Obliczanie ładunków e-mail. Jak obliczyć obciążenie działu HR. Główne rodzaje obliczania przekroju

Obliczenie obciążenia fundamentu jest niezbędne do prawidłowego doboru jego wymiarów geometrycznych i powierzchni podstawy fundamentu. Ostatecznie wytrzymałość i trwałość całego budynku zależy od prawidłowego obliczenia fundamentu. Obliczenia sprowadzają się do określenia obciążenia na metr kwadratowy gruntu i porównania go z wartościami dopuszczalnymi.

Aby obliczyć, musisz wiedzieć:

• Region, w którym budowany jest budynek;
• Rodzaj gleby i głębokość wód gruntowych;
• Materiał, z którego zostaną wykonane elementy konstrukcyjne budynku;
• Układ budynku, ilość kondygnacji, rodzaj dachu.

Na podstawie wymaganych danych po zaprojektowaniu budynku przeprowadza się obliczenia fundamentu lub jego ostateczną weryfikację.

Spróbujmy obliczyć obciążenie fundamentu dla parterowego domu wykonanego z muru z litej cegły o grubości ściany 40 cm Wymiary domu to 10x8 metrów. Strop podpiwniczenia z płyt żelbetowych, strop pierwszego piętra drewniany na belkach stalowych. Dach jest dwuspadowy, kryty blachodachówką, o nachyleniu 25 stopni. Region - region moskiewski, rodzaj gleby - mokre gliny o współczynniku porowatości 0,5. Fundament wykonany jest z betonu drobnoziarnistego, grubość ściany fundamentu do obliczeń jest równa grubości ściany.

Ustalenie głębokości fundamentu

Głębokość układania zależy od głębokości przemarzania i rodzaju gleby. W tabeli przedstawiono wartości referencyjne głębokości zamarzania gleby w różnych regionach.

Tabela 1 - Dane referencyjne dotyczące głębokości zamarzania gleby

Tabela referencyjna do określania głębokości fundamentu według regionu

Głębokość fundamentu w ogólnym przypadku powinna być większa niż głębokość zamarzania, ale istnieją wyjątki ze względu na rodzaj gleby, są one wskazane w tabeli 2.

Tabela 2 - Zależność głębokości posadowienia od rodzaju gruntu

Głębokość fundamentu jest niezbędna do późniejszego obliczenia obciążenia gruntu i określenia jego wielkości.

Głębokość zamarzania gleby określamy zgodnie z tabelą 1. Dla Moskwy jest to 140 cm Zgodnie z tabelą 2 znajdujemy rodzaj gleby - ił. Głębokość układania nie może być mniejsza niż szacowana głębokość zamrażania. Na tej podstawie wybiera się głębokość fundamentu domu 1,4 metra.

Obliczanie obciążenia dachu

Obciążenie dachu rozkłada się na te strony fundamentu, na których poprzez ściany opiera się system kratownicowy. W przypadku zwykłego dachu dwuspadowego są to zwykle dwie przeciwległe strony fundamentu, w przypadku dachu czterospadowego wszystkie cztery strony. Obciążenie rozłożone dachu jest określone przez obszar rzutu dachu, odniesiony do obszaru obciążonych boków fundamentu i pomnożony przez ciężar właściwy materiału.

Tabela 3 - Ciężar właściwy różnych rodzajów pokryć dachowych

Tabela referencyjna - Ciężar właściwy różnych rodzajów pokryć dachowych

1. Określamy powierzchnię rzutu dachu. Wymiary domu to 10x8 metrów, powierzchnia rzutu dachu dwuspadowego jest równa powierzchni domu: 10 8 = 80 m 2.
2. Długość fundamentu jest równa sumie jego dwóch długich boków, ponieważ dach dwuspadowy spoczywa na dwóch przeciwległych bokach. Dlatego długość obciążonego fundamentu określa się jako 10 2 = 20 m.
3. Powierzchnia fundamentu obciążona dachem o grubości 0,4 m: 20 0,4 \u003d 8 m 2.
4. Rodzaj powłoki to płytki metalowe, kąt nachylenia wynosi 25 stopni, co oznacza, że ​​obliczone obciążenie zgodnie z tabelą 3 wynosi 30 kg / m2.
5. Obciążenie dachu na fundamencie wynosi 80/8 30 \u003d 300 kg / m 2.

Obliczanie obciążenia śniegiem

Obciążenie śniegiem jest przenoszone na fundament przez dach i ściany, więc obciążane są te same strony fundamentu, co w obliczeniach dachu. Powierzchnia pokrywy śnieżnej liczona jest jako powierzchnia dachu. Otrzymana wartość jest dzielona przez powierzchnię obciążonych boków fundamentu i mnożona przez określone obciążenie śniegiem określone z mapy.

Tabela - obliczenia obciążenia śniegiem podłoża

1. Długość połaci dla dachu o nachyleniu 25 stopni wynosi (8/2) / cos25° = 4,4 m.
2. Powierzchnia dachu jest równa długości kalenicy pomnożonej przez długość zbocza (4,4 10) 2 \u003d 88 m 2.
3. Obciążenie śniegiem dla regionu moskiewskiego na mapie wynosi 126 kg / m2. Mnożymy go przez powierzchnię dachu i dzielimy przez powierzchnię obciążonej części fundamentu 88 126 / 8 = 1386 kg / m2.

Obliczanie obciążenia podłogi

Sufity, podobnie jak dach, zwykle spoczywają po dwóch przeciwległych stronach fundamentu, dlatego obliczenia przeprowadza się z uwzględnieniem powierzchni tych boków. Powierzchnia kondygnacji równa powierzchni budynku. Aby obliczyć obciążenie podłogi, należy wziąć pod uwagę liczbę pięter i podłogę piwnicy, czyli podłogę pierwszego piętra.

Powierzchnia każdego zakładki jest mnożona przez ciężar właściwy materiału z tabeli 4 i dzielona przez powierzchnię obciążonej części fundamentu.

Tabela 4 - Ciężar właściwy podłóg

1. Powierzchnia podłogi jest równa powierzchni domu - 80 m 2. Dom ma dwie kondygnacje: żelbetową i drewnianą na stalowych belkach.
2. Powierzchnię stropu żelbetowego mnożymy przez ciężar właściwy z Tabeli 4: 80 500 = 40000 kg.
3. Powierzchnię drewnianej podłogi mnożymy przez ciężar właściwy z tabeli 4: 80 200 \u003d 16000 kg.
4. Podsumowujemy je i znajdujemy obciążenie na 1 m 2 obciążonej części fundamentu: (40000 + 16000) / 8 = 7000 kg / m 2.

Obliczanie obciążenia ściany

Obciążenie ścian określa się jako objętość ścian pomnożoną przez ciężar właściwy z tabeli 5, wynik dzieli się przez długość wszystkich boków fundamentu pomnożoną przez jego grubość.

Tabela 5 - Ciężar właściwy materiałów ściennych

Tabela - Ciężar właściwy ścian

1. Powierzchnia ścian jest równa wysokości budynku pomnożonej przez obwód domu: 3 (10 2 + 8 2) = 108 m 2.
2. Objętość ścian to powierzchnia pomnożona przez grubość, równa 108 0,4 \u003d 43,2 m 3.
3. Ciężar ścian znajdujemy, mnożąc objętość przez ciężar właściwy materiału z tabeli 5: 43,2 1800 \u003d 77760 kg.
4. Powierzchnia wszystkich boków fundamentu jest równa obwodowi pomnożonemu przez grubość: (10 2 + 8 2) 0,4 \u003d 14,4 m 2.
5. Obciążenie właściwe ścian na fundamencie wynosi 77760/14,4=5400 kg.

Wstępne obliczenia obciążenia fundamentu na gruncie

Obciążenie fundamentu na gruncie oblicza się jako iloczyn objętości fundamentu i gęstości właściwej materiału, z którego jest wykonany, podzieloną przez 1 m 2 jego powierzchni podstawy. Objętość można znaleźć jako iloczyn głębokości fundamentu i grubości fundamentu. Grubość fundamentu przyjmuje się we wstępnych obliczeniach równych grubości ścian.

Tabela 6 - Gęstość właściwa materiałów fundamentowych

Tabela - ciężar właściwy materiału glebowego

1. Powierzchnia fundamentu wynosi 14,4 m 2, głębokość układania wynosi 1,4 m. Objętość fundamentu wynosi 14,4 1,4 \u003d 20,2 m 3.
2. Masa fundamentu z betonu drobnoziarnistego wynosi: 20,2 1800 = 36360 kg.
3. Obciążenie podłoża: 36360 / 14,4 = 2525 kg / m2.

Obliczanie całkowitego obciążenia na 1 m2 gruntu

Wyniki poprzednich obliczeń są podsumowane i obliczane jest maksymalne obciążenie fundamentu, które będzie większe dla tych stron, na których spoczywa dach.

Warunkową projektową rezystancję gruntu R 0 określa się zgodnie z tabelami SNiP 2.02.01-83 „Fundamenty budynków i budowli”.

1. Sumujemy ciężar dachu, obciążenie śniegiem, ciężar podłóg i ścian, a także fundament na ziemi: 300 + 1386 + 7000 + 5400 + 2525 \u003d 16 611 kg / m2 \u003d 17 t / m2.
2. Warunkową projektową rezystancję gruntu określamy zgodnie z tabelami SNiP 2.02.01-83. Dla wilgotnych iłów o współczynniku porowatości 0,5 R0 wynosi 2,5 kg/cm 2 lub 25 t/m 2 .

Z obliczeń wynika, że ​​obciążenie gruntu mieści się w dopuszczalnym zakresie.

Wyznaczanie maksymalnych obciążeń metodą współczynnika zapotrzebowania

Ta metoda jest najprostsza i sprowadza się do obliczenia maksymalnego obciążenia czynnego za pomocą wzoru:

Metodę współczynnika zapotrzebowania można wykorzystać do obliczenia obciążeń dla tych poszczególnych grup odbiorców energii, warsztatów i przedsiębiorstw jako całości, dla których dostępne są dane o wartości tego współczynnika (patrz).

Przy obliczaniu obciążeń dla poszczególnych grup odbiorników elektrycznych zaleca się stosowanie tej metody dla tych grup, których odbiorniki elektryczne pracują ze stałym obciążeniem i ze współczynnikiem załączania równym (lub bliskim) jedności, takich jak silniki elektryczne pomp, wentylatory itp.

Na podstawie wartości P30 uzyskanej dla każdej grupy odbiorników mocy wyznacza się obciążenie bierne:

ponadto tanφ jest określane przez cosφ, charakterystyczne dla tej grupy odbiorników energii.

Następnie obciążenia czynne i bierne są sumowane oddzielnie i wyznaczane jest obciążenie całkowite:

Obciążenia ΣР30 i ΣQ30 są sumami maksimów dla poszczególnych grup odbiorników mocy, podczas gdy w rzeczywistości należy wyznaczyć maksimum sumy. Dlatego przy wyznaczaniu obciążeń na odcinku sieci z dużą liczbą niejednorodnych grup odbiorników mocy należy wprowadzić maksymalny współczynnik nakładania KΣ, czyli przyjąć:

Wartość KΣ mieści się w zakresie od 0,8 do 1, a dolna granica jest zwykle przyjmowana przy obliczaniu obciążeń w całym przedsiębiorstwie jako całości.

Dla dużych mocy, jak również dla odbiorników mocy, rzadko lub nawet po raz pierwszy spotykanych w praktyce projektowej, należy określić współczynniki zapotrzebowania poprzez doprecyzowanie wraz z technologami rzeczywistych współczynników obciążenia.

Wyznaczanie maksymalnych obciążeń metodą wyrażeń dwuokresowych

Metodę tę zaproponował inż. D. S. Livshits początkowo określał obciążenia projektowe silników elektrycznych pojedynczego napędu obrabiarek do metalu, a następnie rozszerzono go na inne grupy odbiorników elektrycznych.

Zgodnie z tą metodą półgodzinne maksymalne obciążenie czynne dla grupy odbiorników energii o tym samym trybie pracy wyznacza się z wyrażenia:

gdzie Run jest mocą zainstalowaną n największych odbiorników mocy, b, c-współczynniki, które są stałe dla danej grupy odbiorników mocy o tym samym trybie pracy.

Zgodnie ze znaczeniem fizycznym pierwszy człon wzoru obliczeniowego określa moc średnią, a drugi moc dodatkową, która może nastąpić w ciągu pół godziny w wyniku zbieżności maksimów obciążenia poszczególnych odbiorników mocy Grupa. W konsekwencji:

Wynika z tego, że dla małych wartości Rup w porównaniu do Ru, które występują przy dużej liczbie odbiorników mocy o mniej więcej takiej samej mocy, K30 ≈KI i drugi człon wzoru obliczeniowego można w takich przypadkach pominąć, biorąc P30 ≈ bRp ≈ Rav.cm. Wręcz przeciwnie, przy niewielkiej liczbie odbiorników mocy, zwłaszcza jeśli różnią się one mocno mocą, wpływ drugiego członu formuły staje się bardzo istotny.

Obliczenia tą metodą są bardziej uciążliwe niż metodą współczynnika popytu. Dlatego stosowanie metody wyrażenia dwuczłonowego uzasadnia się tylko dla grup odbiorników mocy pracujących ze zmiennym obciążeniem i małymi współczynnikami przełączania, dla których współczynniki zapotrzebowania albo są nieobecne, albo mogą prowadzić do błędnych wyników. W szczególności można np. zarekomendować stosowanie tej metody do silników elektrycznych obrabiarek do metali oraz do elektrycznych pieców oporowych małej wydajności z okresowym ładowaniem wyrobów.

Metodologia określania całkowitego obciążenia S30 przy użyciu tej metody jest podobna do tej opisanej dla metody współczynnika zapotrzebowania.

Wyznaczanie maksymalnych obciążeń metodą efektywnej liczby odbiorników elektrycznych.

Przez efektywną liczbę odbiorników mocy rozumie się taką liczbę odbiorników o równej mocy i jednorodnej w trybie pracy, która określa taką samą wartość obliczonego maksimum jak grupa odbiorników o różnej mocy i sposobie pracy.

Efektywną liczbę odbiorników mocy określa się z wyrażenia:

Według rozmiaru n e oraz współczynnik wykorzystania odpowiadający tej grupie odbiorników energii, zgodnie z tabelami referencyjnymi wyznacza się współczynnik maksymalnego KM, a następnie półgodzinne maksymalne obciążenie czynne

Do obliczenia obciążenia jednej grupy odbiorników o tym samym trybie pracy definicja pe ma sens tylko wtedy, gdy odbiorniki wchodzące w skład grupy różnią się znacznie mocą.

Przy tej samej mocy p odbiorników elektrycznych wchodzących w skład grupy

tj. efektywna liczba silników elektrycznych jest równa rzeczywistej liczbie. Dlatego przy takich samych lub nieco różnych mocach odbiorników mocy grupy zaleca się wyznaczanie KM przez rzeczywistą liczbę odbiorników mocy.

Przy obliczaniu obciążenia dla kilku grup odbiorników energii należy wyznaczyć średnią wartość współczynnika wykorzystania ze wzoru:

Metoda efektywnej liczby odbiorników energii ma zastosowanie dla dowolnych grup odbiorników energii, w tym dla odbiorników energii o pracy przerywanej. W tym drugim przypadku moc zainstalowana Ru zostaje zredukowana do PV = 100%, czyli do długotrwałej pracy.

Metoda efektywnej liczby odbiorników mocy jest lepsza od innych metod, ponieważ w określaniu obciążenia bierze udział maksymalny współczynnik, będący funkcją liczby odbiorników mocy. Innymi słowy, metoda ta oblicza maksymalną sumę obciążeń poszczególnych grup, a nie sumę maksimów, jak ma to miejsce np. w metodzie współczynnika zapotrzebowania.

Aby obliczyć składową bierną obciążenia Q30 ze znalezionej wartości P30, konieczne jest wyznaczenie tgφ. W tym celu konieczne jest obliczenie średnich zmian obciążenia dla każdej grupy odbiorników mocy i wyznaczenie tgφ ze stosunku:

Wracając do definicji pe, należy zauważyć, że przy dużej liczbie grup i różnej mocy poszczególnych odbiorników mocy w grupach znalezienie ΣРу2 okazuje się praktycznie nie do przyjęcia. Dlatego stosuje się uproszczoną metodę określania pe, w zależności od względnej wartości efektywnej liczby odbiorników mocy p "e \u003d ne / n.

Liczba ta znajduje się w tabelach referencyjnych w zależności od proporcji:

gdzie n1 to liczba odbiorników mocy, z których każdy ma moc co najmniej połowy mocy najmocniejszego odbiornika mocy, ΣРпг1 to suma mocy zainstalowanych tych odbiorników mocy, n to liczba wszystkich odbiorników mocy, ΣPу to suma zainstalowanych mocy wszystkich odbiorników energii.

Wyznaczenie maksymalnych obciążeń zgodnie z określonymi normami zużycia energii elektrycznej na jednostkę produkcji

Mając informacje o planowanej produktywności przedsiębiorstwa, warsztatu lub grupy technologicznej odbiorników oraz o , można obliczyć maksymalne półgodzinne obciążenie czynne według wyrażenia,

gdzie Wyd to jednostkowe zużycie energii elektrycznej na tonę produktów, M to roczna produkcja, Tm.a to roczna liczba godzin użytkowania maksymalnego obciążenia czynnego.

W tym przypadku całkowite obciążenie określa się na podstawie średniego ważonego rocznego współczynnika mocy:

Ta metoda obliczania może służyć do przybliżonego określenia obciążeń dla przedsiębiorstw jako całości lub dla poszczególnych warsztatów produkujących gotowe produkty. Aby obliczyć obciążenia dla poszczególnych odcinków sieci elektrycznych, z reguły zastosowanie tej metody jest niemożliwe.

Szczególne przypadki wyznaczania maksymalnych obciążeń przy liczbie odbiorników elektrycznych do pięciu

Obliczenie obciążenia grup z niewielką liczbą odbiorników mocy można wykonać w następujący sposób uproszczony.

1. Jeżeli w grupie są dwa lub trzy odbiorniki elektryczne, jako obliczone obciążenie maksymalne można przyjąć sumę mocy znamionowych odbiorników elektrycznych:

i odpowiednio

Dla odbiorników elektrycznych jednorodnych pod względem typu, mocy i sposobu pracy dopuszczalne jest sumowanie arytmetyczne pełnych mocy. Następnie,

2. Jeżeli w grupie jest od czterech do pięciu odbiorników tego samego typu, mocy i trybu pracy, maksymalne obciążenie można obliczyć na podstawie średniego współczynnika obciążenia i w tym przypadku sumowanie arytmetyczne mocy całkowitych wynosi dozwolony:

3. Przy tej samej liczbie różnych typów odbiorników mocy wyliczone maksymalne obciążenie należy przyjąć jako sumę iloczynów mocy znamionowej odbiorników mocy i współczynników obciążenia charakterystycznych dla tych odbiorników mocy:

i odpowiednio:

Wyznaczanie maksymalnych obciążeń występujących w grupie wraz z trójfazowymi, także jednofazowymi odbiornikami elektrycznymi

Jeżeli łączna moc zainstalowana stacjonarnych i ruchomych jednofazowych odbiorników mocy nie przekracza 15% całkowitej mocy trójfazowych odbiorników mocy, to całe obciążenie można uznać za trójfazowe, niezależnie od stopnia równomierności rozkładu obciążenia jednofazowe według faz.

W innym przypadku, tj. jeżeli łączna moc zainstalowana jednofazowych odbiorników mocy przekracza 15% całkowitej mocy trójfazowych odbiorników mocy, rozdział odbiorów jednofazowych na fazy powinien być dokonany w taki sposób, aby jak największy stopień osiągnięto jednolitość.

Jeśli jest to możliwe, obciążenia można obliczyć w zwykły sposób, jeśli nie, obliczenia należy przeprowadzić dla jednej z najbardziej ruchliwych faz. W takim przypadku możliwe są dwa przypadki:

1. wszystkie jednofazowe odbiorniki elektryczne są podłączone do napięcia fazowego,

2. Wśród jednofazowych odbiorników elektrycznych są takie, które są podłączone do napięcia sieciowego.

W pierwszym przypadku jedną trzecią ich mocy rzeczywistej należy przyjąć jako moc zainstalowaną dla grup odbiorników prądu trójfazowego (jeśli występują), dla grup odbiorników prądu jednofazowego - moc przyłączoną do najbardziej obciążonej fazy.

Zgodnie z uzyskanymi w ten sposób mocami fazowymi maksymalne obciążenie najbardziej obciążonej fazy jest obliczane dowolną z metod, a następnie, mnożąc to obciążenie przez 3, wyznacza się obciążenie linii trójfazowej.

W drugim przypadku najbardziej obciążoną fazę można określić tylko przez obliczenie średnich mocy, dla których obciążenia jednofazowe podłączone do napięcia sieciowego muszą być doprowadzone do odpowiednich faz.

Moc czynną zredukowaną do fazy a odbiorników jednofazowych, podłączonych np. między fazami ab i ac, określa wyrażenie:

W związku z tym moc bierna takich odbiorników

tutaj Pab, Ras są mocami podłączonymi do napięcia między fazami odpowiednio ab i ac, p(ab)a, p(ac)a, q(ab)a, q(ac)a są współczynnikami redukcji obciążenia podłączone do napięcia sieciowego, do fazy a.

Poprzez permutację kołową indeksów można uzyskać wyrażenia, które sprowadzają moc do dowolnej fazy.

Aby prawidłowo ułożyć okablowanie, zapewnić nieprzerwane działanie całej instalacji elektrycznej i wyeliminować ryzyko pożaru, przed zakupem kabla należy obliczyć obciążenie kabla w celu określenia wymaganego przekroju.

Istnieje kilka rodzajów obciążeń, a dla najwyższej jakości instalacji instalacji elektrycznej konieczne jest obliczenie obciążeń na kablu dla wszystkich wskaźników. Przekrój kabla zależy od obciążenia, mocy, prądu i napięcia.

Obliczanie sekcji mocy

Aby wyprodukować, konieczne jest zsumowanie wszystkich wskaźników sprzętu elektrycznego działającego w mieszkaniu. Obliczanie obciążeń elektrycznych na kablu odbywa się dopiero po tej operacji.

Obliczanie przekroju kabla według napięcia

Obliczanie obciążeń elektrycznych na drucie koniecznie obejmuje. Istnieje kilka rodzajów sieci elektrycznej - jednofazowe 220 woltów, a także trójfazowe - 380 woltów. W mieszkaniach i lokalach mieszkalnych z reguły stosuje się sieć jednofazową, dlatego w procesie obliczeniowym należy wziąć pod uwagę ten moment - napięcie należy podać w tabelach do obliczania przekroju.

Obliczanie przekroju kabla w zależności od obciążenia

Tabela 1. Moc zainstalowana (kW) dla otwartych kabli

Tabela 2. Moc zainstalowana (kW) dla kabli układanych w bramie lub rurze

Każde urządzenie elektryczne zainstalowane w domu ma określoną moc - wskaźnik ten jest wskazany na tabliczkach znamionowych urządzeń lub w paszporcie technicznym sprzętu. Aby wdrożyć, musisz obliczyć całkowitą moc. Przy obliczaniu przekroju kabla w zależności od obciążenia konieczne jest przepisanie całego sprzętu elektrycznego, a także zastanowienie się, jaki sprzęt można dodać w przyszłości. Ponieważ instalacja jest prowadzona przez długi czas, należy zająć się tym problemem, aby gwałtowny wzrost obciążenia nie doprowadził do sytuacji awaryjnej.

Na przykład otrzymujesz sumę całkowitego napięcia 15 000 watów. Ponieważ napięcie w zdecydowanej większości lokali mieszkalnych wynosi 220 V, obliczymy system zasilania z uwzględnieniem obciążenia jednofazowego.

Następnie należy zastanowić się, ile urządzeń może pracować jednocześnie. W rezultacie uzyskasz znaczącą wartość: 15 000 (W) x 0,7 (współczynnik jednoczesności 70%) = 10 500 W (lub 10,5 kW) - kabel musi być przystosowany do tego obciążenia.

Musisz również określić, z jakiego materiału będą wykonane rdzenie kabli, ponieważ różne metale mają różne właściwości przewodzące. W obszarach mieszkalnych stosuje się głównie kabel miedziany, ponieważ jego właściwości przewodzące znacznie przewyższają właściwości aluminium.

Należy pamiętać, że kabel musi koniecznie mieć trzy rdzenie, ponieważ uziemienie jest wymagane dla systemu zasilania w lokalu. Ponadto konieczne jest określenie, jakiego rodzaju instalacji użyjesz - otwartej lub ukrytej (pod tynkiem lub w rurach), ponieważ od tego zależy również obliczenie przekroju kabla. Po podjęciu decyzji o obciążeniu, materiale rdzenia i rodzaju instalacji, w tabeli można zobaczyć żądany przekrój kabla.

Obliczanie przekroju kabla według prądu

Najpierw musisz obliczyć obciążenia elektryczne na kablu i sprawdzić moc. Załóżmy, że moc okazała się 4,75 kW, zdecydowaliśmy się użyć kabla miedzianego (drutu) i ułożyć go w kanale kablowym. jest wytwarzany zgodnie ze wzorem I \u003d W / U, gdzie W to moc, a U to napięcie, które wynosi 220 V. Zgodnie z tym wzorem 4750/220 \u003d 21,6 A. Następnie przyjrzymy się tabeli 3, otrzymujemy 2, 5 mm.

Tabela 3. Dopuszczalne obciążenia prądowe kabla z ukrytymi żyłami miedzianymi

Artykuł przeznaczony jest dla osób, które posiadają wiedzę z zakresu elektrotechniki w tomie licealnym i chcą zapoznać się z zastosowaniem obliczeń elektrycznych w niektórych przypadkach życia codziennego. Opinie i sugestie dotyczące dodania innych obliczeń proszę pisać w komentarzach.

1. Obliczanie wielkości przemiennego prądu elektrycznego przy obciążeniu jednofazowym.

Załóżmy, że mamy zwykły dom lub mieszkanie, w którym znajduje się sieć elektryczna prądu przemiennego o napięciu 220 woltów.

W domu znajdują się urządzenia elektryczne:

1. Do oświetlenia domu zainstalowano 5 żarówek o mocy 100 watów każda i 8 żarówek o mocy 60 watów każda. 2. Piekarnik elektryczny o mocy 2 kilowatów lub 2000 watów. 3. Telewizor o mocy 0,1 kilowata lub 100 watów. 4. Lodówka o mocy 0,3 kilowata lub 300 watów. 5. Pralka o mocy 0,6 kilowata lub 600 watów. Interesuje nas, jaki prąd popłynie na wejściu do naszego domu lub mieszkania przy jednoczesnej pracy wszystkich powyższych urządzeń elektrycznych i czy nasz licznik elektryczny, zaprojektowany na prąd o natężeniu 20 amperów, ulegnie uszkodzeniu?

Obliczenie: 1, Określ całkowitą moc wszystkich urządzeń: 500 + 480 + 2000 + 100 + 300 + 600 = 3980 watów 2. Prąd płynący w przewodzie przy tej mocy jest określony wzorem:

Gdzie: I - prąd w amperach (A) P - moc w watach (W) U - napięcie w woltach (V) cos φ - współczynnik mocy (dla domowych sieci elektrycznych możesz wziąć 0,95) Zastąpmy liczby we wzorze: I \u003d 3980 / 220 * 0,95 \u003d 19,04 A Wniosek: Miernik wytrzyma, ponieważ prąd w obwodzie jest mniejszy niż 20 A. Dla wygody użytkowników aktualny formularz obliczeniowy podano poniżej.

Należy wpisać w odpowiednie pola formularza całkowitą wartość mocy wszystkich urządzeń elektrycznych w watach, napięcie w woltach, zwykle 220 i współczynnik mocy 0,95 dla obciążenia domowego, kliknąć przycisk „Oblicz” i aktualna wartość w amperach pojawi się w polu „Current”. Jeśli masz obciążenie w kilowatach, powinieneś przekonwertować je na waty, które pomnożysz przez 1000. Aby wyczyścić wprowadzoną wartość mocy, kliknij przycisk „Wyczyść”. Wyczyszczenie domyślnych wartości napięć i cosinusów należy wykonać klawiszem kasowania przesuwając kursor do odpowiedniej komórki (jeśli to konieczne).

Forma obliczania prądu przy obciążeniu jednofazowym.

Te same obliczenia można wykonać dla sklepu, garażu lub dowolnego obiektu z wejściem jednofazowym. Ale co w przypadku, gdy znany jest prąd, który ustaliliśmy za pomocą cęgów prądowych lub amperomierza i musimy znać podłączoną moc?

Forma obliczania mocy przy obciążeniu jednofazowym.

A jaka jest wartość cos φ dla innych pantografów?(Uwaga! Wartości cosinusa phi dla Twojego sprzętu mogą różnić się od podanych): Żarówki i grzałki elektryczne z ogrzewaniem oporowym (cosφ ≈ 1,0) Silniki asynchroniczne, przy częściowym obciążeniu (cosφ ≈ 0,5) Prostownikowe instalacje elektrolizy (cosφ ≈ 0,6) Elektryczne piece łukowe (cosφ ≈ 0,6) Piece indukcyjne (cosφ ≈ 0,2-0,6) Pompy wodne (cosφ ≈ 0,8) Sprężarki (cosφ ≈ 0,7) Maszyny, obrabiarki (cosφ ≈ 0,5) Transformatory spawalnicze (cosφ ≈ 0,4) Świetlówki połączone dławikiem elektromagnetycznym (cosφ ≈ 0,5-0,6)

2. Obliczanie wartości stałego prądu elektrycznego.

Prąd stały do ​​codziennego życia wykorzystywany jest głównie w urządzeniach elektronicznych, a także w pokładowej sieci elektrycznej samochodu. Załóżmy, że decydujesz się zainstalować dodatkowy reflektor w samochodzie z lampą 60-watową i podłączyć go ze światła mijania. I od razu pojawia się pytanie - czy istniejący bezpiecznik 10 A dla świateł mijania wytrzyma, gdy zostanie podłączony inny reflektor?

Obliczenie: Załóżmy, że moc żarówki świateł mijania wynosi 65 watów. Obliczmy prąd za pomocą wzoru:

gdzie: I - prąd w amperach (A) P - moc w watach (W) U - napięcie w woltach (V)

Jak widać, w przeciwieństwie do wzoru na prąd przemienny - cos φ - nie ma tutaj. Podstawmy liczby do wzoru: I = 65/12 = 5,42 A 65 W - moc lampy 12 V - napięcie w sieci pokładowej samochodu 5,42 A - prąd w obwodzie lampy. Moc dwóch lamp w reflektorze głównym i dodatkowym wyniesie 60 + 65 = 125 W I = 125/12 = 10,42 A przy wysokim prądzie nastawczym. Przed wymianą należy sprawdzić ciągły dopuszczalny prąd przewodu tego obwodu, a prąd zadziałania bezpiecznika musi być mniejszy niż ciągły dopuszczalny prąd przewodu.

Dla wygody użytkowników poniżej przedstawiono aktualny formularz obliczeniowy. Należy wpisać w odpowiednie pola formularza całkowitą wartość mocy w watach wszystkich urządzeń elektrycznych, napięcie w woltach, kliknąć przycisk „Oblicz”, a aktualna wartość w amperach pojawi się w polu „Current”. Aby wyczyścić, kliknij przycisk „Wyczyść”. Forma obliczania prądu stałego.

3. Obliczanie wielkości przemiennego prądu elektrycznego przy obciążeniu trójfazowym.

Załóżmy teraz, że mamy zwykły dom lub mieszkanie, w którym znajduje się sieć elektryczna prądu przemiennego o napięciu 380/220 woltów. Dlaczego wskazane są dwa napięcia - 380 V i 220 V? Faktem jest, że po podłączeniu do sieci trójfazowej do domu wchodzą 4 przewody - 3 fazy i neutralny (zero po staremu).

Tak więc napięcie między przewodami fazowymi lub w inny sposób - napięcie sieciowe wyniesie 380 V, a między dowolną fazą a przewodem neutralnym lub w przeciwnym razie napięcie fazowe wyniesie 220 V. Każda z trzech faz ma swoje własne oznaczenie literami łacińskimi A, B, C. Neutralny jest oznaczony przez łacińskie N .

Tak więc między fazami A i B, A i C, B i C - będzie napięcie 380 V. Między A i N, B i N, C i N będzie 220 V i urządzenia elektryczne o napięciu 220 Do tych przewodów można podłączyć napięcie V, co oznacza, że ​​dom może mieć zarówno obciążenia trójfazowe, jak i jednofazowe.

Najczęściej występuje oba i nazywa się to ładunkiem mieszanym.

Na początek obliczamy prąd przy obciążeniu czysto trójfazowym.

W domu znajdują się trójfazowe urządzenia elektryczne:

1. Silnik elektryczny o mocy 3 kilowatów lub 3000 watów.

2. Elektryczny podgrzewacz wody, 15 kilowatów lub 15000 watów.

W rzeczywistości obciążenia trójfazowe są zwykle rozpatrywane w kilowatach, dlatego jeśli są zapisane w watach, należy je podzielić przez 1000. Interesuje nas, jaki prąd popłynie na wejściu do naszego domu lub mieszkania, podczas gdy wszystkie powyższe urządzenia elektryczne działają i czy nasz licznik elektryczny ulegnie uszkodzeniu na 20 amperów?

Obliczenia: Określamy całkowitą moc wszystkich urządzeń: 3 kW + 15 kW = 18 kW 2. Prąd płynący w przewodzie fazowym przy tej mocy określa wzór:

Gdzie: I - prąd w amperach (A) P - moc w kilowatach (kW) U - napięcie liniowe, V cos φ - współczynnik mocy (w przypadku domowych sieci elektrycznych można wziąć 0,95) Zastąp liczby we wzorze: \u003d 28,79 A

Wniosek: Miernik nie wytrzyma, więc należy go zastąpić prądem co najmniej 30 A. Dla wygody użytkowników poniżej podano formularz do obliczania prądu.

Aby nie korzystać z kalkulatora, po prostu wpisz swoje liczby w formularzu poniżej i kliknij przycisk "Oblicz".

Forma obliczania prądu przy obciążeniu trójfazowym.

Ale co w przypadku, gdy znany jest prąd obciążenia trójfazowego (ten sam dla każdej z faz), który wyznaczyliśmy za pomocą cęgów prądowych lub amperomierza, i musimy znać podłączoną moc?

Przekształćmy wzór na obliczanie prądu na moc obliczeniową.

Aby nie korzystać z kalkulatora, po prostu wpisz swoje liczby w formularzu poniżej i kliknij przycisk "Oblicz".

Forma obliczania mocy przy obciążeniu trójfazowym.

Teraz obliczmy prąd przy mieszanych obciążeniach trójfazowych i jednofazowych.

Tak więc do domu wprowadzane są 3 fazy, a elektryk, który instaluje okablowanie elektryczne, powinien dążyć do zapewnienia równomiernego obciążenia faz, chociaż nie zawsze tak jest.

W naszym domu wyszło na przykład tak: - faza A i neutralny z napięciem między nimi, jak już wiemy - 220 V doprowadzone do garażu i studni, a także oświetlenie dziedzińca, łączne obciążenie - 12 żarówek 100 watów, pompa elektryczna 0,7 kW lub 700 watów. - faza B i neutralna z napięciem między nimi - 220 V są doprowadzane do domu, całkowite obciążenie wynosi 1800 watów. - faza C i neutralna z napięciem między nimi - 220 V są doprowadzone do kuchni letniej, łączne obciążenie kuchenki elektrycznej i lamp wynosi 2,2 kW.

Mamy obciążenia jednofazowe: w fazie A obciążenie wynosi 1900 watów, w fazie B - 1800 watów, w fazie C - 2200 watów, łącznie dla trzech faz 5,9 kW. Ponadto wykres pokazuje również obciążenia trójfazowe 3 kW i 15 kW, co oznacza, że ​​łączna moc obciążenia mieszanego wyniesie 23,9 kW.

Wpisujemy kolejno wartości tych mocy i obliczamy prądy.

Dla fazy A będzie to - 9,09 A, dla B - 8,61 A, dla C - 10,53 A. Ale mamy już prąd obciążenia trójfazowego przez przewody wszystkich trzech faz, aby poznać całkowitą wartość prądu w każdej z faz, wystarczy dodać prądy obciążeń trójfazowych i jednofazowych. Faza A 28,79 A + 9,09 A \u003d 37,88 A Faza B 28,79 A + 8,61 \u003d 37,40 A Faza C 28,79 A + 10,53 \u003d 39,32 A. Najwyższe obciążenia prądem mieszanym w fazie C.

A co, jeśli znamy prąd mieszanego obciążenia trójfazowego (różny dla każdej z faz), który wyznaczyliśmy za pomocą cęgów prądowych lub amperomierza, i musimy znać podłączoną moc?

W takim przypadku konieczne jest określenie poboru mocy każdej z trzech faz w formularzu obliczeniowym do określenia mocy przy obciążeniu jednofazowym, a następnie po prostu dodaj te moce, co da nam łączną moc trzech mieszanych obciążenie fazowe. Korzystając z przykładu obciążenia mieszanego, widzimy, że całkowity prąd w fazie A wyniósł 37,88 A, w fazie B 37,40 A, a w fazie C 39,32 A.

7.2. Sprawdzenie wybranej sekcji pod kątem utraty napięcia.

Na początek, zgodnie ze znaną podłączoną mocą P \u003d 3980 W, napięciem fazowym U f \u003d 220 V i cosinus fi 0,95, należy określić prąd obciążenia. Nie będę się powtarzał, ponieważ przeszliśmy już przez to na początku sekcji 1. „Obliczanie wielkości przemiennego prądu elektrycznego przy obciążeniu jednofazowym”. Ponadto, aby wybrać materiał i przekrój przewodu, należy dodać współczynnik bezpieczeństwa 30% do prądu obciążenia lub, co jest takie samo, pomnożyć przez 1,3. W naszym przypadku prąd obciążenia wynosi 19,04 A. Współczynnik bezpieczeństwa 30% do prądu obciążenia wynosi 1,3 I n \u003d 1,3 19,04 \u003d 24,76 A.

Wybieramy drut aluminiowy i zgodnie z tabelą 1.3.5 PUE określamy najbliższy największy przekrój, który będzie równy 4 mm 2 dla drutów ułożonych swobodnie przy prądzie 32 A.

Aby użytkownik mógł podstawić własne wartości, poniżej zamieszczono formularz obliczeniowy składający się z dwóch części.

Formularz obliczeniowy do wyznaczania strat napięcia w sieci dwuprzewodowej jednofazowej lub dwufazowej.

Część 1. Obliczamy prąd obciążenia i prąd ze współczynnikiem bezpieczeństwa 30%, aby wybrać przekrój drutu.

Dla trwałej i niezawodnej pracy instalacji elektrycznej niezbędny jest dobór odpowiedniego przekroju kabla. Aby to zrobić, musisz obliczyć obciążenie w sieci energetycznej. Dokonując obliczeń, należy pamiętać, że obliczenia obciążenia jednego urządzenia elektrycznego i grupy urządzeń elektrycznych nieco się różnią.

Obliczanie aktualnego obciążenia dla pojedynczego odbiorcy

Wybór wyłącznika i obliczenie obciążenia dla pojedynczego odbiorcy w sieci mieszkaniowej 220 V jest dość proste. Aby to zrobić, przypominamy główne prawo elektrotechniki - prawo Ohma. Następnie, po ustawieniu mocy urządzenia elektrycznego (wskazanego w paszporcie dla urządzenia elektrycznego) i podając napięcie (dla domowych sieci jednofazowych 220 V), obliczamy prąd pobierany przez urządzenie elektryczne.

Na przykład domowe urządzenie elektryczne ma napięcie zasilania 220 V i moc tabliczki znamionowej 3 kW. Stosujemy prawo Ohma i otrzymujemy I nom \u003d P nom / U nom \u003d 3000 W / 220 V \u003d 13,6 A. W związku z tym, aby chronić tego konsumenta energii elektrycznej, konieczne jest zainstalowanie wyłącznika o prądzie znamionowym 14 A. Ponieważ ich nie ma, wybiera się najbliższy większy, czyli o prądzie znamionowym 16 A.

Obliczanie obciążenia prądowego dla grup odbiorców

Ponieważ zasilanie odbiorców energii elektrycznej może odbywać się nie tylko indywidualnie, ale także w grupach, kwestia obliczania obciążenia grupy odbiorców staje się istotna, ponieważ będą oni podłączeni do jednego wyłącznika.

Do obliczenia grupy odbiorców wprowadza się współczynnik zapotrzebowania Ks. Określa prawdopodobieństwo jednoczesnego podłączenia wszystkich konsumentów grupy przez długi czas.

Wartość K c = 1 odpowiada jednoczesnemu połączeniu wszystkich urządzeń elektrycznych grupy. Oczywiście włączenie wszystkich odbiorców energii elektrycznej do mieszkania w tym samym czasie jest niezwykle rzadkie, powiedziałbym niewiarygodne. Istnieją całe metody obliczania współczynników popytu dla przedsiębiorstw, domów, wejść, warsztatów i tak dalej. Współczynnik popytu na mieszkanie będzie różny dla różnych pomieszczeń, konsumentów, a także w dużej mierze zależeć będzie od stylu życia mieszkańców.

Dlatego obliczenia dla grupy konsumentów będą wyglądały nieco bardziej skomplikowanie, ponieważ należy wziąć pod uwagę ten współczynnik.

Poniższa tabela przedstawia współczynniki zapotrzebowania na urządzenia elektryczne w małym mieszkaniu:

Współczynnik zapotrzebowania będzie równy stosunkowi zredukowanej mocy do całkowitego K z mieszkania = 2843/8770 = 0,32.

Obliczamy prąd obciążenia I nom \u003d 2843 W / 220 V \u003d 12,92 A. Wybieramy automatyczną maszynę na 16 A.

Korzystając z powyższych wzorów obliczyliśmy prąd roboczy sieci. Teraz musisz wybrać przekrój kabla dla każdej grupy konsumentów lub konsumentów.

PUE (zasady dla instalacji elektrycznych) reguluje przekrój kabla dla różnych prądów, napięć, mocy. Poniżej znajduje się tabela, z której, zgodnie z szacowaną mocą i prądem sieci, wybiera się odcinek kabla dla instalacji elektrycznych o napięciu 220 V i 380 V:

Tabela pokazuje tylko przekroje przewodów miedzianych. Wynika to z faktu, że w nowoczesnych budynkach mieszkalnych nie układa się okablowania aluminiowego.

Poniżej znajduje się również tabela z zakresem mocy domowych urządzeń elektrycznych do obliczeń w sieciach lokali mieszkalnych (z norm określania obciążeń projektowych budynków, mieszkań, domów prywatnych, osiedli).

Typowy wybór rozmiaru kabla

Zgodnie z sekcją kabla stosuje się wyłączniki. Najczęściej używana jest klasyczna wersja sekcji drutu:

• Do obwodów oświetleniowych o przekroju 1,5 mm 2;
• Do obwodów gniazd o przekroju 2,5 mm 2;
• Do kuchenek elektrycznych, klimatyzatorów, podgrzewaczy wody - 4 mm 2;

Do wejścia zasilania do mieszkania służy kabel 10 mm 2 , chociaż w większości przypadków wystarczy 6 mm 2 . Ale przekrój 10 mm 2 jest wybierany z marginesem, że tak powiem, z oczekiwaniem większej liczby urządzeń elektrycznych. Na wejściu jest również zainstalowany wspólny RCD o prądzie wyzwalającym 300 mA - jego celem jest ogień, ponieważ prąd wyzwalający jest zbyt wysoki, aby chronić osobę lub zwierzę.

Aby chronić ludzi i zwierzęta, wyłączniki RCD o prądzie wyzwalającym 10 mA lub 30 mA są używane bezpośrednio w potencjalnie niebezpiecznych pomieszczeniach, takich jak kuchnie, łazienki, a czasem w grupowych gniazdach pokojowych. Sieć oświetleniowa z reguły nie jest dostarczana z RCD.