Meilikoormuste arvutamine. Kuidas arvutada personaliosakonna töökoormust. Sektsioonide arvutamise peamised tüübid

Vundamendi koormuse arvutamine on vajalik selle geomeetriliste mõõtmete ja vundamendi aluse pindala õigeks valimiseks. Lõppkokkuvõttes sõltub vundamendi õigest arvutamisest kogu hoone tugevus ja vastupidavus. Arvutamine taandub pinnase ruutmeetri koormuse määramisele ja selle võrdlemisele lubatud väärtustega.

Arvutamiseks peate teadma:

• Piirkond, kuhu hoone ehitatakse;
• Mulla tüüp ja põhjavee sügavus;
• Materjal, millest hoone konstruktsioonielemendid valmistatakse;
• Hoone planeering, korruste arv, katuse tüüp.

Vajalike andmete alusel tehakse vundamendi arvutamine või selle lõplik kontrollimine pärast hoone projekteerimist.

Proovime välja arvutada vundamendi koormuse ühekorruselise täistellistest müüritisega maja seinapaksusega 40 cm Maja mõõdud on 10x8 meetrit. Keldrikorruse lagi on raudbetoonplaadid, 1.korruse lagi terastaladel puit. Katus on viilkatus, kaetud metallplaatidega, kaldega 25 kraadi. Piirkond - Moskva piirkond, mullatüüp - märg liivsavi poorsuskoefitsiendiga 0,5. Vundament on peeneteralisest betoonist, vundamendi seinapaksus arvutamisel võrdub seina paksusega.

Vundamendi sügavuse määramine

Munemise sügavus sõltub külmumissügavusest ja pinnase tüübist. Tabelis on toodud pinnase külmumise sügavuse võrdlusväärtused erinevates piirkondades.

Tabel 1 – Mulla külmumise sügavuse võrdlusandmed

Viitetabel vundamendi sügavuse määramiseks piirkondade kaupa

Vundamendi sügavus peaks üldiselt olema suurem kui külmumissügavus, kuid pinnase tüübist tulenevalt on erandeid, need on näidatud tabelis 2.

Tabel 2 - Vundamendi sügavuse sõltuvus pinnase tüübist

Vundamendi sügavus on vajalik pinnase koormuse järgnevaks arvutamiseks ja selle suuruse määramiseks.

Pinnase külmumise sügavuse määrame vastavalt tabelile 1. Moskva jaoks on see 140 cm. Tabeli 2 järgi leiame pinnase tüübi - liivsavi. Paigaldussügavus ei tohi olla väiksem kui hinnanguline külmumissügavus. Selle põhjal valitakse maja vundamendi sügavus 1,4 meetrit.

Katuse koormuse arvutamine

Katuse koormus jaotatakse vundamendi nende külgede vahel, millele toetub läbi seinte sõrestike süsteem. Tavalise viilkatuse puhul on need tavaliselt kaks vastaskülge vundamendil, neljakaldalisel kõik neli külge. Katuse jaotatud koormus määratakse katuse projektsiooni pindala järgi, mis on viidatud vundamendi koormatud külgede pindalale ja korrutatud materjali erikaaluga.

Tabel 3 - Erinevat tüüpi katusekatete erikaal

Viitetabel - Erinevat tüüpi katusekatete erikaal

1. Määrame katuse projektsiooni pindala. Maja mõõtmed on 10x8 meetrit, viilkatuse projektsioonipind on võrdne maja pindalaga: 10 8 = 80 m 2.
2. Vundamendi pikkus on võrdne selle kahe pika külje summaga, kuna viilkatus toetub kahele pikale vastasküljele. Seetõttu määratakse koormatud vundamendi pikkuseks 10 2 = 20 m.
3. 0,4 m paksuse katusega koormatud vundamendi pindala: 20 0,4 \u003d 8 m 2.
4. Katte tüüp on metallplaadid, kaldenurk on 25 kraadi, mis tähendab, et arvutatud koormus vastavalt tabelile 3 on 30 kg / m 2.
5. Katuse koormus vundamendile on 80/8 30 \u003d 300 kg / m 2.

Lumekoormuse arvutamine

Lumekoormus kandub vundamendile läbi katuse ja seinte, seega koormatakse samad vundamendi küljed nagu katuse arvestuses. Lumikatte pindala arvutatakse võrdseks katuse pindalaga. Saadud väärtus jagatakse vundamendi koormatud külgede pindalaga ja korrutatakse kaardil määratud spetsiifilise lumekoormusega.

Tabel - vundamendi lumekoormuse arvutamine

1. 25-kraadise kaldega katuse kalde pikkus on (8/2) / cos25 ° = 4,4 m.
2. Katuse pindala võrdub harja pikkusega, mis on korrutatud kalde pikkusega (4,4 10) 2 \u003d 88 m 2.
3. Moskva piirkonna lumekoormus kaardil on 126 kg / m 2. Korrutame selle katuse pindalaga ja jagame vundamendi koormatud osa pindalaga 88 126 / 8 = 1386 kg / m 2.

Põranda koormuse arvutamine

Laed, nagu ka katus, toetuvad tavaliselt vundamendi kahele vastasküljele, nii et arvutused tehakse nende külgede pindala arvesse võttes. Põrandapind on võrdne hoone pindalaga. Põranda koormuse arvutamiseks peate arvestama korruste arvu ja keldrikorrusel, see tähendab esimese korruse põrandaga.

Iga kattumise pindala korrutatakse tabelist 4 toodud materjali erikaaluga ja jagatakse vundamendi koormatud osa pindalaga.

Tabel 4 – Põrandate erikaal

1. Põrandapind on võrdne maja pindalaga - 80 m 2. Maja on kahekorruseline: üks raudbetoonist ja teine ​​puittaladel.
2. Korrutame raudbetoonpõranda pindala erikaaluga tabelist 4: 80 500 = 40 000 kg.
3. Korrutame puitpõranda pindala erikaaluga tabelist 4: 80 200 \u003d 16000 kg.
4. Teeme need kokku ja leiame koormuse 1 m 2 vundamendi koormatud osa kohta: (40000 + 16000) / 8 = 7000 kg / m 2.

Seinakoormuse arvutamine

Seinte koormus määratakse seinte mahuna, korrutatuna tabelist 5 toodud erikaaluga, tulemus jagatakse vundamendi kõigi külgede pikkusega, korrutatuna selle paksusega.

Tabel 5 – Seinamaterjalide erikaal

Tabel - Seinte erikaal

1. Seina pindala võrdub hoone kõrgusega, mis on korrutatud maja ümbermõõduga: 3 (10 2 + 8 2) = 108 m 2.
2. Seinte maht on pindala korrutatud paksusega, see võrdub 108 0,4 \u003d 43,2 m 3.
3. Seinte massi leiame, korrutades mahu materjali erikaaluga tabelist 5: 43,2 1800 \u003d 77760 kg.
4. Vundamendi kõigi külgede pindala on võrdne perimeetriga, mis on korrutatud paksusega: (10 2 + 8 2) 0,4 \u003d 14,4 m 2.
5. Seinte erikoormus vundamendile on 77760/14,4=5400 kg.

Vundamendi koormuse esialgne arvutus maapinnale

Vundamendi koormus pinnasele arvutatakse vundamendi mahu ja selle valmistamise materjali eritiheduse korrutisena, mis on jagatud 1 m 2 selle aluspinnaga. Mahu võib leida vundamendi sügavuse ja vundamendi paksuse korrutisena. Vundamendi paksus võetakse esialgses arvutuses võrdselt seinte paksusega.

Tabel 6 – Vundamendi materjalide eritihedus

Tabel - pinnase materjali erikaal

1. Vundamendi pindala 14,4 m 2, paigaldussügavus 1,4 m. Vundamendi maht 14,4 1,4 \u003d 20,2 m 3.
2. Peeneteralisest betoonist vundamendi mass on võrdne: 20,2 1800 = 36360 kg.
3. Maapinna koormus: 36360 / 14,4 = 2525 kg / m 2.

Kogukoormuse arvutamine 1 m 2 pinnase kohta

Varasemate arvutuste tulemused võetakse kokku ja arvutatakse vundamendi maksimaalne koormus, mis on suurem nende külgede puhul, millele katus toetub.

Tingimuslik projekteeritud pinnase takistus R 0 määratakse vastavalt SNiP 2.02.01-83 "Hoonete ja rajatiste alused" tabelitele.

1. Võtame kokku katuse massi, lumekoormuse, põrandate ja seinte ning maapinnal oleva vundamendi massi: 300 + 1386 + 7000 + 5400 + 2525 \u003d 16 611 kg / m 2 \u003d 17 t/m2.
2. Määrame tingimusliku projekteeritud pinnase takistuse vastavalt SNiP 2.02.01-83 tabelitele. Märgsavi puhul, mille poorsuskoefitsient on 0,5, on R 0 2,5 kg/cm 2 või 25 t/m 2 .

Arvutusest on näha, et koormus maapinnale jääb lubatud piiridesse.

Maksimaalsete koormuste määramine nõudlusteguri meetodil

See meetod on kõige lihtsam ja taandub maksimaalse aktiivse koormuse arvutamisele järgmise valemi abil:

Nõudlusteguri meetodit saab kasutada nende üksikute võimsusvastuvõtjate rühmade, töökodade ja ettevõtete kui terviku koormuste arvutamiseks, mille kohta on andmed selle koefitsiendi väärtuse kohta (vt).

Elektrivastuvõtjate üksikute rühmade koormuste arvutamisel soovitatakse seda meetodit kasutada nende rühmade puhul, mille elektrivastuvõtjad töötavad konstantse koormusega ja lülitusteguriga, mis on võrdne (või sellele lähedane), näiteks pumpade elektrimootorid, fännid jne.

Iga võimsusvastuvõtjate rühma jaoks saadud P30 väärtuse järgi määratakse reaktiivkoormus:

pealegi määrab tanφ sellele võimsusvastuvõtjate rühmale iseloomuliku cosφ.

Seejärel liidetakse aktiiv- ja reaktiivkoormused eraldi ning leitakse kogukoormus:

Koormused ΣР30 ja ΣQ30 on üksikute võimsusvastuvõtjate rühmade maksimumide summad, kuigi tegelikult tuleks määrata summa maksimum. Seetõttu tuleks suure hulga heterogeensete võimsusvastuvõtjate rühmadega võrgulõigu koormuste määramisel kasutusele võtta maksimaalne kattuvuse koefitsient KΣ, st võtta:

KΣ väärtus on vahemikus 0,8 kuni 1 ja alampiir võetakse tavaliselt kogu ettevõtte kui terviku koormuste arvutamisel.

Suure võimsusega, aga ka võimsusvastuvõtjate puhul, mida projekteerimispraktikas harva või isegi esmakordselt kohtab, tuleks nõudlustegurid välja selgitada, selgitades koos tehnoloogidega tegelikke koormustegureid.

Maksimaalsete koormuste määramine kaheterminilise väljendusmeetodi abil

Selle meetodi pakkus välja ingl. D. S. Livshits määras algselt metallitööpinkide üksiku ajami elektrimootorite arvutuslikud koormused ja seejärel laiendati seda teistele elektrivastuvõtjate rühmadele.

Selle meetodi kohaselt määratakse sama töörežiimiga võimsusvastuvõtjate rühma pooletunnine maksimaalne aktiivne koormus avaldise põhjal:

kus Run on n suurima võimsusvastuvõtja installeeritud võimsus, b, c-koefitsiendid, mis on konstantsed teatud sama töörežiimi võimsusvastuvõtjate rühma jaoks.

Füüsikalise tähenduse järgi määrab arvutusvalemi esimene liige keskmise võimsuse ja teine ​​lisavõimsuse, mis võib toimuda poole tunni jooksul üksikute võimsusvastuvõtjate koormuse maksimumide kokkulangemise tulemusena. Grupp. Järelikult:

Sellest järeldub, et väikeste Rup väärtuste puhul võrreldes Ru-ga, mis esineb suure hulga enam-vähem sama võimsusega vastuvõtjate korral, K30 ≈KI ja arvutusvalemi teist liiget võib sellistel juhtudel tähelepanuta jätta, võttes P30 ≈ bRp ≈ Rav.cm. Vastupidi, väikese arvu võimsusvastuvõtjate korral, eriti kui need erinevad võimsuselt järsult, muutub valemi teise liikme mõju väga oluliseks.

Arvutused selle meetodi järgi on tülikamad kui nõudluskoefitsiendi meetodil. Seetõttu on kaheterminilise väljendusmeetodi kasutamine õigustatud ainult muutuva koormusega ja väikeste lülitusteguritega töötavate võimsusvastuvõtjate rühmade puhul, mille puhul nõudlustegurid kas puuduvad või võivad viia ekslike tulemusteni. Eelkõige on näiteks võimalik soovitada selle meetodi rakendamist metallitööpinkide elektrimootoritele ja väikese võimsusega elektritakistusahjudele, millel on toodete perioodiline laadimine.

Selle meetodi abil kogukoormuse S30 määramise metoodika on sarnane nõudlusteguri meetodi puhul kirjeldatule.

Maksimaalsete koormuste määramine elektriliste vastuvõtjate efektiivse arvu meetodil.

Võimsusvastuvõtjate efektiivse arvu all mõistetakse sellist võimsuselt võrdset ja töörežiimilt homogeenset vastuvõtjate arvu, mis määrab arvutatud maksimumi sama väärtuse kui erineva võimsuse ja töörežiimiga vastuvõtjate rühm.

Toitevastuvõtjate efektiivne arv määratakse järgmise avaldise põhjal:

Suuruse järgi n e ja sellele võimsusvastuvõtjate rühmale vastav kasutuskoefitsient, vastavalt võrdlustabelitele määratakse maksimaalse KM koefitsient ja seejärel poole tunni maksimaalne aktiivkoormus

Ühe ja sama töörežiimiga võimsusvastuvõtjate rühma koormuse arvutamiseks on pe määratlus mõttekas ainult siis, kui rühma kuuluvad võimsusvastuvõtjad erinevad võimsuselt oluliselt.

Rühma kuuluvate elektriliste vastuvõtjate sama võimsusega p

st elektrimootorite efektiivne arv on võrdne tegeliku arvuga. Seetõttu on rühma võimsusvastuvõtjate samade või veidi erineva võimsuse korral soovitatav määrata KM tegeliku võimsusvastuvõtjate arvu järgi.

Mitme võimsusvastuvõtjate rühma koormuse arvutamisel on vaja kindlaks määrata kasutusteguri keskmine väärtus, kasutades valemit:

Toitevastuvõtjate efektiivse arvu meetod on rakendatav kõigi võimsusvastuvõtjate rühmade jaoks, sealhulgas katkendliku tööga toitevastuvõtjate jaoks. Viimasel juhul vähendatakse paigaldatud võimsust Ru väärtuseni PV = 100%, st pikaajaliseks tööks.

Võimsusvastuvõtjate efektiivse arvu meetod on teistest meetoditest parem selle poolest, et koormuse määramisel on kaasatud maksimaalne tegur, mis on võimsusvastuvõtjate arvu funktsioon. Teisisõnu, see meetod arvutab üksikute rühmade koormuste maksimaalse summa, mitte aga maksimumide summa, nagu näiteks nõudlusteguri meetodi puhul.

Koormuse reaktiivkomponendi Q30 arvutamiseks leitud väärtusest P30 on vaja määrata tanφ. Selleks on vaja arvutada iga võimsusvastuvõtjate rühma keskmised nihkekoormused ja määrata tanφ suhtest:

Naastes pe definitsiooni juurde, tuleb märkida, et suure rühmade arvu ja üksikute võimsusvastuvõtjate erineva võimsusega rühmades osutub ΣРу2 leidmine praktiliselt vastuvõetamatuks. Seetõttu kasutatakse pe määramiseks lihtsustatud meetodit, mis sõltub võimsusvastuvõtjate afektiivse arvu suhtelisest väärtusest p "e \u003d ne / n.

See arv on sõltuvalt suhtarvudest leitud võrdlustabelites:

kus n1 on võimsusvastuvõtjate arv, millest igaühe võimsus on vähemalt pool võimsaima võimsusvastuvõtja võimsusest, ΣРпг1 on nende võimsusvastuvõtjate paigaldatud võimsuste summa, n on kõigi võimsusvastuvõtjate arv, ΣPу on kõigi toitevastuvõtjate paigaldatud võimsuste summa.

Maksimaalsete koormuste määramine vastavalt elektritarbimise konkreetsetele normidele väljundühiku kohta

Omades teavet ettevõtte, töökoja või vastuvõtjate tehnoloogilise grupi kavandatud tootlikkuse ja umbes kohta, on võimalik arvutada maksimaalne pooletunnine aktiivkoormus vastavalt avaldisele,

kus Wyd on elektri eritarbimine ühe tonni toodete kohta, M on aastane toodang, Tm.a on aastane maksimaalse aktiivkoormuse kasutamise tundide arv.

Sel juhul määratakse kogukoormus aasta kaalutud keskmise võimsusteguri põhjal:

Seda arvutusmeetodit saab kasutada ettevõtete kui terviku või valmistooteid tootvate üksikute töökodade koormuste ligikaudseks määramiseks. Elektrivõrkude üksikute osade koormuste arvutamiseks on selle meetodi kasutamine reeglina võimatu.

Erijuhud maksimaalsete koormuste määramiseks elektriliste vastuvõtjate arvuga kuni viis

Väikese arvu võimsusvastuvõtjatega rühmade koormuse arvutamist saab teha järgmistel lihtsustatud viisidel.

1. Kui rühmas on kaks või kolm elektrivastuvõtjat, siis on võimalik arvutatud maksimaalseks koormuseks võtta elektrivastuvõtjate nimivõimsuste summa:

ja vastavalt

Elektriliste vastuvõtjate puhul, mis on tüübilt, võimsuselt ja töörežiimilt homogeensed, on lubatud täisvõimsuste aritmeetiline liitmine. Siis

2. Kui grupis on neli kuni viis sama tüüpi, võimsuse ja töörežiimiga elektrivastuvõtjat, saab maksimaalse koormuse arvutada keskmise koormusteguri põhjal ja sel juhul on koguvõimsuste aritmeetiline liitmine. lubatud:

3. Sama arvu erinevat tüüpi võimsusvastuvõtjate puhul tuleks arvutatud maksimaalne koormus võtta võimsusvastuvõtjate nimivõimsuse ja nendele võimsusvastuvõtjatele iseloomulike koormustegurite korrutiste summana:

ja vastavalt:

Maksimaalsete koormuste määramine rühmas koos kolmefaasiliste, ka ühefaasiliste elektrivastuvõtjatega

Kui statsionaarsete ja mobiilsete ühefaasiliste võimsusvastuvõtjate installeeritud koguvõimsus ei ületa 15% kolmefaasiliste võimsusvastuvõtjate koguvõimsusest, võib kogu koormuse lugeda kolmefaasiliseks, olenemata võimsuse jaotuse ühtlusest. ühefaasilised koormused faaside kaupa.

Vastasel juhul, st kui ühefaasiliste võimsusvastuvõtjate installeeritud koguvõimsus ületab 15% kolmefaasiliste võimsusvastuvõtjate koguvõimsusest, tuleks ühefaasiliste koormuste jaotamine faaside kaupa läbi viia nii, et maksimaalne saavutatakse ühtlus.

Kui see on võimalik, saab koormusi arvutada tavapärasel viisil, kui mitte, siis tuleks arvutada ühe kõige aktiivsema faasi jaoks. Sel juhul on võimalikud kaks juhtumit:

1. kõik ühefaasilised elektrivastuvõtjad on ühendatud faasipingega,

2. Ühefaasiliste elektrivastuvõtjate hulgas on neid, mis on ühendatud liinipingega.

Esimesel juhul tuleks kolmefaasiliste võimsusvastuvõtjate rühmade (kui neid on) installeeritud võimsusena võtta kolmandik nende tegelikust võimsusest, ühefaasiliste võimsusvastuvõtjate rühmade puhul - kõige koormatud faasiga ühendatud võimsus.

Sel viisil saadud faasivõimsuste järgi arvutatakse enimkoormatud faasi maksimaalne koormus mis tahes meetodil ja seejärel, korrutades selle koormuse 3-ga, määratakse kolmefaasilise liini koormus.

Teisel juhul saab enimkoormatud faasi määrata vaid keskmiste võimsuste arvutamisega, mille jaoks tuleb liinipingega ühendatud ühefaasilised koormused viia vastavatesse faasidesse.

Ühefaasiliste vastuvõtjate, mis on ühendatud näiteks faaside ab ja ac vahel, faasini a vähendatud aktiivvõimsus määratakse avaldise abil:

Vastavalt sellele on selliste vastuvõtjate reaktiivvõimsus

siin Pab, Ras on liinipingega ühendatud võimsused vastavalt faaside ab ja ac vahel, p(ab)a, p(ac)a, q(ab)a, q(ac)a on reduktsioonitegurid liinipinge pingega ühendatud koormused faasi a.

Indeksite ringikujulise permutatsiooniga saab saada avaldisi, mis toovad võimsuse mis tahes faasi.

Juhtmete nõuetekohaseks paigaldamiseks, kogu elektrisüsteemi katkematu töö tagamiseks ja tulekahjuohu välistamiseks on vaja enne kaabli ostmist arvutada kaabli koormused, et määrata vajalik ristlõige.

Koormusi on mitut tüüpi ja elektrisüsteemi kõrgeima kvaliteediga paigaldamiseks on vaja arvutada kaabli koormused kõigi näitajate jaoks. Kaabli sektsioon määratakse koormuse, võimsuse, voolu ja pinge järgi.

Võimsussektsiooni arvutamine

Tootmiseks on vaja kokku liita kõik korteris töötavate elektriseadmete näitajad. Kaabli elektriliste koormuste arvutamine toimub alles pärast seda toimingut.

Kaabli ristlõike arvutamine pinge järgi

Traadi elektriliste koormuste arvutamine hõlmab tingimata. Elektrivõrke on mitut tüüpi - ühefaasiline 220 volti, samuti kolmefaasiline - 380 volti. Korterites ja eluruumides kasutatakse reeglina ühefaasilist võrku, seetõttu tuleb arvutusprotsessis seda hetke arvesse võtta - ristlõike arvutamise tabelites tuleb märkida pinge.

Kaabli lõigu arvutamine vastavalt koormusele

Tabel 1. Paigaldatud võimsus (kW) avatud kaablite jaoks

Tabel 2. Paigaldatud võimsus (kW) väravasse või torusse paigaldatud kaablite jaoks

Igal majja paigaldatud elektriseadmel on teatud võimsus - see indikaator on märgitud seadmete nimesiltidel või seadme tehnilises passis. Rakendamiseks peate arvutama koguvõimsuse. Kaabli ristlõike arvutamisel koormuse järgi on vaja ümber kirjutada kõik elektriseadmed, samuti tuleb mõelda, milliseid seadmeid saab edaspidi lisada. Kuna paigaldamine toimub pikka aega, on vaja selle probleemi eest hoolitseda, et koormuse järsk tõus ei tooks kaasa hädaolukorda.

Näiteks saate 15 000 vatti kogupinge summa. Kuna valdavas enamuses eluruumide pinge on 220 V, arvutame toitesüsteemi ühefaasilise koormuse arvessevõtmiseks.

Järgmisena peate arvestama, kui palju seadmeid saab samaaegselt töötada. Selle tulemusena saate märkimisväärse näitaja: 15 000 (W) x 0,7 (samaaegsuse tegur 70%) = 10 500 W (või 10,5 kW) - kaabel peab olema selle koormuse jaoks ette nähtud.

Samuti peate kindlaks määrama, millisest materjalist kaablisüdamikud tehakse, kuna erinevatel metallidel on erinevad juhtivused. Elamupiirkondades kasutatakse peamiselt vaskkaablit, kuna selle juhtivusomadused ületavad palju alumiiniumi omasid.

Tuleb meeles pidada, et kaablil peab tingimata olema kolm südamikku, kuna ruumide toitesüsteemi jaoks on vaja maandust. Lisaks on vaja kindlaks määrata, millist tüüpi paigaldust te kasutate - avatud või peidetud (krohvi all või torudes), kuna sellest sõltub ka kaabliosa arvutamine. Kui olete otsustanud koormuse, südamiku materjali ja paigaldusviisi üle, näete tabelist soovitud kaabliosa.

Kaabli ristlõike arvutamine voolu järgi

Kõigepealt peate arvutama kaabli elektrilised koormused ja välja selgitama võimsuse. Oletame, et võimsuseks osutus 4,75 kW, otsustasime kasutada vaskkaablit (traati) ja asetada see kaabelkanalisse. toodetakse vastavalt valemile I \u003d W / U, kus W on võimsus ja U on pinge, mis on 220 V. Selle valemi kohaselt 4750/220 \u003d 21,6 A. Järgmisena vaatame tabelit 3, saame 2,5 mm.

Tabel 3. Peidetud vaskjuhtmetega kaabli lubatud voolukoormused

Artikkel on mõeldud neile, kes omavad teadmisi elektrotehnikast gümnaasiumi mahus ja soovivad end kurssi viia elektriarvutuste rakendamisega mõnel igapäevaelus. Tagasiside ja ettepanekud muude arvutuste lisamiseks, palun kirjutage kommentaaridesse.

1. Vahelduvvoolu elektrivoolu suuruse arvutamine ühefaasilise koormuse korral.

Oletame, et meil on tavaline maja või korter, kus on vahelduvvoolu elektrivõrk pingega 220 volti.

Majas on elektriseadmed:

1. Maja valgustamiseks on paigaldatud 5 100-vatist lambipirni ja 8 60-vatist lambipirni. 2. Elektriahi võimsusega 2 kilovatti või 2000 vatti. 3. Teler, võimsusega 0,1 kilovatti või 100 vatti. 4. Külmik, võimsusega 0,3 kilovatti või 300 vatti. 5. Pesumasin võimsusega 0,6 kilovatti või 600 vatti. Oleme huvitatud sellest, milline vool liigub meie maja või korteri sisendis kõigi ülaltoodud elektriseadmete samaaegsel kasutamisel ja kas meie elektriarvesti, mis on ette nähtud 20-amprise voolu jaoks, saab kahjustada?

Arvutamine: 1, Määrake kõigi seadmete koguvõimsus: 500 + 480 + 2000 + 100 + 300 + 600 = 3980 vatti 2. Selle võimsusega juhtmes voolav vool määratakse valemiga:

Kus: I - vool amprites (A) P - võimsus vattides (W) U - pinge voltides (V) cos φ - võimsustegur (kodumajapidamises kasutatavate elektrivõrkude jaoks võite võtta 0,95) Asendame valemis olevad numbrid: I \u003d 3980 / 220 * 0,95 \u003d 19,04 A Järeldus: arvesti peab vastu, kuna voolutugevus vooluringis on alla 20 A. Kasutajate mugavuse huvides on allpool toodud voolu arvutamise vorm.

Sisestage vormi vastavatele väljadele kõigi oma elektriseadmete võimsuse koguväärtus vattides, pinge voltides, tavaliselt 220 ja võimsustegur, 0,95 majapidamises kasutatava koormuse korral, klõpsake nuppu "Arvuta" ja voolu väärtus amprites kuvatakse väljale "Praegune". Kui teil on koormus kilovattides, peaksite selle teisendama vattidesse, mille jaoks korrutage 1000-ga. Sisestatud võimsuse väärtuse kustutamiseks klõpsake nuppu "Tühjenda". Vaikepinge ja koosinusväärtuste kustutamine tuleb teha kustutamisklahviga, liigutades kursori vastavasse lahtrisse (vajadusel).

Arvutusvorm voolu määramiseks ühefaasilisel koormusel.

Sama arvutuse saab teha jaemüügipunkti, garaaži või mis tahes rajatise jaoks, millel on ühefaasiline sisend. Aga mis siis, kui vool on teada, mille määrasime vooluklambrite või ampermeetri abil, ja me peame teadma ühendatud võimsust?

Arvutusvorm võimsuse määramiseks ühefaasilisel koormusel.

Ja mis on cos φ väärtus teiste pantograafide puhul?(Tähelepanu! Teie seadmete koosinus phi väärtused võivad erineda näidatust): Hõõglambid ja takistusküttega elektrisoojendid (cosφ ≈ 1,0) Asünkroonsed mootorid, osalisel koormusel (cosφ ≈ 0,5) Alaldi elektrolüüsijaamad (cosφ) ≈ 0,6) Elektrikaarahjud (cosφ ≈ 0,6) Induktsioonahjud (cosφ ≈ 0,2-0,6) Veepumbad (cosφ ≈ 0,8) Kompressorid (cosφ ≈ 0,7) Masinad, tööpingid (cosφ ≈ 0,7) ≈ 0,4) Elektromagnetilise drosseliga ühendatud luminofoorlambid (cosφ ≈ 0,5-0,6)

2. Alalisvoolu väärtuse arvutamine.

Alalisvoolu igapäevaeluks kasutatakse peamiselt elektroonikaseadmetes, samuti auto parda elektrivõrgus. Oletame, et otsustate paigaldada 60-vatise lambiga autole täiendava esitule ja ühendada selle lähitulede esitulest. Ja kohe tekib küsimus - kas lähitulede olemasolev 10 amprine kaitsme peab vastu ka teise esitule ühendamisel?

Arvutamine: oletame, et lähitulede lambipirni võimsus on 65 vatti. Arvutame voolu järgmise valemi abil:

kus: I - vool amprites (A) P - võimsus vattides (W) U - pinge voltides (V)

Nagu näeme, erinevalt vahelduvvoolu valemist - cos φ - siin pole. Asendame arvud valemis: I = 65/12 = 5,42 A 65 W - lambi võimsus 12 V - pinge auto pardavõrgus 5,42 A - vool lambiahelas. Põhi- ja lisaesitulede kahe lambi võimsus on 60 + 65 = 125 W I = 125/12 = 10,42 A suure seadistusvooluga. Enne asendamist on vaja kontrollida selle vooluahela juhtme pidevat lubatud voolu ja kaitsme töövool peab olema väiksem kui juhtme pidev lubatud vool.

Kasutajate mugavuse huvides on praegune arvutusvorm toodud allpool. Sisestage vastavatele vormiväljadele kõigi oma elektriseadmete koguvõimsuse väärtus vattides, pinge voltides, klõpsake nuppu "Arvuta" ja väljale "Praegune" kuvatakse voolu väärtus amprites. Kustutamiseks klõpsake nuppu "Tühjenda". Alalisvoolu määramise arvutusvorm.

3. Kolmefaasilise koormuse korral vahelduvvoolu elektrivoolu suuruse arvutamine.

Oletame nüüd, et meil on tavaline maja või korter, kus on vahelduvvoolu elektrivõrk pingega 380/220 volti. Miks on näidatud kaks pinget - 380 V ja 220 V? Fakt on see, et kolmefaasilise võrguga ühendamisel siseneb teie majja 4 juhtmest - 3 faasi ja null (vanal viisil null).

Niisiis, pinge faasijuhtmete vahel või muul viisil - liinipinge on 380 V ning mis tahes faasi ja nulli või muul viisil faasipinge on 220 V. Igal kolmel faasil on oma tähistus ladina tähtedega A, B, C. Neutraalset tähistab ladina N .

Seega on faaside A ja B, A ja C, B ja C vahel pinge 380 V. A ja N, B ja N, C ja N vahel on 220 V ning elektriseadmed pingega 220 Nende juhtmetega saab ühendada V, mis tähendab, et majas võib olla nii kolmefaasiline kui ka ühefaasiline koormus.

Enamasti on mõlemad ja seda nimetatakse segakoormuseks.

Alustuseks arvutame voolu puhtalt kolmefaasilise koormusega.

Majas on kolmefaasilised elektriseadmed:

1. Elektrimootor võimsusega 3 kilovatti või 3000 vatti.

2. Elektriline veeboiler, 15 kilovatti või 15 000 vatti.

Tegelikult arvestatakse kolmefaasilisi koormusi tavaliselt kilovattides, seega, kui need on kirjutatud vattides, tuleks need jagada 1000-ga. Meid huvitab, milline vool liigub meie maja või korteri sisendis, samas kui kõik eelnev elektriseadmed töötavad ja kas meie elektriarvesti on kahjustatud 20 amprit?

Arvutamine: Määrame kõigi seadmete koguvõimsuse: 3 kW + 15 kW = 18 kW 2. Selle võimsusega faasijuhtmes voolav vool määratakse valemiga:

Kus: I - vool amprites (A) P - võimsus kilovattides (kW) U - lineaarpinge, V cos φ - võimsustegur (majapidamises kasutatavate elektrivõrkude puhul võite võtta 0,95) Asendage valemis olevad numbrid: \u003d 28,79 A

Järeldus: arvesti ei pea vastu, seega peate selle asendama vähemalt 30 A vooluga. Kasutajate mugavuse huvides on allpool toodud voolu arvutamise vorm.

Kalkulaatori mittekasutamiseks sisestage lihtsalt oma numbrid allolevale vormile ja klõpsake nuppu "Arvuta".

Arvutusvorm voolu määramiseks kolmefaasilisel koormusel.

Aga mis siis, kui on teada kolmefaasiline koormusvool (iga faasi jaoks sama), mille määrasime vooluklambrite või ampermeetri abil, ja me peame teadma ühendatud võimsust?

Teisendame voolu arvutamise valemi arvutusvõimsuseks.

Kalkulaatori mittekasutamiseks sisestage lihtsalt oma numbrid allolevale vormile ja klõpsake nuppu "Arvuta".

Arvutusvorm võimsuse määramiseks kolmefaasilisel koormusel.

Nüüd arvutame voolu kolmefaasilise ja ühefaasilise segakoormuse korral.

Niisiis tuuakse majja 3 faasi ja elektrik, kes paigaldab elektrijuhtmeid, peaks püüdlema selle poole, et faasid oleksid ühtlaselt koormatud, kuigi see pole kaugeltki alati nii.

Meie majas kujunes see näiteks nii: - faas A ja null, mille vahel on pinge, nagu me juba teame - 220 V garaaži ja kaevu toodud, samuti hoovivalgustus, kogukoormus - 12 pirni 100 vatti, elektripump 0,7 kW või 700 vatti. - faas B ja null, mille vahel on pinge - majja tuuakse 220 V, kogukoormus 1800 vatti. - faas C ja null nendevahelise pingega - suvekööki tuuakse 220 V, elektripliidi ja lampide kogukoormus 2,2 kW.

Meil on ühefaasilised koormused: faasis A on koormus 1900 vatti, faasis B - 1800 vatti, faasis C - 2200 vatti, kokku kolmel faasil 5,9 kW. Lisaks on diagrammil näidatud ka kolmefaasilised koormused 3 kW ja 15 kW, mis tähendab, et segakoormuse koguvõimsus on 23,9 kW.

Sisestame kordamööda nende võimsuste väärtused ja arvutame voolud.

Faasi A jaoks on see - 9,09 A, B jaoks - 8,61 A, C puhul - 10,53 A. Kuid meil on juba kõigi kolme faasi juhtmete kaudu kolmefaasiline koormusvool, seega koguväärtuse väljaselgitamiseks voolust igas faasis, peate lihtsalt lisama kolmefaasilise ja ühefaasilise koormuse voolud. Faas A 28,79 A + 9,09 A \u003d 37,88 A Faas B 28,79 A + 8,61 \u003d 37,40 A Faas C 28,79 A + 10,53 \u003d 39,32 A. Suurim faasi C segavoolukoormus.

Aga mis siis, kui teame segatud kolmefaasilise koormuse voolu (iga faasi jaoks erinev), mille määrasime vooluklambrite või ampermeetri abil, ja peame teadma ühendatud võimsust?

Sel juhul on vaja ühefaasilise koormuse võimsuse määramise arvutusvormis määrata iga kolme faasi energiatarve ja seejärel need võimsused lihtsalt lisada, mis annab meile segatud kolme koguvõimsuse. - faasikoormus. Segakoormuse näitel näeme, et faasi A koguvool oli 37,88 A, faasis B 37,40 A ja faasis C 39,32 A.

7.2. Valitud sektsiooni pingekadude kontrollimine.

Alustuseks tuleb teadaoleva ühendatud võimsuse P \u003d 3980 W, faasipinge U f \u003d 220 V ja koosinus fi 0,95 järgi kindlaks määrata koormusvool. Ma ei hakka ennast kordama, sest me tegime selle juba läbi jaotise 1 "Vahelduvvoolu elektrivoolu suuruse arvutamine ühefaasilise koormuse korral" alguses. Lisaks on materjali ja traadi ristlõike valimiseks vaja koormusvoolule lisada ohutustegur 30% või, mis on sama, korrutada 1,3-ga. Meie puhul on koormusvool 19,04 A. Koormusvoolu 30% ohutustegur on 1,3 I n \u003d 1,3 19,04 \u003d 24,76 A.

Valime alumiiniumtraadi ja vastavalt PUE tabelile 1.3.5 määrame kindlaks lähima suurima sektsiooni, mis võrdub 4 mm 2 avatud juhtmete korral vooluga 32 A.

Selleks, et kasutaja saaks oma väärtused ise asendada, on allpool toodud arvutusvorm, mis koosneb kahest osast.

Arvutusvorm pingekadude määramiseks kahejuhtmelises ühefaasilises või kahefaasilises võrgus.

Osa 1. Traadi sektsiooni valimiseks arvutame koormusvoolu ja voolu ohutusteguriga 30%.

Elektrijuhtmestiku vastupidavaks ja usaldusväärseks tööks on vaja valida õige kaabli ristlõige. Selleks peate arvutama koormuse elektrivõrgus. Arvutuste tegemisel tuleb meeles pidada, et ühe elektriseadme ja elektriseadmete rühma koormuse arvutamine erineb mõnevõrra.

Ühe tarbija voolukoormuse arvutamine

Kaitselüliti valik ja ühe tarbija koormuse arvutamine 220 V elamuvõrgus on üsna lihtne. Selleks tuletame meelde elektrotehnika peamist seadust - Ohmi seadust. Pärast seda, olles seadistanud elektriseadme võimsuse (näidatud elektriseadme passis) ja andnud pinge (kodumajapidamises kasutatavate ühefaasiliste võrkude puhul 220 V), arvutame välja elektriseadme tarbitava voolu.

Näiteks kodumajapidamises kasutatava elektriseadme toitepinge on 220 V ja nimivõimsus 3 kW. Rakendame Ohmi seadust ja saame I nom \u003d P nom / U nom \u003d 3000 W / 220 V \u003d 13,6 A. Sellest tulenevalt on selle elektrienergia tarbija kaitsmiseks vaja paigaldada kaitselüliti nimivooluga 14 A. Kuna neid pole, valitakse see lähim suurem, see tähendab nimivooluga 16 A.

Voolukoormuse arvutamine tarbijarühmadele

Kuna elektritarbijate toidet saab teostada mitte ainult individuaalselt, vaid ka rühmadena, muutub tarbijarühma koormuse arvutamise küsimus aktuaalseks, kuna need ühendatakse ühe kaitselülitiga.

Tarbijate rühma arvutamiseks võetakse kasutusele nõudluse koefitsient K s. See määrab grupi kõigi tarbijate samaaegse ühendamise tõenäosuse pikka aega.

Väärtus K c = 1 vastab kõigi rühma elektriseadmete samaaegsele ühendamisele. Loomulikult on kõigi elektritarbijate samaaegne kaasamine korterisse äärmiselt haruldane, ma ütleksin, et uskumatu. Ettevõtete, majade, sissepääsude, töökodade jms nõudluskoefitsientide arvutamiseks on olemas terved meetodid. Korteri nõudluse tegur on erinevate ruumide, tarbijate lõikes erinev ning sõltub suuresti ka elanike elustiilist.

Seetõttu tundub tarbijarühma arvutamine mõnevõrra keerulisem, kuna seda koefitsienti tuleb arvesse võtta.

Allolev tabel näitab elektriseadmete nõudluse tegureid väikeses korteris:

Nõudluskoefitsient võrdub vähendatud võimsuse suhtega korteri K kogusummasse = 2843/8770 = 0,32.

Arvutame koormusvoolu I nom \u003d 2843 W / 220 V \u003d 12,92 A. Valime 16A jaoks automaatse masina.

Ülaltoodud valemite abil arvutasime välja võrgu töövoolu. Nüüd peate valima iga tarbija või tarbijarühma jaoks kaabliosa.

PUE (elektripaigaldiste reeglid) reguleerib kaabli ristlõiget erinevate voolude, pingete, võimsuste jaoks. Allpool on tabel, millest vastavalt hinnangulisele võrguvõimsusele ja voolutugevusele valitakse 220 V ja 380 V pingega elektripaigaldiste kaabliosa:

Tabelis on näidatud ainult vaskjuhtmete ristlõiked. Selle põhjuseks on asjaolu, et kaasaegsetes elamutes ei paigaldata alumiiniumjuhtmestikku.

Allpool on ka tabel kodumajapidamiste elektriseadmete võimsuste ulatusega eluruumide võrkudes arvutamiseks (hoonete, korterite, eramajade, mikrorajoonide arvutuslike koormuste määramise standarditest).

Tüüpiline kaabli suuruse valik

Vastavalt kaabli sektsioonile kasutatakse kaitselüliteid. Kõige sagedamini kasutatakse traadiosa klassikalist versiooni:

• 1,5 mm 2 ristlõikega valgustusahelatele;
• Pistikupesade ahelate jaoks, mille sektsioon on 2,5 mm 2;
• Elektripliitide, kliimaseadmete, veesoojendite jaoks - 4 mm 2;

Korteri toiteallika sisestamiseks kasutatakse 10 mm 2 kaablit, kuigi enamikul juhtudel piisab 6 mm 2 kaablist. Kuid 10 mm 2 sektsioon valitakse nii-öelda varuga, eeldades suuremat arvu elektriseadmeid. Samuti on sisendisse paigaldatud tavaline RCD väljalülitusvooluga 300 mA - selle eesmärk on tulekahju, kuna väljalülitusvool on inimese või looma kaitsmiseks liiga kõrge.

Inimeste ja loomade kaitsmiseks kasutatakse 10 mA või 30 mA väljalülitusvooluga RCD-sid vahetult potentsiaalselt ohtlikes ruumides, nagu köök, vann ja mõnikord ka ruumi väljalaskeavade rühmad. Valgustusvõrku reeglina RCD-ga ei tarnita.