande pilar. För att välja tvärsnitt av linjära ledningar måste du känna till belastningen på alla sektioner.
Denna belastning bestäms utifrån Kirchhoffs första lag, enligt vilken summan av de inkommande strömmarna för varje punkt i nätet måste vara lika med summan av de utgående strömmarna. Denna lag gäller även för belastningar uttryckta i kilowatt.
Låt oss hitta fördelningen av laster på linjens sektioner. I slutet av linjen, på en 80 m lång sträcka, i anslutning till punkt G, är belastningen på 9 kW lika med den beräknade belastningen av huset anslutet till ledningen vid punkt G. På den grenade sträckan 40 m lång, intill till punkt B är lasten lika med summan av lasterna för husen anslutna till sektionen VG: 9 + 6 = 15 kW. På en 50 m lång motorvägssträcka i anslutning till punkt B är belastningen 15 + 4 + 5 = 24 kW.
Belastningarna på alla andra sektioner av linjen bestäms på samma sätt. För att inte ge alla siffror som anges i diagrammet med beteckningarna för motsvarande enheter (m, kW), måste längderna och lasterna på diagrammet ordnas i en viss ordning. I designschemat i figuren anges längderna på de linjära sektionerna upptill och till vänster, lasterna på samma sektioner anges längst ner och till höger.
Ett exempel. En fyrtrådsledning med en nominell spänning på 380/220 V förser en verkstad med 30 elmotorer, den totala installerade effekten Py1 = 48 kW. Den totala effekten för belysningslamporna i verkstaden är Ru2 = 2 kW, kravfaktorn för effektbelastningen Kc1 = 0,35 och för belysningsbelastningen Kc2 = 0,9. Genomsnittlig effektfaktor för hela installationen cos f = 0,75. Bestäm den beräknade linjeströmmen.
Svar.Vi bestämmer den beräknade belastningen av elmotorer: P1 = 0,35 x 48 = 16,8 kW och den beräknade belastningen av belysning P2 = 0,9 x 2 = 1,8 kW. Den totala konstruktionsbelastningen är P = 16,8 + 1,8 = 18,6 kW.
Bestäm märkströmmen:
