חישוב עומסי מיילים. כיצד לחשב את עומס העבודה של מחלקת משאבי אנוש. הסוגים העיקריים של חישוב סעיף

חישוב העומס על הבסיס הכרחי לבחירה נכונה של מידותיו הגיאומטריות ושטח בסיס הבסיס. בסופו של דבר, החוזק והעמידות של הבניין כולו תלוי בחישוב הנכון של הבסיס. החישוב מסתכם בקביעת העומס למ"ר אדמה והשוואתו לערכים המותרים.

כדי לחשב, אתה צריך לדעת:

• האזור בו נבנה הבניין;
• סוג הקרקע ועומק מי התהום;
• החומר שממנו יהיו עשויים האלמנטים המבניים של הבניין;
• פריסת המבנה, מספר הקומות, סוג הגג.

בהתבסס על הנתונים הנדרשים, חישוב היסוד או האימות הסופי שלו מתבצע לאחר תכנון המבנה.

ננסה לחשב את העומס על התשתית לבית חד-קומתי עשוי בנייה מלבנים מלאות, בעובי דופן של 40 ס"מ. מידות הבית 10X8 מטר. תקרת המרתף היא לוחות בטון מזוין, תקרת קומה 1 מעץ על קורות פלדה. הגג הוא גמלון, מחופה רעפי מתכת, בשיפוע של 25 מעלות. אזור - אזור מוסקבה, סוג קרקע - אדמה רטובה עם מקדם נקבוביות של 0.5. התשתית עשויה בטון עדין, עובי הדופן של התשתית לחישוב שווה לעובי הקיר.

קביעת עומק היסוד

עומק ההטלה תלוי בעומק ההקפאה ובסוג הקרקע. הטבלה מציגה את ערכי הייחוס של עומק הקפאת הקרקע באזורים שונים.

טבלה 1 - נתוני התייחסות על עומק הקפאת הקרקע

טבלת התייחסות לקביעת עומק הקרן לפי אזור

עומק היסוד במקרה הכללי צריך להיות גדול מעומק ההקפאה, אך ישנם חריגים בשל סוג הקרקע, הם מצוינים בטבלה 2.

טבלה 2 - תלות של עומק היסוד בסוג הקרקע

עומק הבסיס הכרחי לחישוב הבא של העומס על הקרקע וקביעת גודלו.

אנו קובעים את עומק הקפאת הקרקע על פי טבלה 1. עבור מוסקבה, הוא 140 ס"מ. על פי טבלה 2, אנו מוצאים את סוג האדמה - טומה. עומק ההנחת לא חייב להיות קטן מעומק ההקפאה המשוער. על בסיס זה, עומק היסוד לבית נבחר 1.4 מטר.

חישוב עומס גג

עומס הגג מופץ בין אותם צדדים של הבסיס, עליהם מונחת מערכת המסבך דרך הקירות. עבור גג גמלון רגיל, מדובר בדרך כלל בשני צדדים מנוגדים של היסוד, עבור גג ארבע שיפועים, כל ארבעת הצדדים. העומס המחולק של הגג נקבע על פי שטח הקרנת הגג, בהתייחס לשטח הצדדים הטעונים של הקרן, ומוכפל במשקל הסגולי של החומר.

טבלה 3 - משקל סגולי של סוגי קירוי שונים

טבלת התייחסות - משקל סגולי של סוגי קירוי שונים

1. אנו קובעים את שטח הקרנת הגג. מידות הבית 10X8 מטר, שטח ההקרנה של גג הגמלון שווה לשטח הבית: 10 8 = 80 מ"ר.
2. אורך היסוד שווה לסכום שתי צלעותיו הארוכות, שכן גג הגמלון נשען על שתי צלעות מנוגדות ארוכות. לכן, אורך הבסיס הטעון מוגדר כ-10 2 = 20 מ'.
3. שטח הקרן הטעון בגג בעובי של 0.4 מ': 20 0.4 \u003d 8 מ'2.
4. סוג הציפוי הוא אריחי מתכת, זווית השיפוע היא 25 מעלות, כלומר העומס המחושב לפי טבלה 3 הוא 30 ק"ג/מ"ר.
5. עומס הגג על הבסיס הוא 80/8 30 \u003d 300 ק"ג / מ"ר.

חישוב עומס שלג

עומס השלג מועבר אל התשתית דרך הגג והקירות, כך שמועמסים אותם דפנות התשתית כמו בחישוב הגג. שטח כיסוי השלג מחושב שווה לשטח הגג. הערך המתקבל מחולק בשטח הצדדים הטעונים של הקרן ומוכפל בעומס השלג הספציפי שנקבע מהמפה.

טבלה - חישוב עומס השלג על הבסיס

1. אורך המדרון עבור גג עם שיפוע של 25 מעלות הוא (8/2) / cos25° = 4.4 מ'.
2. שטח הגג שווה לאורכו של הרכס כפול באורך המדרון (4.4 10) 2 \u003d 88 מ' 2.
3. עומס השלג עבור אזור מוסקבה במפה הוא 126 ק"ג / מ"ר. אנו מכפילים אותו בשטח הגג ומחלקים בשטח החלק הטעון של הקרן 88 126 / 8 = 1386 ק"ג / מ"ר.

חישוב עומס רצפה

תקרות, כמו הגג, מונחות בדרך כלל על שני צדדים מנוגדים של הקרן, כך שהחישוב מתבצע תוך התחשבות בשטח של הצדדים הללו. שטח הרצפה שווה לשטח הבניין. כדי לחשב את עומס הרצפה, אתה צריך לקחת בחשבון את מספר הקומות ואת קומת המרתף, כלומר, את הרצפה של הקומה הראשונה.

השטח של כל חפיפה מוכפל במשקל הסגולי של החומר מטבלה 4 ומחולק בשטח החלק הטעון של הקרן.

טבלה 4 - משקל סגולי של רצפות

1. שטח הרצפה שווה לשטח הבית - 80 מ"ר. לבית שתי קומות: אחת מבטון מזוין ואחת מעץ על קורות פלדה.
2. אנו מכפילים את שטח רצפת הבטון מזוין במשקל הסגולי מטבלה 4: 80 500 = 40000 ק"ג.
3. אנו מכפילים את שטח רצפת העץ במשקל הסגולי מטבלה 4: 80 200 \u003d 16000 ק"ג.
4. אנו מסכמים אותם ומוצאים את העומס על 1 מ"ר של החלק הטעון של הקרן: (40000 + 16000) / 8 = 7000 ק"ג / מ"ר.

חישוב עומס קיר

עומס הקירות נקבע כנפח הקירות, כפול המשקל הסגולי מטבלה 5, התוצאה מחולקת באורך כל צדדי היסוד, כפול עוביו.

טבלה 5 - משקל סגולי של חומרי קיר

טבלה - משקל סגולי של קירות

1. שטח הקיר שווה לגובה הבניין כפול היקף הבית: 3 (10 2 + 8 2) = 108 מ' 2.
2. נפח הקירות הוא השטח מוכפל בעובי, הוא שווה ל 108 0.4 \u003d 43.2 מ' 3.
3. אנו מוצאים את משקל הקירות על ידי הכפלת הנפח במשקל הסגולי של החומר מטבלה 5: 43.2 1800 \u003d 77760 ק"ג.
4. השטח של כל הצדדים של הקרן שווה להיקף כפול העובי: (10 2 + 8 2) 0.4 \u003d 14.4 מ' 2.
5. העומס הספציפי של הקירות על התשתית הוא 77760/14.4=5400 ק"ג.

חישוב ראשוני של עומס הבסיס על הקרקע

עומס היסוד על הקרקע מחושב כמכפלת נפח היסוד והצפיפות הספציפית של החומר ממנו הוא עשוי, חלקי 1 מ"ר משטח הבסיס שלו. ניתן למצוא את הנפח כתוצר של עומק התשתית ועובי התשתית. עובי הקרן נלקח בחישוב ראשוני שווה לעובי הקירות.

טבלה 6 - צפיפות ספציפית של חומרי יסוד

טבלה - משקל סגולי של חומר הקרקע

1. שטח היסוד הוא 14.4 מ' 2, עומק ההנחה הוא 1.4 מ'. נפח היסוד הוא 14.4 1.4 \u003d 20.2 מ' 3.
2. המסה של היסוד עשוי בטון עדין שווה ל: 20.2 1800 = 36360 ק"ג.
3. עומס קרקע: 36360 / 14.4 = 2525 ק"ג / מ"ר.

חישוב העומס הכולל לכל 1 מ"ר אדמה

תוצאות חישובים קודמים מסוכמות, ומחושב העומס המרבי על הבסיס, שיהיה גדול יותר עבור אותם הצדדים עליהם נשען הגג.

עמידות הקרקע העיצובית המותנית R 0 נקבעת על פי הטבלאות של SNiP 2.02.01-83 "יסודות מבנים ומבנים".

1. אנו מסכמים את משקל הגג, עומס השלג, משקל הרצפות והקירות, כמו גם הבסיס על הקרקע: 300 + 1386 + 7000 + 5400 + 2525 \u003d 16 611 ק"ג / מ"ר \u003d 17 t/m 2.
2. אנו קובעים את עמידות הקרקע העיצובית המותנית על פי הטבלאות של SNiP 2.02.01-83. עבור אדמה רטובה עם מקדם נקבוביות של 0.5, R 0 הוא 2.5 ק"ג/ס"מ 2 או 25 t/m 2.

ניתן לראות מהחישוב שהעומס על הקרקע הוא בטווח המותר.

קביעת עומסים מקסימליים בשיטת גורם הביקוש

שיטה זו היא הפשוטה ביותר ומסתכמת בחישוב העומס הפעיל המרבי באמצעות הנוסחה:

ניתן להשתמש בשיטת גורם הביקוש כדי לחשב את העומסים עבור אותן קבוצות בודדות של מקלטי חשמל, בתי מלאכה ומפעלים בכללותם שלגביהם יש נתונים על ערכו של מקדם זה (ראה).

בחישוב העומסים לקבוצות בודדות של מקלטי חשמל, מומלץ להשתמש בשיטה זו לאותן קבוצות שהמקלטים החשמליים שלהן פועלים בעומס קבוע ובמקדם מיתוג השווה (או קרוב ל) אחדות, כגון מנועים חשמליים של משאבות, מאווררים וכו'.

על פי הערך של P30 המתקבל עבור כל קבוצה של מקלטי חשמל, העומס התגובתי נקבע:

יתר על כן, tanφ נקבע על ידי cosφ, האופייני לקבוצה זו של מקלטי כוח.

לאחר מכן, העומס הפעיל והתגובתי מסוכמים בנפרד והעומס הכולל נמצא:

העומסים ΣР30 ו-ΣQ30 הם סכומי המקסימום עבור קבוצות בודדות של מקלטי כוח, בעוד שלמעשה יש לקבוע את המקסימום של הסכום. לכן, בעת קביעת העומסים על קטע רשת עם מספר רב של קבוצות הטרוגניות של מקלטי כוח, יש להציג את מקדם החפיפה המרבי KΣ, כלומר לקחת:

הערך של KΣ נע בטווח שבין 0.8 ל-1, והגבול התחתון נלקח בדרך כלל בעת חישוב עומסים ברחבי הארגון כולו.

עבור הספק גבוה, כמו גם עבור מקלטי כוח, לעתים נדירות או אפילו בפעם הראשונה נתקלים בפרקטיקה של התכנון, יש לזהות גורמי ביקוש על ידי בירור גורמי העומס בפועל יחד עם טכנולוגים.

קביעת עומסים מקסימליים בשיטת הביטוי הדו-מונחי

שיטה זו הוצעה על ידי Eng. ד.ס. ליבשיץ בתחילה כדי לקבוע את עומסי התכנון עבור מנועים חשמליים של כונן בודד של מכונות לעיבוד מתכת, ולאחר מכן הוא הורחב לקבוצות אחרות של מקלטי חשמל.

על פי שיטה זו, העומס הפעיל המרבי של חצי שעה עבור קבוצת מקלטי חשמל באותו מצב פעולה נקבע מהביטוי:

כאשר Run הוא ההספק המותקן של n מקלטי הספק הגדולים ביותר, b, c-coefficients שהם קבועים עבור קבוצה מסוימת של מקלטי כוח באותו מצב פעולה.

על פי המשמעות הפיזית, החבר הראשון בנוסחת החישוב קובע את ההספק הממוצע, והשני - ההספק הנוסף, שיכול להתרחש תוך חצי שעה כתוצאה מצירוף מקרים של מקסימום העומס של מקלטי כוח בודדים של קְבוּצָה. כתוצאה מכך:

מכאן נובע שעבור ערכים קטנים של Rup בהשוואה ל-Ru, המתרחש עם מספר רב של מקלטי כוח בעלי אותו הספק פחות או יותר, K30 ≈KI, וניתן להזניח את המונח השני של נוסחת החישוב במקרים כאלה, לוקח P30 ≈ bRp ≈ Rav.cm. להיפך, עם מספר קטן של מקלטי כוח, במיוחד אם הם שונים באופן חד בכוח, ההשפעה של המונח השני של הנוסחה הופכת למשמעותית מאוד.

חישובים בשיטה זו מסורבלים יותר מאשר בשיטת מקדם הביקוש. לכן, השימוש בשיטת הביטוי הדו-מונחים מצדיק את עצמו רק עבור קבוצות של מקלטי כוח הפועלים עם עומס משתנה ועם גורמי מיתוג קטנים, שגורמי הביקוש או חסרים להם כלל או עלולים להוביל לתוצאות שגויות. בפרט, למשל, ניתן להמליץ ​​על יישום שיטה זו עבור מנועים חשמליים של מכונות לעיבוד מתכת ועל תנורי התנגדות חשמליים בעלי קיבולת קטנה עם העמסה תקופתית של מוצרים.

המתודולוגיה לקביעת העומס הכולל S30 בשיטה זו דומה לזו המתוארת עבור שיטת גורם הביקוש.

קביעת עומסים מקסימליים לפי שיטת המספר האפקטיבי של מקלטי חשמל.

המספר האפקטיבי של מקלטי הספק מובן כמספר כזה של מקלטים, שווה בהספק והומוגנית במצב הפעולה, שקובע את אותו ערך של המקסימום המחושב כקבוצת מקלטים בעלי הספק ומצב פעולה שונים.

המספר האפקטיבי של מקלטי כוח נקבע מהביטוי:

לפי גודל n e ומקדם הניצול המתאים לקבוצה זו של מקלטי הספק, לפי טבלאות הייחוס, נקבע מקדם ה-KM המרבי ולאחר מכן העומס הפעיל המרבי של חצי שעה

כדי לחשב את העומס של כל קבוצה אחת של מקלטי חשמל באותו מצב פעולה, ההגדרה של pe הגיונית רק אם מקלטי הכוח הכלולים בקבוצה שונים באופן משמעותי בהספק.

עם אותו הספק p של מקלטים חשמליים הכלולים בקבוצה

כלומר המספר האפקטיבי של מנועים חשמליים שווה למספר האמיתי. לכן, בהספקים זהים או מעט שונים של מקלטי הכוח של הקבוצה, מומלץ לקבוע את ה-KM לפי מספר מקלטי הכוח בפועל.

בעת חישוב העומס עבור מספר קבוצות של מקלטי כוח, יש צורך לקבוע את הערך הממוצע של גורם הניצול באמצעות הנוסחה:

השיטה של ​​המספר האפקטיבי של מקלטי חשמל ישימה עבור כל קבוצה של מקלטי חשמל, לרבות עבור מקלטי חשמל בפעולה לסירוגין. במקרה האחרון, ההספק המותקן Ru מופחת ל-PV = 100%, כלומר לפעולה ארוכת טווח.

שיטת המספר האפקטיבי של מקלטי הספק עדיפה על שיטות אחרות בכך שהגורם המקסימלי, שהוא פונקציה של מספר מקלטי הכוח, מעורב בקביעת העומס. במילים אחרות, שיטה זו מחשבת את הסכום המקסימלי של העומסים של קבוצות בודדות, ולא את סכום המקסימום, כפי שקורה, למשל, בשיטת גורם הביקוש.

כדי לחשב את הרכיב התגובתי של העומס Q30 מהערך המצוי של P30, יש צורך לקבוע את tanφ. לשם כך, יש צורך לחשב את עומסי ההזזה הממוצעים עבור כל קבוצה של מקלטי כוח ולקבוע את tanφ מהיחס:

אם נחזור להגדרה של pe, יש לציין כי עם מספר רב של קבוצות והספק שונה של מקלטי כוח בודדים בקבוצות, מציאת ΣРу2 מתברר כמעט בלתי מקובל. לכן, נעשה שימוש בשיטה פשוטה לקביעת pe, בהתאם לערך היחסי של המספר האפקטיבי של מקלטי הספק p "e \u003d ne / n.

מספר זה נמצא בטבלאות ההתייחסות בהתאם ליחסים:

כאשר n1 הוא מספר מקלטי הכוח, שלכל אחד מהם יש הספק של לפחות מחצית מההספק של מקלט הכוח החזק ביותר, ΣРпг1 הוא סכום היכולות המותקנות של מקלטי הכוח הללו, n הוא מספר כל מקלטי הכוח, ΣPу הוא סכום היכולות המותקנות של כל מקלטי החשמל.

קביעת עומסים מקסימליים לפי נורמות ספציפיות של צריכת חשמל ליחידת תפוקה

לאחר מידע על הפרודוקטיביות המתוכננת של המיזם, הסדנה או הקבוצה הטכנולוגית של מקלטים ועל , ניתן לחשב את העומס הפעיל המרבי של חצי שעה לפי הביטוי,

כאשר Wyd היא צריכת החשמל הספציפית לטון מוצרים, M היא התפוקה השנתית, Tm.a היא מספר השעות השנתי של שימוש בעומס הפעיל המרבי.

במקרה זה, העומס הכולל נקבע על סמך מקדם ההספק השנתי הממוצע המשוקלל:

שיטת חישוב זו יכולה לשמש לקביעה משוערת של העומסים עבור ארגונים בכללותם או עבור סדנאות בודדות המייצרות מוצרים מוגמרים. כדי לחשב את העומסים עבור חלקים בודדים של רשתות חשמל, השימוש בשיטה זו, ככלל, הוא בלתי אפשרי.

מקרים מיוחדים של קביעת העומסים המרביים עם מספר מקלטי חשמל עד חמישה

חישוב העומס של קבוצות עם מספר קטן של מקלטי חשמל יכול להתבצע בדרכים הפשוטות הבאות.

1. אם ישנם שניים או שלושה מקלטי חשמל בקבוצה, ניתן לקחת את סכום ההספקים הנקובים של מקלטי החשמל כעומס המרבי המחושב:

ובהתאמה

עבור מקלטים חשמליים הומוגניים בסוגם, בהספק ובאופן הפעולה, מותרת חיבור אריתמטי של הספקים מלאים. לאחר מכן,

2. אם ישנם ארבעה עד חמישה מקלטי חשמל מאותו סוג, הספק ואופן פעולה בקבוצה, ניתן לחשב את העומס המרבי על פי מקדם העומס הממוצע, ובמקרה זה, התוספת האריתמטית של סך ההספקים היא מוּתָר:

3. עם אותו מספר של סוגים שונים של מקלטי הספק, יש לקחת את העומס המרבי המחושב כסכום התוצרים של ההספק הנקוב של מקלטי הספק ומקדמי העומס האופייניים למקלטי הכוח הללו:

ובהתאמה:

קביעת עומסים מקסימליים בנוכחות בקבוצה, יחד עם מקלטי חשמל תלת פאזיים, גם חד פאזיים

אם סך ההספק המותקן של מקלטי כוח חד-פאזיים נייחים וניידים אינו עולה על 15% מסך ההספק של מקלטי חשמל תלת פאזיים, אזי כל העומס יכול להיחשב תלת פאזי, ללא קשר למידת אחידות ההפצה של עומסים חד פאזיים לפי שלבים.

אחרת, כלומר אם סך ההספק המותקן של מקלטי חשמל חד-פאזיים עולה על 15% מסך ההספק של מקלטי חשמל תלת-פאזיים, חלוקת העומסים החד-פאזיים לפי שלבים צריכה להתבצע בצורה כזו שהדרגה הגדולה ביותר של מושגת אחידות.

כאשר הדבר אפשרי, ניתן לחשב את העומסים בדרך הרגילה, אם לא, אזי יש לבצע את החישוב עבור אחד השלבים העמוסים ביותר. במקרה זה, שני מקרים אפשריים:

1. כל המקלטים החשמליים החד-פאזיים מחוברים למתח פאזה,

2. בין המקלטים החשמליים החד-פאזיים, ישנם כאלו המחוברים למתח קו.

במקרה הראשון, יש לקחת שליש מההספק האמיתי שלהם כהספק מותקן עבור קבוצות של מקלטי חשמל תלת פאזיים (אם יש), עבור קבוצות של מקלטי חשמל חד פאזיים - ההספק המחובר לפאזה העמוסה ביותר.

על פי כוחות הפאזה המתקבלים בדרך זו, העומס המרבי של השלב הטעון ביותר מחושב בכל אחת מהשיטות, ולאחר מכן, בהכפלת עומס זה ב-3, נקבע העומס של הקו התלת פאזי.

במקרה השני, ניתן לקבוע את השלב הטעון ביותר רק על ידי חישוב ההספקים הממוצעים, עבורם יש להביא עומסים חד פאזיים המחוברים למתח הקו לשלבים המתאימים.

ההספק הפעיל המופחת לשלב a של מקלטים חד פאזיים, המחוברים, למשל, בין פאזות ab ו-ac, נקבע על ידי הביטוי:

בהתאם, הכוח התגובתי של מקלטים כאלה

כאן Pab, Ras הם ההעצמות המחוברות למתח הקו בין הפאזות ab ו-ac, בהתאמה, p(ab)a, p(ac)a, q(ab)a, q(ac)a, הם גורמי ההפחתה של העומסים המחוברים למתח מתח הקו, לשלב א.

על ידי תמורה מעגלית של המדדים, ניתן לקבל ביטויים כדי להביא את הכוח לכל שלב.

על מנת להניח את החיווט כראוי, להבטיח את פעולתה ללא הפרעה של מערכת החשמל כולה ולמנוע את הסיכון של שריפה, יש צורך לחשב את העומסים על הכבל לפני רכישת הכבל כדי לקבוע את החתך הנדרש.

ישנם מספר סוגים של עומסים, ולמען ההתקנה האיכותית ביותר של מערכת החשמל, יש צורך לחשב את העומסים על הכבל עבור כל המחוונים. קטע הכבל נקבע על ידי העומס, ההספק, הזרם והמתח.

חישוב קטע הכוח

על מנת לייצר, יש צורך להוסיף את כל האינדיקטורים של ציוד חשמלי הפועל בדירה. חישוב עומסי חשמל על הכבל מתבצע רק לאחר פעולה זו.

חישוב חתך הכבל לפי מתח

החישוב של עומסים חשמליים על החוט כולל בהכרח. ישנם מספר סוגים של רשת חשמל - חד פאזי 220 וולט, כמו גם תלת פאזי - 380 וולט. בדירות ובמגורים, ככלל, נעשה שימוש ברשת חד פאזית, ולכן, בתהליך החישוב, יש לקחת בחשבון רגע זה - יש לציין את המתח בטבלאות לחישוב החתך.

חישוב קטע הכבל לפי העומס

טבלה 1. הספק מותקן (kW) עבור כבלים פתוחים

טבלה 2. הספק מותקן (kW) לכבלים המונחים בשער או בצינור

לכל מכשיר חשמלי המותקן בבית יש כוח מסוים - מחוון זה מצוין על לוחיות השמות של המכשירים או בדרכון הטכני של הציוד. כדי ליישם, אתה צריך לחשב את ההספק הכולל. בעת חישוב חתך הכבל על פי העומס, יש צורך לכתוב מחדש את כל הציוד החשמלי, ואתה גם צריך לחשוב על איזה ציוד ניתן להוסיף בעתיד. מכיוון שההתקנה מתבצעת במשך זמן רב, יש צורך לטפל בנושא זה כך שעלייה חדה בעומס לא תוביל למצב חירום.

לדוגמה, אתה מקבל את סכום המתח הכולל של 15,000 וואט. מכיוון שהמתח ברוב המכריע של הנחות למגורים הוא 220 וולט, אנו נחשב את מערכת אספקת החשמל תוך התחשבות בעומס חד פאזי.

לאחר מכן, אתה צריך לשקול כמה ציוד יכול לעבוד בו זמנית. כתוצאה מכך, תקבל נתון משמעותי: 15,000 (W) x 0.7 (מקדם סימולטניות 70%) = 10,500 W (או 10.5 קילוואט) - הכבל חייב להיות מדורג לעומס זה.

אתה גם צריך לקבוע מאיזה חומר יהיו עשויות ליבות הכבלים, מכיוון למתכות שונות יש תכונות מוליכות שונות. באזורי מגורים משתמשים בעיקר בכבל נחושת, שכן תכונות המוליכות שלו עולות בהרבה על אלו של אלומיניום.

יש לזכור כי הכבל חייב בהכרח להיות בעל שלוש ליבות, שכן נדרשת הארקה עבור מערכת אספקת החשמל במקום. בנוסף, יש צורך לקבוע באיזה סוג התקנה תשתמשו - פתוחה או נסתרת (מתחת לגבס או בצינורות), שכן גם חישוב קטע הכבל תלוי בכך. לאחר שהחלטתם על העומס, חומר הליבה וסוג ההתקנה, תוכלו לראות בטבלה את קטע הכבלים הרצוי.

חישוב חתך הכבל לפי זרם

ראשית אתה צריך לחשב את העומסים החשמליים על הכבל ולגלות את הכוח. נניח שההספק התברר כ-4.75 קילוואט, החלטנו להשתמש בכבל נחושת (חוט) ולהניח אותו בערוץ כבלים. מיוצר על פי הנוסחה I \u003d W / U, כאשר W הוא כוח, ו-U הוא מתח, שהוא 220 V. בהתאם לנוסחה זו, 4750/220 \u003d 21.6 A. לאחר מכן, אנו מסתכלים על טבלה 3, נקבל 2, 5 מ"מ.

טבלה 3. עומסי זרם מותרים לכבל עם מוליכים נחושת מונחים סמויים

המאמר מיועד לבעלי ידע בהנדסת חשמל בהיקף התיכון ומעוניינים להכיר את יישום חישובי החשמל בחלק מהמקרים בחיי היום יום. משוב והצעות להוספת חישובים אחרים, נא לכתוב בהערות.

1. חישוב גודל הזרם החשמלי לסירוגין בעומס חד פאזי.

נניח שיש לנו בית או דירה רגילים שבהם יש רשת חשמל AC במתח של 220 וולט.

בבית יש מוצרי חשמל:

1. להארת הבית מותקנות 5 נורות של 100 וואט כל אחת ו-8 נורות של 60 וואט כל אחת. 2. תנור חשמלי בהספק של 2 קילוואט או 2000 וואט. 3. טלוויזיה, בהספק של 0.1 קילוואט או 100 וואט. 4. מקרר, בהספק של 0.3 קילוואט או 300 וואט. 5. מכונת כביסה בהספק של 0.6 קילוואט או 600 וואט. אנו מתעניינים באיזה זרם יזרום בכניסה לבית או לדירה שלנו בהפעלה בו-זמנית של כל מכשירי החשמל הנ"ל והאם המונה החשמלי שלנו, המיועד לזרם של 20 אמפר, ייפגע?

חישוב: 1, קבע את ההספק הכולל של כל המכשירים: 500 + 480 + 2000 + 100 + 300 + 600 = 3980 וואט 2. הזרם הזורם בחוט בהספק זה נקבע על ידי הנוסחה:

איפה: I - זרם באמפר (A) P - הספק בוואט (W) U - מתח בוולט (V) cos φ - מקדם הספק (עבור רשתות חשמל ביתיות, ניתן לקחת 0.95) בוא נחליף את המספרים בנוסחה: I \u003d 3980 / 220 * 0.95 \u003d 19.04 A מסקנה: המונה יעמוד, מכיוון שהזרם במעגל הוא פחות מ-20 A. לנוחיות המשתמשים, טופס החישוב הנוכחי ניתן להלן.

עליך להזין בשדות המתאימים של הטופס את הערך הכולל של ההספק בוואט של כל המכשירים החשמליים שלך, המתח בוולט, בדרך כלל 220 ומקדם ההספק, 0.95 לעומס ביתי, לחץ על כפתור "חשב" ערך הנוכחי באמפר יופיע בשדה "נוכחי". אם יש לך עומס בקילווואט, עליך להמיר אותו לוואט, עבורו אתה מכפיל ב-1000. כדי לנקות את ערך ההספק שהוזן, לחץ על כפתור "נקה". ניקוי ערכי ברירת המחדל של המתח והקוסינוס צריך להיעשות עם מקש המחיקה על ידי הזזת הסמן לתא המתאים (במידת הצורך).

צורת חישוב לקביעת הזרם בעומס חד פאזי.

ניתן לבצע את אותו חישוב עבור חנות קמעונאית, מוסך או כל מתקן שיש לו קלט חד פאזי. אבל מה לגבי כשהזרם ידוע, שקבענו באמצעות מהדקי זרם או מד זרם, ואנחנו צריכים לדעת את ההספק המחובר?

צורת חישוב לקביעת ההספק בעומס חד פאזי.

ומה הערך של cos φ עבור פנטוגרפים אחרים?(שימו לב! ערכי הקוסינוס phi עבור הציוד שלך עשויים להיות שונים מאלה המצוינים): מנורות ליבון ותנורי חימום חשמליים עם חימום התנגדות (cosφ ≈ 1.0) מנועים אסינכרוניים, בעומס חלקי (cosφ ≈ 0.5) מפעלי אלקטרוליזה של מיישר (cosφ ≈ 0 .6) תנורי קשת חשמליים (cosφ ≈ 0.6) תנורי אינדוקציה (cosφ ≈ 0.2-0.6) משאבות מים (cosφ ≈ 0.8) מדחסים (cosφ ≈ 0.7) מכונות, מכונות (cosφ 0) טרנספורמציות (cosφ 0.7) ≈ 0.4) מנורות פלורסנט המחוברות באמצעות משנק אלקטרומגנטי (cosφ ≈ 0.5-0.6)

2. חישוב ערך זרם חשמלי ישר.

זרם ישר לחיי היומיום משמש בעיקר במכשירים אלקטרוניים, כמו גם ברשת החשמל המשולבת של מכונית. נניח שהחלטתם להתקין פנס נוסף ברכב עם מנורת 60 וואט ולחבר אותו מהפנס הנמוך. ומיד נשאלת השאלה - האם הנתיך הקיים של 10 אמפר לפנס הנמוך יעמוד בחיבור פנס נוסף?

חישוב: נניח שהספק של נורת האור הנמוך הוא 65 וואט. בוא נחשב את הזרם באמצעות הנוסחה:

כאשר: I - זרם באמפר (A) P - הספק בוואט (W) U - מתח בוולט (V)

כפי שאנו יכולים לראות, בניגוד לנוסחה לזרם חילופין - cos φ - אינו כאן. הבה נחליף את המספרים בנוסחה: I = 65/12 = 5.42 A 65 W - הספק מנורה 12 V - מתח ברשת המשולבת של המכונית 5.42 A - זרם במעגל המנורה. הספק של שתי מנורות בפנסים הראשיים והנוספים יהיה 60 + 65 = 125 W I = 125/12 = 10.42 A עם זרם הגדרה גבוה. לפני ההחלפה, יש צורך לבדוק את הזרם המותר הרציף עבור החוט של מעגל זה, וזרם פעולת הנתיך חייב להיות קטן מהזרם המותר הרציף של החוט.

לנוחיות המשתמשים, טופס החישוב הנוכחי ניתן להלן. עליך להזין בשדות הטופס המתאימים את ערך ההספק הכולל בוואטים של כל המכשירים החשמליים שלך, מתח בוולט, לחץ על כפתור "חשב" והערך הנוכחי באמפר יופיע בשדה "נוכחי". כדי לנקות, לחץ על כפתור "נקה". צורת חישוב לקביעת זרם ישר.

3. חישוב גודל הזרם החשמלי לסירוגין בעומס תלת פאזי.

עכשיו נניח שיש לנו בית או דירה רגילים שבהם יש רשת חשמל AC במתח של 380/220 וולט. מדוע מצוינים שני מתחים - 380 וולט ו-220 וולט? העובדה היא שכאשר אתה מתחבר לרשת תלת פאזית, 4 חוטים נכנסים לבית שלך - 3 פאזות ונייטרלי (אפס בדרך הישנה).

אז, המתח בין חוטי הפאזה או אחרת - מתח הקו יהיה 380 וולט, ובין כל אחד מהפאזות לנייטרלי או אחר מתח הפאזה יהיה 220 וולט. לכל אחד משלושת הפאזות יש ייעוד משלו באותיות לטיניות A, B, C. הנייטרלי מסומן על ידי N הלטינית.

כך, בין שלבים A ו-B, A ו-C, B ו-C - יהיה מתח של 380 V. בין A ל-N, B ו-N, C ו-N יהיו 220 V ומכשירי חשמל במתח של 220 ניתן לחבר את V לחוטים האלה, מה שאומר שהבית יכול להיות בעל עומסים תלת פאזיים וגם חד פאזיים.

לרוב, יש גם וגם, וזה נקרא עומס מעורב.

מלכתחילה, אנו מחשבים את הזרם עם עומס תלת פאזי בלבד.

בבית מכשירי חשמל תלת פאזיים:

1. מנוע חשמלי בהספק של 3 קילוואט או 3000 וואט.

2. דוד חשמל, 15 קילוואט או 15,000 וואט.

למעשה, עומסים תלת פאזיים נחשבים בדרך כלל בקילו-וואט, לכן, אם הם כתובים בוואט, יש לחלק אותם ב-1000. אנו מעוניינים באיזה זרם יזרום בכניסה לבית או לדירה שלנו בעוד כל האמור לעיל מכשירי חשמל פועלים והאם המונה החשמלי שלנו ייפגע בדירוג של 20 אמפר?

חישוב: אנו קובעים את ההספק הכולל של כל המכשירים: 3 קילוואט + 15 קילוואט = 18 קילוואט 2. הזרם הזורם בחוט הפאזה בהספק זה נקבע על ידי הנוסחה:

איפה: I - זרם באמפר (A) P - הספק בקילווואט (kW) U - מתח ליניארי, V cos φ - גורם הספק (עבור רשתות חשמל ביתיות, אתה יכול לקחת 0.95) החלף את המספרים בנוסחה: \u003d 28.79 א

מסקנה: המונה לא יעמוד, אז אתה צריך להחליף אותו בזרם של לפחות 30 A. לנוחיות המשתמשים, הטופס לחישוב הזרם ניתן להלן.

כדי לא להשתמש במחשבון, פשוט הכנס את המספרים שלך בטופס למטה ולחץ על כפתור "חשב".

צורת חישוב לקביעת הזרם בעומס תלת פאזי.

אבל מה לגבי כאשר זרם העומס התלת פאזי ידוע (זהה עבור כל אחד מהפאזות), אותו קבענו באמצעות מלחצי זרם או מד זרם, ועלינו לדעת את ההספק המחובר?

בואו נמיר את הנוסחה לחישוב הזרם להספק חישוב.

כדי לא להשתמש במחשבון, פשוט הכנס את המספרים שלך בטופס למטה ולחץ על כפתור "חשב".

צורת חישוב לקביעת ההספק בעומס תלת פאזי.

עכשיו בואו נחשב את הזרם בעומסים מעורבים תלת פאזיים וחד פאזיים.

אז, 3 פאזות מובאות לבית והחשמלאי שמתקין את החיווט החשמלי צריך לשאוף להבטיח שהפאזות יועמסו באופן שווה, אם כי זה רחוק מלהיות כך.

בבית שלנו זה התברר למשל כך: - שלב A ונייטרלי עם מתח ביניהם, כידוע - 220 V הוכנס למוסך וטוב, וכן תאורת חצר, עומס כולל - 12 נורות של 100 וואט, משאבה חשמלית 0.7 קילוואט או 700 וואט. - שלב B ונייטרלי עם מתח ביניהם - 220 V מוכנסים לבית, העומס הכולל הוא 1800 וואט. - שלב C ונייטרלי עם מתח ביניהם - 220 וולט מובאים למטבח הקיץ, העומס הכולל של הכיריים החשמליות והמנורות הוא 2.2 קילוואט.

יש לנו עומסים חד פאזיים: בשלב א' העומס הוא 1900 וואט, בשלב ב' - 1800 וואט, בשלב ג' - 2200 וואט, סה"כ לשלושה שלבים 5.9 קילוואט. בנוסף, התרשים מציג גם עומסים תלת פאזיים של 3 קילוואט ו-15 קילוואט, כלומר הספק הכולל של העומס המעורב יהיה 23.9 קילוואט.

אנו מכניסים בתורו את ערכי הכוחות הללו ומחשבים את הזרמים.

עבור שלב A זה יהיה - 9.09 A, עבור B - 8.61 A, עבור C - 10.53 A. אבל כבר יש לנו זרם עומס תלת פאזי דרך החוטים של כל שלושת השלבים, לכן, על מנת לגלות את הערך הכולל של הזרם בכל אחד מהשלבים, אתה רק צריך להוסיף את הזרמים של העומסים התלת פאזיים והחד פאזיים. שלב A 28.79 A + 9.09 A \u003d 37.88 A Phase B 28.79 A + 8.61 \u003d 37.40 A Phase C 28.79 A + 10.53 \u003d 39.32 A. העומסים הגבוהים ביותר בזרם C המעורב.

אבל מה אם אנחנו יודעים את הזרם של עומס תלת פאזי מעורב (שונה לכל אחד מהפאזות), שקבענו באמצעות מלחצי זרם או מד זרם, ואנחנו צריכים לדעת את ההספק המחובר?

במקרה זה, יש צורך לקבוע את צריכת החשמל של כל אחד משלושת הפאזות בטופס החישוב לקביעת ההספק בעומס חד פאזי ולאחר מכן פשוט להוסיף את ההספקים הללו, שיתנו לנו את ההספק הכולל של שלושת המעורבים. -עומס שלב. באמצעות דוגמה של עומס מעורב, אנו רואים שהזרם הכולל בשלב A היה 37.88 A, שלב B היה 37.40 A, ושלב C היה 39.32 A.

7.2. בדיקת הקטע הנבחר לאובדן מתח.

ראשית, על פי ההספק המחובר הידוע P \u003d 3980 W, מתח הפאזה U f \u003d 220 V וקוסינוס fi 0.95, אתה צריך לקבוע את זרם העומס. לא אחזור על עצמי, שכן כבר עברנו על כך בתחילת סעיף 1. "חישוב גודל זרם חשמלי חילופין בעומס חד פאזי". בנוסף, כדי לבחור את החומר ואת חתך החוט, יש צורך להוסיף מקדם בטיחות של 30% לזרם העומס או, שהוא זהה, להכפיל ב-1.3. במקרה שלנו, זרם העומס הוא 19.04 A. מקדם הבטיחות של 30% לזרם העומס הוא 1.3 I n \u003d 1.3 19.04 \u003d 24.76 A.

אנו בוחרים חוט אלומיניום, ולפי טבלה 1.3.5 של PUE, אנו קובעים את הקטע הגדול ביותר הקרוב ביותר, שיהיה שווה ל-4 מ"מ 2 עבור חוטים מונחים בגלוי בזרם של 32 A.

על מנת שהמשתמש יוכל להחליף את הערכים שלו, טופס החישוב מופיע להלן, המורכב משני חלקים.

טופס חישוב לקביעת הפסדי מתח ברשת דו-פאזית או דו-פאזית.

חלק 1. אנו מחשבים את זרם העומס והזרם עם מקדם בטיחות של 30% לבחירת קטע החוט.

עבור פעולה עמידה ואמינה של החיווט החשמלי, יש צורך לבחור את חתך הכבל הנכון. כדי לעשות זאת, אתה צריך לחשב את העומס ברשת החשמל. בעת ביצוע חישובים, יש לזכור כי חישוב העומס של מכשיר חשמלי אחד וקבוצת מכשירי חשמל שונים במקצת.

חישוב העומס הנוכחי לצרכן בודד

הבחירה במפסק וחישוב העומס לצרכן בודד ברשת מגורים של 220V היא פשוטה למדי. לשם כך, נזכר בחוק העיקרי של הנדסת חשמל - חוק אוהם. לאחר מכן, לאחר שהגדרנו את הספק של המכשיר החשמלי (מצוין בדרכון של המכשיר החשמלי) ובהינתן המתח (עבור רשתות חד פאזיות ביתיות 220 וולט), אנו מחשבים את הזרם הנצרך על ידי המכשיר החשמלי.

לדוגמה, למכשיר חשמלי ביתי יש מתח אספקה ​​של 220 וולט והספק של לוחית שם של 3 קילוואט. אנו מיישמים את חוק אוהם ומקבלים I nom \u003d P nom / U nom \u003d 3000 W / 220 V \u003d 13.6 A. בהתאם לכך, כדי להגן על צרכן זה של אנרגיה חשמלית, יש צורך להתקין מפסק עם זרם נקוב של 14 A. מכיוון שאין כאלה, הוא נבחר הגדול הקרוב ביותר, כלומר עם זרם נקוב של 16 A.

חישוב עומס נוכחי לקבוצות צרכנים

היות ואספקת החשמל של צרכני החשמל יכולה להתבצע לא רק בנפרד, אלא גם בקבוצות, נושא חישוב העומס של קבוצת צרכנים הופך להיות רלוונטי, שכן הם יחוברו למפסק אחד.

כדי לחשב קבוצת צרכנים, מציגים את מקדם הביקוש K s. זה קובע את ההסתברות לחיבור בו-זמני של כל הצרכנים של הקבוצה במשך זמן רב.

הערך של K c = 1 מתאים לחיבור בו זמנית של כל המכשירים החשמליים של הקבוצה. מטבע הדברים, הכללת כל צרכני החשמל בדירה בו זמנית היא נדירה ביותר, הייתי אומר מדהים. ישנן שיטות שלמות לחישוב מקדמי ביקוש למפעלים, בתים, כניסות, בתי מלאכה וכדומה. גורם הביקוש של דירה ישתנה עבור חדרים שונים, צרכנים, וגם יהיה תלוי במידה רבה באורח החיים של התושבים.

לכן, החישוב עבור קבוצת צרכנים ייראה קצת יותר מסובך, שכן יש לקחת בחשבון מקדם זה.

הטבלה שלהלן מציגה את גורמי הביקוש למכשירי חשמל בדירה קטנה:

מקדם הביקוש יהיה שווה ליחס ההספק המופחת לסך ה-K מהדירה = 2843/8770 = 0.32.

אנו מחשבים את זרם העומס I nom \u003d 2843 W / 220 V \u003d 12.92 A. אנו בוחרים מכונה אוטומטית עבור 16A.

באמצעות הנוסחאות לעיל, חישבנו את זרם הפעולה של הרשת. כעת עליך לבחור את קטע הכבלים עבור כל צרכן או קבוצת צרכנים.

PUE (כללים למתקנים חשמליים) מסדיר את חתך הכבלים עבור זרמים, מתחים, הספקים שונים. להלן טבלה שממנה, על פי אומדן הספק וזרם הרשת, נבחר קטע הכבלים למתקנים חשמליים במתח של 220 וולט ו-380 וולט:

הטבלה מציגה רק את החתכים של חוטי נחושת. זאת בשל העובדה כי חיווט אלומיניום אינו מונח בבנייני מגורים מודרניים.

כמו כן, להלן טבלה עם מגוון היכולות של מכשירי חשמל ביתיים לחישוב ברשתות של הנחות מגורים (מתקנים לקביעת עומסי התכנון של בניינים, דירות, בתים פרטיים, מיקרו-מחוזות).

בחירת גודל כבל אופיינית

בהתאם לסעיף הכבלים, נעשה שימוש במפסקים. לרוב, הגרסה הקלאסית של קטע החוט משמשת:

• למעגלי תאורה בחתך של 1.5 מ"מ 2;
• עבור מעגלים של שקעים עם חתך של 2.5 מ"מ 2;
• לכיריים חשמליות, מזגנים, מחממי מים - 4 מ"מ 2;

כבל 10 מ"מ 2 משמש לכניסה לאספקת החשמל לדירה, אם כי ברוב המקרים 6 מ"מ 2 מספיק. אבל קטע של 10 מ"מ 2 נבחר עם שוליים, כביכול, עם ציפייה למספר גדול יותר של מכשירים חשמליים. כמו כן, מותקן RCD נפוץ עם זרם יציאה של 300 mA בכניסה - מטרתו אש, שכן זרם הנסיעה גבוה מדי כדי להגן על אדם או בעל חיים.

כדי להגן על אנשים ובעלי חיים, RCD עם זרם מעידה של 10 mA או 30 mA משמשים ישירות בחדרים שעלולים להיות לא בטוחים, כגון מטבחים, אמבטיות ולפעמים קבוצות יציאות לחדר. רשת התאורה, ככלל, אינה מסופקת עם RCD.