Hoe de stroom correct te berekenen bij het kiezen van de doorsnede van draden en kabels

Constructie van het rekenschema van het netwerk

Om de doorsneden van afzonderlijke secties van het elektrische netwerk te selecteren, maar de verwarmingsomstandigheden en de economische stroomdichtheid, volstaat het om alleen de huidige belastingen van deze secties van het netwerk te kennen. Berekening van het net voor spanningsverlies kan alleen worden uitgevoerd als niet alleen de belastingen maar ook de lengtes van alle delen van het net bekend zijn. In dit opzicht is het, wanneer u begint met het berekenen van het netwerk, allereerst nodig om het berekeningsschema voor te bereiden, dat de belastingen en lengtes van alle secties moet aangeven.

Bij het berekenen van driefasige netwerken wordt aangenomen dat de belastingen op alle driefasige geleiders hetzelfde zijn. In feite wordt alleen strikt aan deze voorwaarde voldaan voor elektrische netwerken met driefasige elektromotoren. Voor netwerken met enkelfasige energieverbruikers, bijvoorbeeld stedelijke netwerken met verlichtingslampen en huishoudelijke apparaten, is er altijd een ongelijke verdeling van de belasting over de fasen van de lijn.In praktische berekeningen van netwerken met enkelfasige ontvangers wordt ook aangenomen dat de verdeling van belastingen in fasen voorwaardelijk uniform is.

Op voorwaarde dat de fasen van de lijn gelijkmatig worden belast, is het niet nodig om alle geleiders van het netwerk in het ontwerpschema aan te geven. Het is genoeg om je voor te stellen één lijndiagram met vermelding van alle belastingen die op het netwerk zijn aangesloten en de lengtes van alle netwerksecties. Het diagram moet ook de installatielocaties aangeven. zekeringen of andere beschermingsmiddelen.

Bij het opstellen van het ontwerpschema van de elektrische bedrading in de kamer, moet u de plattegronden en secties van het gebouw gebruiken waarop de elektrische bedrading moet worden aangebracht, met vermelding van de aansluitpunten van de elektrische ontvangers.

Het ontwerpschema van het externe netwerk is opgesteld volgens het plan van het dorp of de industriële onderneming, waarop het netwerk ook moet worden toegepast, en de aansluitpunten van groepen energieverbruikers (huizen of individuele gebouwen van een industriële onderneming) zijn aangegeven .

De lengtes van alle delen van het netwerk worden gemeten volgens de tekening, rekening houdend met de schaal waarop deze is getekend. Bij gebrek aan een tekening moeten de lengtes van alle secties van het netwerk in natura worden gemeten.

Bij het opstellen van het rekenschema van het net hoeft niet te worden voldaan aan de schaal voor de netvakken. Het is alleen nodig om de juiste volgorde van het met elkaar verbinden van de afzonderlijke secties van het netwerk in acht te nemen.

De figuur toont een voorbeeld van een ontwerpschema van de lijn van het externe netwerk van het dorp.De lengtes van de netdelen in het schema zijn boven en links in meters aangegeven, onder en rechts van de belasting zijn pijlen weergegeven die het berekende vermogen in kilowatt aangeven. De lijn ABC wordt ruggengraat genoemd, de secties DB, BE en VG worden takken genoemd.

Zoals te zien is in de figuur, worden afzonderlijke secties van het netwerk gepresenteerd zonder schaal, wat de nauwkeurigheid van de berekening niet verstoort als de lengte van de secties correct is opgegeven.

Berekeningsschema van een deel van het externe netwerk 380/220 V van een woonwijk.

Bepaling van de berekende belastingen van het elektriciteitsnet

Het bepalen van ontwerpbelastingen (krachten) is een veel moeilijkere taak. Een verlichtingslamp, verwarmingsapparaat of televisie verbruikt bij nominale klemspanning een bepaald nominaal vermogen, dat kan worden beschouwd als het nominale vermogen van deze ontvanger. De situatie is gecompliceerder met een elektromotor, waarvoor het door het netwerk verbruikte vermogen afhangt van het koppel van het mechanisme dat op de motor is aangesloten - werktuigmachine, ventilator, transportband, enz.

Op plaat bevestigd aan het motorhuis, wordt het nominale vermogen aangegeven. Het werkelijke stroomverbruik van de motor uit het netwerk verschilt van het nominale vermogen. De belasting van de draaibankmotor zal bijvoorbeeld variëren afhankelijk van de grootte van het onderdeel, de dikte van de spanen die worden verwijderd, enz.

De motor is geselecteerd voor de moeilijkste bedrijfsomstandigheden van de machine en dus ook voor andere bedrijfsmodi de motor wordt onderbelast… Het nominale vermogen van de motor is dus meestal lager dan het nominale vermogen.

Het bepalen van het berekende vermogen voor een groep elektrische ontvangers wordt nog ingewikkelder, aangezien in dit geval rekening moet worden gehouden met het mogelijke aantal aangesloten ontvangers.

Stel je voor dat je de geschatte belasting moet bepalen voor een lijn die een werkplaats van 30 elektromotoren voorziet. Hiervan zullen er slechts enkele continu draaien (bijv. motoren aangesloten op ventilatoren).

De machinemotoren draaien met tussenpozen tijdens het installeren van een nieuw bewerkingsonderdeel. Sommige motoren kunnen gedeeltelijk belast of stationair draaien, enz. In dit geval blijft de belasting van de servicelijn niet constant. Het is duidelijk dat de maximaal mogelijke belasting moet worden genomen als de berekende belasting van de lijn, als de zwaarste voor de geleiders van de lijn.

De hoogste belasting wordt niet opgevat als de kortetermijnimpuls, maar als de grootste gemiddelde waarde over een periode van een half uur.

De ontwerpbelasting (kW) van een groep elektrische ontvangers kan worden bepaald met de formule

waar Ks — vraag factor voor de hoogste belastingsmodus, rekening houdend met het grootst mogelijke aantal toegestane ontvangers in de groep. Voor motoren moet de hellingsfactor ook rekening houden met de grootte van hun belasting;

Ru is het geïnstalleerde vermogen van een groep ontvangers, gelijk aan de som van hun nominale vermogen, kW. De methoden voor het bepalen van projectlasten in de vakliteratuur kunt u altijd nader inzien.

Bepaling van de geschatte lijnstroom voor één verbruiker van elektrische energie en een groep elektrische verbruikers

Bij het kiezen van de doorsnede van de draden volgens de verwarmingsomstandigheden of volgens de economische stroomdichtheid, is het noodzakelijk om de waarde van de berekende lijnstroom te bepalen. Voor een driefasige elektrische verbruiker wordt de waarde van de nominale stroom (A) bepaald door de formule

waarbij P het geschatte vermogen van de ontvanger is, kW; Un-nominale spanning aan de klemmen van de ontvanger, gelijk aan de fase (fase) spanning van het netwerk waarop het is aangesloten, V; omdat f — Krachtfactor ontvanger.

Deze formule kan ook worden gebruikt om de nominale stroom van een groep driefasige of eenfasige ontvangers te bepalen, op voorwaarde dat de eenfasige ontvangers gelijkelijk zijn aangesloten op alle drie de fasen van de lijn. De waarde van de berekende stroom (A) voor een enkelfasige ontvanger of voor een groep ontvangers aangesloten op één fase van een driefasig stroomnetwerk wordt bepaald door de formule

waarin U n.f — de nominale spanning van de ontvangers, gelijk aan de fasespanning van het netwerk waarop ze zijn aangesloten, V.

De waarde van de berekende stroom voor een groep ontvangers aangesloten op een enkelfasige stroomlijn wordt ook bepaald door deze formule.

Voor gloeilampen en verwarmingsapparaten, de arbeidsfactor cosphi = 1. In dit geval worden de formules voor het bepalen van de berekende stroom dienovereenkomstig vereenvoudigd.

Bepaling van stroom volgens het ontwerpschema van het elektrische netwerk

Laten we teruggaan naar het ontwerpschema van het externe netwerk van de residentiële nederzetting in de figuur. In dit diagram zijn de ontwerpbelastingen van de huizen die op de lijn zijn aangesloten, aangegeven in kilowatt aan de uiteinden van de overeenkomstige pijlen. Om de doorsnede van lineaire draden te kiezen, moet u de belasting op alle secties kennen.

Deze belasting wordt bepaald op basis van De eerste wet van Kirchhoff, volgens welke voor elk punt van het netwerk de som van de inkomende stromen gelijk moet zijn aan de som van de uitgaande stromen. Deze wet geldt ook voor belastingen uitgedrukt in kilowatt.

Laten we de verdeling van belastingen op de secties van de lijn vinden. Aan het einde van de lijn, op een baanvak van 80 m lang, grenzend aan punt G, is de belasting van 9 kW gelijk aan de berekende belasting van het huis dat is aangesloten op de lijn bij punt G. Op het vertakte stuk van 40 m lang, grenzend aan naar punt B is de belasting gelijk aan de som van de belastingen van de huizen die zijn aangesloten op de sectie VG-tak: 9 + 6 = 15 kW. Op een 50 m lang stuk snelweg grenzend aan punt B is de belasting 15 + 4 + 5 = 24 kW.

De belastingen op alle andere baanvakken worden op dezelfde manier bepaald. Om niet alle nummers in het diagram te voorzien van de aanduidingen van de overeenkomstige eenheden (m, kW), moeten de lengtes en belastingen in het diagram in een bepaalde volgorde worden gerangschikt. In het ontwerpschema van de figuur zijn de lengtes van de lineaire secties bovenaan en links aangegeven, de belastingen op dezelfde secties zijn onderaan en rechts aangegeven.

Een voorbeeld. Een vieraderige lijn met een nominale spanning van 380/220 V voorziet een werkplaats van 30 elektromotoren, het totale geïnstalleerde vermogen Py1 = 48 kW. Het totale vermogen van de verlichtingslampen in de werkplaats is Ru2 = 2 kW, de vraagfactor voor de vermogensbelasting Kc1 = 0,35 en voor de verlichtingsbelasting Kc2 = 0,9. Gemiddelde arbeidsfactor voor de gehele installatie cos f = 0,75. Bepaal de berekende lijnstroom.

Antwoord.We bepalen de berekende belasting van elektromotoren: P1 = 0,35 x 48 = 16,8 kW en de berekende belasting van verlichting P2 = 0,9 x 2 = 1,8 kW. De totale ontwerpbelasting is P = 16,8 + 1,8 = 18,6 kW.
Bepaal de nominale stroom: