Izračun električnih obremenitev. Projektna obremenitev Izvedite analizo električne obremenitve

Opredeljena je kot največja moč, z drugimi besedami, največja povprečna vrednost skupne moči (Sm) za polurno časovno obdobje. Izračunajte ali vam omogoča, da določite ustreznost prerezov napajalnih vodov ob upoštevanju ogrevanja in gostote toka, izberete moč transformatorjev, ugotovite izgube električne energije in izpade električne energije v omrežju. Za izračun konstrukcijske obremenitve morate najprej preučiti osnovne pojme in koeficiente.

Torej, za izračun največje obremenitve sta potrebni povprečna aktivna obremenitev (Pcm) in povprečna jalova obremenitev (Qcm) za maksimalno obremenjeno izmeno, za določitev izgube električne energije na leto pa povprečna letna obremenitev aktivne (Rsg) in reaktivno (Qsg) energijo. V praksi je za izračun povprečne obremenitve delovne in jalove energije količina porabe ustrezne energije glede na odčitke števca za določeno časovno obdobje (običajno med izmeno) povezana s tem časovnim intervalom.

Obstaja koncept največje kratkotrajne ali konične obremenitve (Ipeak) - občasno pojavljajoča se obremenitev, potrebna za preverjanje in zaščito omrežij, določanje nihanj napetosti.

• Faktor izrabe instalirane delovne moči (Ki). Opredeljena je kot razmerje med povprečno delovno močjo sprejemnikov enakega načina delovanja (Pcm) in instalirano močjo teh sprejemnikov (Ru). Po drugi strani pa je nameščena moč dolgotrajnega sprejemnika električne energije določena s potnim listom, kratkotrajni sprejemnik električne energije pa se zmanjša na dolgoročni način. Za skupino sprejemnikov se skupna instalirana delovna moč določi tako, da se seštejejo delovne moči vseh sprejemnikov. Upoštevati je treba, da je za skupino heterogenih sprejemnikov koeficient Ki enak razmerju med skupno povprečno močjo (Pcm) in skupno instalirano močjo (Ru).
• Največji faktor delovne moči (Km). Izračuna se kot razmerje med izračunano delovno močjo (Rm) in njeno povprečno vrednostjo na izmeno ali leto (Rcm oziroma Rsg). Slika razkriva odvisnost tega koeficienta od efektivnega števila sprejemnikov za različne faktorje izkoriščenosti.

	Vrednost K m pri K in

• Faktor obremenitve (Kn) kaže, da je obremenitev za dnevne in letne vozne rede neenakomerna. Njegova vrednost je obratno sorazmerna z vrednostjo prejšnjega koeficienta.
• Faktor porabe delovne moči (Kc) kaže, ali lahko vsi porabniki delujejo hkrati, in se izračuna kot razmerje med računsko obremenitvijo (Rm) in instalirano močjo vseh sprejemnikov (Ru). Spodaj v tabeli si lahko ogledate vrednosti tega koeficienta.

Električni sprejemniki
Stroji za rezanje kovin manjše proizvodnje: male stružnice, skobeljniki, rezkalniki, rezkalniki, vrtalniki, vrtiljak, mletje itd.
Enako, vendar obsežna proizvodnja
Stiskalnice za štancanje, avtomatski stroji, vrtljivi stroji, stroji za luščenje, rezkanje zobnikov, pa tudi struženje velikega obsega, skobljanje, rezkanje, vrtalni in vrtalni stroji
Pogoni za kladiva, kovaške stroje, vlečene mline, vodila, čistilne bobne
Večležajni stroji za izdelavo delov iz palic
Avtomatske proizvodne linije za obdelavo kovin
prenosno električno orodje
Črpalke, kompresorji, motorji-generatorji
Izpuhi, ventilatorji
Dvigala, transporterji, polži, neblokirni transporterji
Enako, blokiran
Žerjavi, dvigala pri delovnem ciklu = 25 %
Enako s PV = 40%
Transformatorji za obločno varjenje
Stroji za varjenje šivov
Ista zadnjica in točka
Varilni stroji
Enopostajni varilni motor-generatorji
Varilni generatorji z več postajami
Uporne peči z neprekinjenim avtomatskim vlaganjem izdelkov, peči
Enako, s periodično obremenitvijo
male kurilne naprave
Nizkofrekvenčne indukcijske peči
Visokofrekvenčni indukcijski motorni generatorji
Generatorji žarnic indukcijskih peči

• Vključitveni koeficient (Kv). Za en sprejemnik je določen z razmerjem med trajanjem njegovega delovanja v določenem časovnem intervalu (Tv) in trajanjem tega intervala (Tc). Koeficient za skupino sprejemnikov električne energije se določi tako, da se povprečna vklopljena delovna moč skupine za obravnavani časovni interval deli z instalirano močjo skupine.
• Faktor obremenitve sprejemnika z aktivno močjo (Kz). Po analogiji s prejšnjim koeficientom nanj vpliva tudi trajanje sprejemnika. Izračuna se tako, da se povprečna delovna moč za čas obratovanja v določenem časovnem obdobju (Rs) deli z nazivno močjo (Rn). Koeficient za skupino je določen z razmerjem zgornjih koeficientov Ki in Kv. Če faktorja obremenitve ni mogoče izračunati, se sprejmejo njihove standardne vrednosti: 0,9 - sprejemniki z dolgotrajnim načinom delovanja, 0,75 - s prekinitvami.
• Koeficient premika za porabo energije (α). Ta koeficient ob upoštevanju sezonskosti in diskontinuitete obremenitve določa letno porabo električne energije. Odvisno od vrste dejavnosti podjetja se lahko približne vrednosti koeficienta razlikujejo od 0,65, kar je značilno za pomožne trgovine v obratih črne metalurgije, do 0,95 - za tovarne aluminija.

določeno, ko so na voljo podatki za naslednje količine:

• Koliko ur na leto sprejemnik deluje z največjo obremenitvijo in porabo energije, ki ustreza urniku obremenitve. Ta vrednost se imenuje letno število ur uporabe največje delovne moči (Tm) in je odvisna od števila izmen in vrste dejavnosti podjetja. Torej, pri delu v eni izmeni je lahko Tm od 1800 do 2500 ur, pri dvoizmenskem delu - do 4500 ur, pri triizmenskem delu - do 7000 ur;
• Število ur delovanja podjetja na leto (Tg) bo dalo idejo o letnem načinu porabe električne energije. Odvisno od števila izmen in njihovega trajanja;
• Vrednost efektivnega števila sprejemnikov omogoča zamenjavo skupine sprejemnikov z različnimi načini delovanja s skupino homogenih sprejemnikov. Slika prikazuje krivulje, ki določajo efektivno število sprejemnikov energije.

Kako torej določite izračunano obremenitev? Za izračun obremenitve najbolj natančna je metoda urejenih diagramov. Ob podatkih o moči vsakega sprejemnika, številu in tehničnem namenu vseh sprejemnikov ter z uporabo zgornjih koeficientov in vrednosti bomo preučili postopek za izračun močnostnih vozlišč:

• Sprejemniki so razdeljeni v skupine glede na njihov tehnološki namen;
• Za vsako skupino izračunamo povprečno delovno in jalovo moč (Pcm in Qcm);
• Določimo število sprejemnikov (n), skupno instalirano moč (Ru) ter skupno povprečno jalovo in delovno moč;
• Izračunamo faktor izkoriščenosti za skupino (Ki);
• Določimo efektivno število električnih sprejemnikov;
• Z uporabo zgornje tabele in slike poiščemo največji koeficient;
• Izračunamo računsko delovno moč (Rm) in obračunsko reaktivna moč(Qm) je enak povprečni reaktivni moči (Qcm);
• Poiščemo izračunano skupno moč (Sm) in tok (Im).

Izračun obremenitve temeljev je potreben za prava izbira njegove geometrijske dimenzije in območje osnove temelja. Navsezadnje je moč in vzdržljivost celotne zgradbe odvisna od pravilnega izračuna temeljev. Izračun se zmanjša na določitev obremenitve kvadratni meter tla in jo primerjamo s sprejemljivimi vrednostmi.

Za izračun morate vedeti:

• Regija, v kateri se gradi stavba;
• Vrsta tal in globina podzemne vode;
• Material, iz katerega bodo izdelani konstrukcijski elementi stavbe;
• Postavitev stavbe, število nadstropij, vrsta strehe.

Na podlagi zahtevanih podatkov se po zasnovi konstrukcije izvede izračun temeljev ali njegova končna verifikacija.

Poskusimo izračunati obremenitev temeljev za enonadstropna hiša, iz polne opeke, masivno zidana, z debelino stene 40 cm, Dimenzija hiše je 10x8 metrov. prekrivajo klet- armirano betonske plošče, tlak 1. nadstropja - lesen na jeklenih nosilcih. Streha je dvokapnica, krita s kovinskimi strešniki, naklona 25 stopinj. Regija - Moskovska regija, vrsta tal - mokre ilovice s koeficientom poroznosti 0,5. Temelj je iz drobnozrnatega betona, debelina stene temelja za izračun je enaka debelini stene.

Določitev globine temeljev

Globina polaganja je odvisna od globine zmrzovanja in vrste tal. Tabela prikazuje referenčne vrednosti globine zmrzovanja tal v različnih regijah.

Tabela 1 - Referenčni podatki o globini zamrzovanja tal

Referenčna tabela za določitev globine temeljev po regijah

Globina temeljev v splošnem primeru mora biti večja od globine zmrzovanja, vendar obstajajo izjeme zaradi vrste tal, ki so navedene v tabeli 2.

Tabela 2 - Odvisnost globine temeljev od vrste tal

Globina temeljev je potrebna za kasnejši izračun obremenitve tal in določitev njegove velikosti.

Globino zmrzovanja tal določimo po tabeli 1. Za Moskvo je 140 cm, po tabeli 2 pa najdemo vrsto tal - ilovnato. Globina polaganja ne sme biti manjša od predvidene globine zmrzovanja. Na podlagi tega je izbrana globina temeljev za hišo 1,4 metra.

Izračun obremenitve strehe

Obremenitev strehe se porazdeli med tiste strani temelja, na katere sloni skozi stene. rafter sistem. Pri navadni dvokapnici sta to običajno dve nasprotni strani temelja, pri štirikapnici pa vse štiri stranice. Porazdeljena obremenitev strehe je določena s površino projekcije strehe, ki se nanaša na površino obremenjenih strani temelja in pomnožena s specifično težo materiala.

Tabela 3 - Specifična teža različni tipi strešna kritina

Referenčna tabela - Specifična teža različnih vrst strešnih kritin

1. Določimo površino projekcije strehe. Dimenzije hiše so 10x8 metrov, projekcijska površina dvokapne strehe je enaka površini hiše: 10 8 = 80 m 2.
2. Dolžina temelja je enaka vsoti njegovih dveh dolgih stranic, saj dvokapna streha počiva na dveh dolgih nasprotnih stranicah. Zato je dolžina obremenjenega temelja definirana kot 10 2 = 20 m.
3. Površina temelja, obremenjena s streho debeline 0,4 m: 20 0,4 \u003d 8 m 2.
4. Vrsta prevleke so kovinske ploščice, kot naklona je 25 stopinj, kar pomeni, da je izračunana obremenitev po tabeli 3 30 kg / m 2.
5. Obremenitev strehe na temelju je 80/8 30 \u003d 300 kg / m 2.

Izračun snežne obremenitve

Snežna obremenitev se prenaša na temelj skozi streho in stene, zato so obremenjene iste stranice temelja kot pri izračunu strehe. Izračunana je površina snežne odeje, enako površini strehe. Dobljena vrednost se deli s površino obremenjenih strani temeljev in pomnoži s specifično snežna obremenitev določeno iz zemljevida.

Tabela - izračun snežne obremenitve temeljev

1. Dolžina naklona strehe z naklonom 25 stopinj je (8/2) / cos25 ° = 4,4 m.
2. Strešna površina je enaka dolžini grebena, pomnoženi z dolžino pobočja (4,4 10) 2 \u003d 88 m 2.
3. Snežna obremenitev za moskovsko regijo na zemljevidu je 126 kg / m 2. Pomnožimo ga s površino strehe in delimo s površino obremenjenega dela temelja 88 126 / 8 = 1386 kg / m 2.

Izračun obremenitve tal

Stropi, tako kot streha, običajno počivajo na dveh nasprotnih straneh temeljev, zato se izračun izvede ob upoštevanju površine teh strani. Tlorisna površina je enaka površini stavbe. Za izračun obremenitve tal morate upoštevati število nadstropij in kletnih tal, to je tal v prvem nadstropju.

Območje vsakega prekrivanja se pomnoži s specifično težo materiala iz tabele 4 in deli s površino obremenjenega dela temelja.

Tabela 4 - Specifična teža tal

1. Tlorisna površina je enaka površini hiše - 80 m 2. Hiša ima dve etaži: armiranobetonsko in leseno na jeklenih nosilcih.
2. Pomnožimo površino armiranobetonskega poda s specifično težo iz tabele 4: 80 500 = 40000 kg.
3. Množenje površine parket na specifično težo iz tabele 4: 80 200 = 16000 kg.
4. Povzamemo jih in ugotovimo obremenitev na 1 m 2 obremenjenega dela temelja: (40000 + 16000) / 8 = 7000 kg / m 2.

Izračun obremenitve stene

Obremenitev sten se določi kot prostornina sten, pomnožena s specifično težo iz tabele 5, rezultat se deli z dolžino vseh strani temelja, pomnoženo z njegovo debelino.

Tabela 5 - Specifična teža stenskih materialov

Tabela - Specifična teža sten

1. Površina stene je enaka višini stavbe, pomnoženi z obodom hiše: 3 (10 2 + 8 2) = 108 m 2.
2. Prostornina sten je površina, pomnožena z debelino, enaka je 108 0,4 \u003d 43,2 m 3.
3. Težo sten najdemo tako, da prostornino pomnožimo s specifično težo materiala iz tabele 5: 43,2 1800 \u003d 77760 kg.
4. Površina vseh stranic temelja je enaka obodu, pomnoženemu z debelino: (10 2 + 8 2) 0,4 \u003d 14,4 m 2.
5. Specifična obremenitev sten na temelj je 77760/14,4=5400 kg.

Predhodni izračun obremenitve temeljev na tleh

Obremenitev temelja na tla se izračuna kot zmnožek prostornine temelja in specifične gostote materiala, iz katerega je izdelan, deljen z 1 m 2 njegove osnovne površine. Prostornino je mogoče najti kot produkt globine temelja in debeline temelja. Debelina temelja je v predhodnem izračunu enaka debelini sten.

Tabela 6 - Specifična gostota temeljnih materialov

Tabela - specifična teža talnega materiala

1. Površina temelja je 14,4 m 2, globina polaganja je 1,4 m, prostornina temelja je 14,4 1,4 \u003d 20,2 m 3.
2. Masa temelja iz drobnozrnatega betona je enaka: 20,2 1800 = 36360 kg.
3. Obremenitev na tla: 36360 / 14,4 = 2525 kg / m 2.

Izračun skupne obremenitve na 1 m 2 tal

Rezultati prejšnjih izračunov so povzeti in izračunana je največja obremenitev temeljev, ki bo večja za tiste strani, na katerih leži streha.

Pogojna konstrukcijska odpornost tal R 0 se določi v skladu s tabelami SNiP 2.02.01-83 "Temelji zgradb in objektov".

1. Seštejemo težo strehe, snežno obremenitev, težo tal in sten ter temelj na tleh: 300 + 1386 + 7000 + 5400 + 2525 \u003d 16 611 kg / m 2 \u003d 17 t / m 2.
2. Določimo pogojno konstrukcijsko odpornost tal v skladu s tabelami SNiP 2.02.01-83. Za mokre ilovice s koeficientom poroznosti 0,5 je R 0 2,5 kg/cm 2 ali 25 t/m 2.

Iz izračuna je razvidno, da je obremenitev tal v mejah dovoljenega.

Pri načrtovanju katerega koli električnega tokokroga se izračuna moč. Na njegovi podlagi se izvede izbor glavnih elementov in izračuna dovoljena obremenitev. Če izračun za enosmerni tokokrog ni težaven (v skladu z Ohmovim zakonom je treba tok pomnožiti z napetostjo - P \u003d U * I), potem izračun moči izmeničnega toka ni tako preprost. Za razlago se boste morali sklicevati na osnove elektrotehnike, ne da bi se spuščali v podrobnosti, podali bomo kratek povzetek glavnih tez.

Skupna moč in njene komponente

V izmeničnih tokokrogih se izračun moči izvede ob upoštevanju zakonov sinusoidnih sprememb napetosti in toka. V zvezi s tem je bil uveden koncept skupne moči (S), ki vključuje dve komponenti: reaktivno (Q) in aktivno (P). Grafični opis teh količin lahko naredimo s trikotnikom moči (glej sliko 1).

Aktivna komponenta (P) pomeni moč tovora (ireverzibilna pretvorba električne energije v toploto, svetlobo itd.). Ta vrednost se meri v vatih (W), na ravni gospodinjstev je običajno izračunati v kilovatih (kW), v industrijskem sektorju - v megavatih (mW).

Reaktivna komponenta (Q) opisuje kapacitivno in induktivno električno obremenitev v AC tokokrogu, merska enota te vrednosti je Var.

riž. 1. Trikotnik moči (A) in napetosti (V)

V skladu z grafičnim prikazom lahko razmerja v trikotniku moči opišemo z uporabo elementarnih trigonometričnih identitet, kar omogoča uporabo naslednje formule:

• S \u003d √P 2 +Q 2, - za polno moč;
• in Q = U*I*cos⁡ φ in P = U*I*sin φ za reaktivne in aktivne komponente.

Ti izračuni veljajo za enofazno omrežje (na primer gospodinjstvo 220 V), za izračun moči trifaznega omrežja (380 V) je treba formulam dodati množitelj - √3 (z simetrična obremenitev) ali seštejejo moči vseh faz (če je obremenitev neuravnotežena).

Za boljše razumevanje učinka komponent polne moči razmislimo o "čisti" manifestaciji obremenitve v aktivni, induktivni in kapacitivni obliki.

Uporovna obremenitev

Vzemimo hipotetično vezje, ki uporablja "čist" upor in ustrezen vir izmenične napetosti. Grafični opis delovanja takšnega vezja je prikazan na sliki 2, kjer so prikazani glavni parametri za določeno časovno območje (t).

Slika 2. Moč idealne uporovne obremenitve

Vidimo lahko, da sta napetost in tok sinhronizirana tako po fazi kot po frekvenci, medtem ko ima moč dvojno frekvenco. Upoštevajte, da je smer te vrednosti pozitivna in nenehno narašča.

kapacitivna obremenitev

Kot je razvidno iz slike 3, se graf značilnosti kapacitivne obremenitve nekoliko razlikuje od aktivne obremenitve.

Slika 3. Graf idealnega kapacitivnega bremena

Frekvenca nihanja kapacitivne moči je dvakrat večja od frekvence sinusoide spremembe napetosti. Kar zadeva skupno vrednost tega parametra, je v eni periodi harmonika enaka nič. Hkrati pa tudi ni opaziti povečanja energije (∆W). Ta rezultat kaže, da se njegovo gibanje dogaja v obe smeri verige. To pomeni, da ko se napetost poveča, pride do kopičenja naboja v kapacitivnosti. Ko pride do negativnega polcikla, se akumulirani naboj izprazni v tokokrog.

V procesu akumulacije energije v obremenitveni kapacitivnosti in kasnejšem praznjenju se ne izvaja koristno delo.

Induktivna obremenitev

Spodnji graf prikazuje naravo "čiste" induktivne obremenitve. Kot lahko vidite, se je spremenila samo smer moči, kar zadeva povečanje, je enako nič.

Negativni vpliv reaktivne obremenitve

V zgornjih primerih so bile obravnavane možnosti, kjer obstaja "čista" jalova obremenitev. Faktor aktivne odpornosti ni bil upoštevan. V takih pogojih je reaktivni učinek enak nič, kar pomeni, da ga lahko zanemarimo. Kot razumete, je v realnih razmerah to nemogoče. Tudi če bi hipotetično obstajala taka obremenitev, ni mogoče izključiti odpornosti bakrenih ali aluminijastih žil kabla, potrebnega za priključitev na vir napajanja.

Reaktivna komponenta se lahko kaže v obliki segrevanja aktivnih komponent vezja, kot so motor, transformator, priključne žice, napajalni kabel itd. Za to se porabi določena količina energije, kar vodi do zmanjšanja glavnih značilnosti.

Jalova moč deluje na tokokrog na naslednji način:

• ne proizvaja nobenega koristnega dela;
• povzroča resne izgube in nenormalne obremenitve električnih naprav;
• lahko povzroči resno nesrečo.

Zato pri ustreznih izračunih za električni tokokrog ni mogoče izključiti dejavnika vpliva induktivnih in kapacitivnih obremenitev in po potrebi zagotoviti uporabo tehnični sistemi da ji nadomestim.

Izračun porabe energije

V vsakdanjem življenju se moramo pogosto ukvarjati z izračunom porabe energije, na primer, da preverimo dovoljeno obremenitev ožičenja, preden priključimo porabnika električne energije, ki zahteva veliko virov (klimatska naprava, kotel, električni štedilnik itd.). Tudi pri takem izračunu obstaja potreba pri izbiri odklopnikov za stikalna plošča preko katerega je stanovanje priključeno na električno omrežje.

V takšnih primerih ni treba izračunati moči po toku in napetosti, dovolj je sešteti porabljeno energijo vseh naprav, ki jih lahko vključimo hkrati. Brez stika z izračuni lahko to vrednost za vsako napravo ugotovite na tri načine:

Pri izračunu je treba upoštevati, da se lahko zagonska moč nekaterih električnih naprav bistveno razlikuje od nazivne. Za gospodinjske naprave ta parameter skoraj nikoli ni naveden v tehnični dokumentaciji, zato se je treba sklicevati na ustrezno tabelo, ki vsebuje povprečne vrednosti parametrov zagonske moči za različne naprave (priporočljivo je izbrati največja vrednost).

Določitev največjih obremenitev z metodo faktorja povpraševanja

Ta metoda je najpreprostejša in se nanaša na izračun največje aktivne obremenitve po formuli:

Metoda faktorja povpraševanja se lahko uporablja za izračun obremenitev za tiste posamezne skupine sprejemnikov električne energije, delavnic in podjetij na splošno, za katere obstajajo podatki o vrednosti tega koeficienta (glej).

Pri izračunu obremenitev za posamezne skupine električnih sprejemnikov se ta metoda priporoča za tiste skupine, katerih električni sprejemniki delujejo s konstantno obremenitvijo in preklopnim koeficientom enakim (ali blizu) ena, kot so elektromotorji črpalk, ventilatorjev ipd. .

Glede na vrednost P30, dobljeno za vsako skupino sprejemnikov električne energije, se določi reaktivna obremenitev:

poleg tega je tanφ določen s cosφ, ki je značilen za to skupino sprejemnikov energije.

Nato se aktivne in jalove obremenitve ločeno seštejejo in ugotovi se skupna obremenitev:

Obremenitvi ΣР30 in ΣQ30 sta vsoti maksimumov za posamezne skupine sprejemnikov energije, dejansko pa je treba določiti maksimum vsote. Zato je treba pri določanju obremenitev na odseku omrežja z velikim številom heterogenih skupin sprejemnikov energije uvesti največji koeficient prekrivanja KΣ, tj.

Vrednost KΣ je v območju od 0,8 do 1, spodnja meja pa se običajno vzame pri izračunu obremenitev v celotnem podjetju.

Za velike moči, pa tudi za električne sprejemnike, ki se redko ali celo prvič srečajo v projektantski praksi, je treba določiti dejavnike povpraševanja tako, da skupaj s tehnologi razjasnimo dejanske faktorje obremenitve.

Določitev največjih obremenitev z metodo dvočlenskega izraza

To metodo je predlagal inž. D. S. Livshits sprva za določitev projektnih obremenitev za elektromotorje posameznega pogona obdelovalnih strojev za obdelavo kovin, nato pa je bil razširjen na druge skupine električnih sprejemnikov.

Po tej metodi se polurna največja aktivna obremenitev za skupino sprejemnikov električne energije istega načina delovanja določi iz izraza:

kjer je Run instalirana moč n največjih sprejemnikov, b, c-koeficienti, ki so konstantni za posamezno skupino sprejemnikov istega načina obratovanja.

Fizično prvi mandat formula za izračun določa povprečno moč, drugo pa dodatno moč, ki se lahko pojavi v pol ure zaradi sovpadanja maksimumov obremenitve posameznih sprejemnikov energije v skupini. Posledično:

Iz tega sledi, da je pri majhnih vrednostih Rup v primerjavi z Ru, ki se pojavljajo pri velikem številu sprejemnikov energije bolj ali manj enake moči, K30 ≈KI, drugi člen formule za izračun pa je v takih primerih mogoče zanemariti, ob P30 ≈ bRp ≈ Rav.cm. Nasprotno, z majhnim številom sprejemnikov moči, še posebej, če se močno razlikujejo po moči, postane vpliv drugega člena formule zelo pomemben.

Izračuni po tej metodi so bolj okorni kot po metodi koeficienta povpraševanja. Zato je uporaba dvočlanske metode izražanja upravičena samo za skupine sprejemnikov električne energije, ki delujejo s spremenljivo obremenitvijo in z majhnimi preklopnimi faktorji, pri katerih faktorji povpraševanja sploh niso ali lahko povzročijo napačne rezultate. Zlasti je na primer mogoče priporočiti uporabo te metode za elektromotorje obdelovalnih strojev za obdelavo kovin in za električne uporovne peči majhne moči s periodičnim nalaganjem izdelkov.

Metodologija za določanje skupne obremenitve S30 s to metodo je podobna tisti, ki je opisana za metodo faktorja povpraševanja.

Določitev največjih obremenitev z metodo efektivnega števila električnih sprejemnikov.

Efektivno število sprejemnikov moči razumemo kot takšno število sprejemnikov, enakih po moči in homogenih po načinu delovanja, ki določa enako vrednost izračunanega maksimuma kot skupina sprejemnikov različnih moči in načina delovanja.

Učinkovito število sprejemnikov moči je določeno z izrazom:

Po velikosti n e in faktor izkoriščenosti, ki ustreza tej skupini sprejemnikov električne energije, se v skladu z referenčnimi tabelami določi koeficient največje KM in nato polurna največja aktivna obremenitev

Za izračun obremenitve katere koli skupine sprejemnikov energije istega načina delovanja je definicija pe smiselna le, če se sprejemniki energije, vključeni v skupino, bistveno razlikujejo po moči.

Z enako močjo p električnih sprejemnikov, vključenih v skupino

to pomeni, da je dejansko število elektromotorjev enako dejanskemu številu. Zato je pri enakih ali nekoliko različnih močeh sprejemnikov energije v skupini priporočljivo določiti KM z dejanskim številom sprejemnikov energije.

Pri izračunu obremenitve za več skupin sprejemnikov električne energije je treba določiti povprečno vrednost faktorja izkoriščenosti po formuli:

Metoda efektivnega števila sprejemnikov električne energije se uporablja za vse skupine sprejemnikov električne energije, vključno s sprejemniki električne energije s prekinitvami. V slednjem primeru se instalirana moč Ru zmanjša na PV = 100%, to je na dolgotrajno delovanje.

Metoda efektivnega števila sprejemnikov energije je boljša od drugih metod v tem, da je pri določanju obremenitve vključen največji faktor, ki je funkcija števila sprejemnikov energije. Z drugimi besedami, ta metoda izračuna največjo vsoto obremenitev posameznih skupin in ne vsoto maksimumov, kot je na primer metoda faktorja povpraševanja.

Za izračun reaktivne komponente obremenitve Q30 iz ugotovljene vrednosti P30 je potrebno določiti tanφ. V ta namen je treba izračunati povprečne izmenske obremenitve za vsako skupino sprejemnikov energije in določiti tanφ iz razmerja:

Če se vrnemo k definiciji pe, je treba opozoriti, da se z velikim številom skupin in različno močjo posameznih sprejemnikov energije v skupinah ugotovitev ΣРу2 izkaže za praktično nesprejemljivo. Zato se uporablja poenostavljena metoda za določanje pe, odvisno od relativne vrednosti afektivnega števila sprejemnikov moči p "e \u003d ne / n.

To številko najdete v referenčnih tabelah glede na razmerja:

kjer je n1 število sprejemnikov energije, od katerih ima vsak moč vsaj polovico moči najmočnejšega sprejemnika energije, ΣРпг1 je vsota instaliranih zmogljivosti teh sprejemnikov energije, n je število vseh sprejemnikov energije, ΣPу je vsota instaliranih zmogljivosti vseh sprejemnikov električne energije.

Določitev največjih obremenitev glede na specifične norme porabe električne energije na enoto proizvodnje

Če imate informacije o načrtovani produktivnosti podjetja, delavnice ali tehnološke skupine sprejemnikov in o , lahko izračunate največjo polurno aktivno obremenitev po izrazu,

kjer je Wyd specifična poraba električne energije na tono izdelkov, M je letna proizvodnja, Tm.a je letno število ur uporabe največje aktivne obremenitve.

V tem primeru se skupna obremenitev določi na podlagi tehtanega povprečnega letnega faktorja moči:

Ta metoda izračuna lahko služi za približno določitev obremenitev za podjetja kot celoto ali za posamezne delavnice, ki proizvajajo končne izdelke. Za izračun obremenitev za posamezne odseke električnih omrežij je uporaba te metode praviloma nemogoča.

Posebni primeri določanja največjih obremenitev s številom električnih sprejemnikov do pet

Izračun obremenitve skupin z majhnim številom sprejemnikov električne energije se lahko izvede na naslednje poenostavljene načine.

1. Če sta v skupini dva ali trije električni sprejemniki, je možno kot izračunano največjo obremenitev vzeti vsoto nazivnih moči električnih sprejemnikov:

in temu primerno

Za električne sprejemnike, ki so homogeni po vrsti, moči in načinu delovanja, je dopustno aritmetično seštevanje polnih moči. potem,

2. Če je v skupini štiri do pet električnih sprejemnikov istega tipa, moči in načina delovanja, se največja obremenitev lahko izračuna na podlagi povprečnega faktorja obremenitve in v tem primeru je aritmetični seštevek skupnih moči dovoljeno:

3. Pri enakem številu različnih tipov sprejemnikov električne energije je treba izračunano največjo obremenitev vzeti kot vsoto produktov nazivne moči sprejemnikov električne energije in faktorjev obremenitve, značilnih za te sprejemnike električne energije:

in temu primerno:

Določitev maksimalnih obremenitev ob prisotnosti v skupini poleg trifaznih tudi enofaznih električnih sprejemnikov

Če skupna instalirana moč stacionarnih in mobilnih enofaznih sprejemnikov električne energije ne presega 15% skupne moči trifaznih sprejemnikov električne energije, se celotna obremenitev lahko šteje za trifazno, ne glede na stopnjo enakomernosti porazdelitve enofazne obremenitve po fazah.

V nasprotnem primeru, tj. če skupna instalirana moč enofaznih napajalnikov presega 15 % skupne moči trifaznih napajalnikov, mora biti porazdelitev enofaznih bremen po fazah izvedena tako, da je največja stopnja dosežena je enotnost.

Kadar je to mogoče, lahko obremenitve izračunamo na običajen način, če ne, potem je treba izračun izvesti za eno izmed najbolj obremenjenih faz. V tem primeru sta možna dva primera:

1. so vsi enofazni električni sprejemniki priključeni na fazno napetost,

2. Med enofaznimi električnimi sprejemniki so taki, ki so priključeni na omrežno napetost.

V prvem primeru je treba tretjino njihove dejanske moči vzeti kot instalirano moč za skupine trifaznih sprejemnikov električne energije (če obstajajo), za skupine enofaznih sprejemnikov električne energije - moč, priključeno na najbolj obremenjeno fazo.

Na podlagi tako pridobljenih faznih moči se izračuna največja obremenitev najbolj obremenjene faze s katero koli od metod, nato pa se z množenjem te obremenitve s 3 določi obremenitev trifaznega voda.

V drugem primeru je najbolj obremenjeno fazo mogoče določiti le z izračunom povprečnih moči, za katere je treba enofazne obremenitve, priključene na omrežno napetost, pripeljati do ustreznih faz.

Aktivna moč, zmanjšana na fazo a enofaznih sprejemnikov, priključenih na primer med fazama ab in ac, je določena z izrazom:

Skladno s tem je jalova moč takih sprejemnikov

tukaj so Pab, Ras moči, povezane z omrežno napetostjo med fazama ab in ac, p(ab)a, p(ac)a, q(ab)a, q(ac)a so redukcijski faktorji bremena, priključena na omrežno napetost, na fazo a.

S krožno permutacijo indeksov je mogoče pridobiti izraze za prenos moči v katero koli fazo.

Vprašanje izbire kabelskega odseka za ožičenje v hiši ali stanovanju je zelo resno. Če ta indikator ne ustreza obremenitvi v tokokrogu, se bo izolacija žice preprosto začela pregrevati, nato stopiti in zažgati. Končni rezultat je kratek stik. Stvar je v tem, da obremenitev ustvari določeno gostoto toka. In če je presek kabla majhen, bo gostota toka v njem velika. Zato je treba pred nakupom izračunati presek kabla glede na obremenitev.

Seveda ne smete kar naključno izbrati žice z večjim presekom. To bo najprej prizadelo vaš proračun. Z manjšim presekom kabel morda ne bo prenesel obremenitve in bo hitro odpadel. Zato je najbolje začeti z vprašanjem, kako izračunati obremenitev kabla? In šele nato, glede na ta indikator, izberite samo električno žico.

Izračun moči

Najlažji način je izračunati skupno moč, ki jo bo hiša ali stanovanje porabilo. Ta izračun bo uporabljen za izbiro odseka žice od droga daljnovoda do uvodnega stroja v kočo ali od dostopne plošče do stanovanja do prve razdelilne omarice. Na enak način se žice izračunajo za zanke ali sobe. Jasno je, da bo vhodni kabel imel največji odsek. In dlje od prve razvodne škatle, bolj se bo ta indikator zmanjšal.

Ampak nazaj k izračunom. Torej, najprej je treba določiti skupno moč potrošnikov. Za vsakega od njih (gospodinjski aparati in svetilke) je ta indikator naveden na ohišju. Če ga ne najdete, poglejte v potni list ali v navodila.

Po tem je treba dodati vsa pooblastila. To je skupna moč hiše ali stanovanja. Popolnoma enak izračun je treba opraviti vzdolž kontur. Toda tu obstaja ena sporna točka. Nekateri strokovnjaki priporočajo, da se vsota pomnoži z redukcijskim faktorjem 0,8, pri čemer se držijo pravila, da vse naprave ne bodo priključene na tokokrog hkrati. Drugi, nasprotno, predlagajo množenje s faktorjem 1,2, s čimer bi ustvarili določeno rezervo za prihodnost, glede na to, da obstaja velika verjetnost dodatnih gospodinjski aparati. Po našem mnenju je druga možnost najboljša.

Izbira kabla

Zdaj, če poznate indikator skupne moči, lahko izberete odsek ožičenja. PUE ima tabele, ki olajšajo to izbiro. Tukaj je nekaj primerov za električni vod, napajan z 220 volti.

• Če je skupna moč 4 kW, bo presek žice 1,5 mm².
• Moč 6 kW, presek 2,5 mm².
• Moč 10 kW - presek 6 mm².

Obstaja popolnoma enaka tabela za električno omrežje 380 voltov.

Izračun trenutne obremenitve

To je najbolj natančna vrednost izračuna, opravljenega na trenutni obremenitvi. Za to se uporablja formula:

I=P/U cos φ, kjer je

• I je jakost toka;
• P je skupna moč;
• U - napetost v omrežju (v tem primeru 220 V);
• cos φ je faktor moči.

Obstaja formula za trifazno električno omrežje:

I=P/(U cos φ)*√3.

Indikator jakosti toka določa presek kabla v skladu z istimi tabelami v PUE. Še enkrat, tukaj je nekaj primerov.

• Jakost toka 19 A - presek kabla 1,5 mm².
• 27 A - 2,5 mm².
• 46 A - 6 mm².

Tako kot pri določanju prečnega prereza z močjo je tudi tukaj najbolje pomnožiti indikator jakosti toka z množilnim faktorjem 1,5.

kvote

Obstajajo določeni pogoji, pod katerimi se lahko tok znotraj ožičenja poveča ali zmanjša. Na primer, pri odprti električni napeljavi, ko so žice položene vzdolž sten ali stropa, bo moč toka večja kot v zaprtem krogu. Neposredno je povezan s temperaturo. okolju. Večji kot je, večji tok lahko prepušča ta kabel.

Pozor! Vse zgornje tabele PUE so izračunane pod pogojem, da žice delujejo pri temperaturi + 25 ° C, pri čemer temperatura samih kablov ne presega + 65 ° C.

To pomeni, da se izkaže, da če je več žic položenih v en pladenj, valovitost ali cev hkrati, se bo temperatura znotraj ožičenja povečala zaradi segrevanja samih kablov. To vodi do dejstva, da se dovoljena tokovna obremenitev zmanjša za 10-30 odstotkov. Enako velja za odprto ožičenje v ogrevanih prostorih. Zato lahko sklepamo: pri izračunu prereza kabla, odvisno od trenutne obremenitve pri povišanih delovnih temperaturah, lahko izberete žice manjšega območja. To je seveda dober prihranek. Mimogrede, v PUE obstajajo tudi tabele redukcijskih koeficientov.

Obstaja še ena točka, ki zadeva dolžino uporabe električni kabel. Daljše kot je ožičenje, večja je izguba napetosti v odsekih. V vseh izračunih se uporabljajo izgube v višini 5 %. Se pravi, to je največ. Če so izgube večje od te vrednosti, bo treba povečati prerez kabla. Mimogrede, ni težko samostojno izračunati trenutnih izgub, če poznate upor ožičenja in trenutno obremenitev. čeprav najboljša možnost- uporabite tabelo PUE, v kateri je določena odvisnost obremenitvenega momenta in izgub. V tem primeru je moment obremenitve produkt porabe energije v kilovatih in dolžine samega kabla v metrih.

Oglejmo si primer, v katerem nameščen kabel dolžine 30 mm v 220-voltnem izmeničnem omrežju prenese obremenitev 3 kW. V tem primeru bo moment obremenitve enak 3 * 30 \u003d 90. Pogledamo tabelo PUE, ki kaže, da ta trenutek ustreza izgubi 3%. To pomeni, da je manj kot nominalna vrednost 5%. Kaj je dovoljeno. Kot je navedeno zgoraj, če bi izračunane izgube presegle petodstotno mejo, bi bilo treba kupiti in namestiti večji kabel.

Pozor! Te izgube močno vplivajo na razsvetljavo z nizkonapetostnimi sijalkami. Ker pri 220 voltih se 1-2 V ne odbija močno, pri 12 V pa se takoj vidi.

Trenutno aluminijaste žice redko se uporabljajo pri ožičenju. Vendar morate vedeti, da je njihova odpornost 1,7-krat večja kot pri bakrenih. In zato so njihove izgube tolikokrat večje.

Glede trifazna omrežja, potem je tukaj moment obremenitve šestkrat večji. Odvisno je od dejstva, da je sama obremenitev porazdeljena na tri faze, kar je v skladu s tem prestolno povečanje navora. Plus dvojno povečanje zaradi simetrične porazdelitve porabe energije po fazah. V tem primeru mora biti tok v ničelnem vezju enak nič. Če je fazna porazdelitev asimetrična in to vodi do povečanja izgub, boste morali izračunati presek kabla za obremenitve v vsaki žici posebej in ga izbrati glede na največjo izračunano velikost.

Zaključek na temo

Kot lahko vidite, morate za izračun prereza kabla glede na obremenitev upoštevati različne koeficiente (zmanjšanje in povečanje). Sami, če ste električar na ravni amaterja ali začetnika, tega ni enostavno narediti. Zato nasvet - povabite visokokvalificiranega strokovnjaka, naj sam opravi vse izračune in sestavi kompetenten diagram ožičenja. Toda namestitev je mogoče opraviti z lastnimi rokami.