Konečným cílem výpočtu elektrické sítě obytné budovy, stejně jako jakékoli jiné budovy, je výběr průřezů vodičů a ochranných zařízení. Průřezy vodičů musí být vybrány s ohledem na následující základní ustanovení:

1. Vodiče se nesmí přehřát, když vypočtený zatěžovací proud (11.1) překročí přípustnou hodnotu.

2. Odchylky a napětí na svorkách elektrických přijímačů musí být v přijatelných mezích v souladu s GOST 13109-67 „Normy kvality pro elektrickou energii na jejích přijímačích připojených k univerzálním elektrickým sítím“.

3. Kolísání napětí způsobené krátkodobými změnami zátěže, například zařazením zkratovaných asynchronních elektromotorů, by nemělo překročit hodnoty stanovené GOST 13109-67 a způsobit poruchy v provozu stávajících elektrických přijímačů. .

4. Mechanická pevnost vodičů musí být alespoň přijatelná pro tento typ elektrického vedení.

5. Při výběru okruhu a výpočtu napájecích sítí je vhodné vzít v úvahu ekonomické faktory vyznačující se nejnižšími sníženými náklady

6. Přípustné ztráty napětí je vhodné rozdělit na úseky vnitřní sítě na základě podmínky nejnižší ceny materiálu vodiče.

7. Ochranná zařízení musí zajistit ochranu všech částí sítě před zkraty a v některých případech, které zajišťuje PUE, před přetížením. Kromě toho by tato zařízení neměla fungovat při krátkodobých nárůstech zatěžovacích proudů, které jsou možné za normálních provozních podmínek sítě, například při zapínání elektromotorů nakrátko, solenoidových ventilů hasicích zařízení atd. Ochranná zařízení by měla, pokud je to možné, fungovat selektivně, tj. zajistit selektivní vypnutí poškozené oblasti.

11.1. Jmenovitý proud zátěže je hodnota proudu určená na základě jmenovitého výkonu spotřebičů.

Základem výpočtu sítě je stanovení elektrického zatížení,

která je podrobně rozebrána v tématech 5, 6, 7.

Dlouhodobá přípustná zatížení vodičů

Určitá hodnota dlouhodobého proudu při stálých okolních teplotách a podmínkách pokládky odpovídá určité teplotě vodiče. Podle nejvyšší přípustné teploty ohřevu vodiče se nastaví hodnota dlouhodobě přípustného proudu normalizovaná PUE. Tato hodnota závisí na materiálu, průřezu vodiče, okolní teplotě izolačního materiálu a způsobu instalace.

Dlouhodobé přípustné proudové zatížení (11.2) lze určit na základě tepelných výpočtů, avšak zejména pro izolované vodiče a kabely jsou vzorce složité, a proto PUE poskytuje hotové tabulky přípustných proudových zatížení, které se získají výpočtem i experimentálně (tabulka 11.1) PUE ukazuje průměrné okolní teploty, pro které byly sestaveny tabulky (uvnitř +25 °C). Pokud se okolní teplota výrazně liší od normalizované, pak by se přípustná proudová zatížení měla přepočítat vynásobením normalizovaného zatížení koeficientem podle PUE.

ČTĚTE VÍCE
Co je lepší: dvoukomorové okno s dvojitým zasklením nebo jednokomorové energeticky úsporné okno?

11.2. Dlouhodobě přípustné proudové zatížení je taková hodnota proudu, při jejímž dlouhodobém toku nepřekročí ustálená teplota vodiče stanovenou přípustnou teplotu pro velikost tepelného opotřebení izolace nebo pro tepelný vliv na vodič. holým vodičem.

Volba průřezu drátu podle topných podmínek

Maximální přípustné teploty ohřevu pro některé typy vodičů a kabelů jsou následující: holé vodiče – 70 ° C; izolované vodiče v pryžové nebo polyvinylchloridové izolaci -55° C; dráty v tepelně odolné pryžové izolaci -65°C; kabely s papírovou izolací pro napětí do 3 kV – 80°C; kabely s papírovou izolací pro napětí do 6 kV—65°C; papírově izolované kabely pro napětí do 10 kV – 60°C.

Na základě těchto hodnot jsou v tabulce 11.1 stanovena dlouhodobá přípustná proudová zatížení vodičů a kabelů.

Pro volbu průřezu žil se určí jmenovitý proud a podle tabulky 1.1 se zvolí nejbližší vyšší hodnota dovoleného proudu, podle které se zvolí standardní průřez odpovídající tomuto proudu.

Například. Stanoví se jmenovitý proud IР=78 A, je známo, že drát je hliníkový, položený otevřeně. Podle tabulky 11.1 najdeme stejnou nebo nejbližší větší hodnotu proudu – 80 A. Pro takový proud najdeme v tabulce 11.1 průřez 16 mm 2.

Podobně se volí průřez žil kabelu podle tabulek dlouhodobých dovolených proudových zatížení, které jsou uvedeny v referenční literatuře, v závislosti na materiálu žil, jejich izolaci a podmínkách instalace (otevřené, v potrubí , v zemi atd.) a počet kabelů v jedné trase.

V závislosti na okolní teplotě je přípustný proud při trvalém provozu určen vzorcem

kde jáмакс — vypočítaný zatěžovací proud, A; Кп — korekční faktor pro okolní teplotu

Vypočítaný zatěžovací proud je určen podle vzorců:

a) pro třífázové čtyřvodičové a třívodičové sítě

b) pro dvoufázovou síť s nulovým vodičem při zapínání elektrických přijímačů na fázové napětí

c) pro jednofázovou síť

kde Pмакс — vypočtené maximální zatížení, kW; UН — jmenovité síťové napětí, V; Uф— jmenovité fázové napětí, V.

Pro sítě napájející zářivky by se při stanovení návrhového proudu měl zadat zvyšující faktor, který zohledňuje ztráty v předřadnících (předřadnících) podle následujících průměrných údajů, které jsou akceptovány v projekční praxi: pro zapalovací obvody startéru 1,25, pro ne. obvody zapalování startéru 1,3.

ČTĚTE VÍCE
Jak správně zasadit mrkev, abyste získali dobrou úrodu?

Účiník cosφ by měl být brán pro vedení napájející elektrické přijímače bytů na základě pokynů pro elektrické přijímače vestavěných prostor – podle projektů elektrických zařízení těchto prostor; Pro zářivky instalované na schodištích v halách a vestibulech 0,9 pro svítidla s kompenzovanými předřadníky a 0,5 s nekompenzovanými předřadníky.

Při výběru průřezů vodičů podle podmínek přípustného ohřevu je třeba kromě výše uvedených vzít v úvahu následující.

1. U třífázových čtyřvodičových přívodních vedení bytů je ve fázových vodičích neodstranitelná konstantní asymetrie proudových zátěží. Proto PUE vyžadují, aby průřezy nulových vodičů byly stejné jako průřezy fázových vodičů s průřezy fázových vodičů až do 25 mm 2 včetně (pro hliník). Pro velké průřezy fázových vodičů je třeba volit průřezy nulových vodičů s průřezem minimálně 50 % fázových vodičů.

2. U dvoufázových a jednofázových vedení se průřezy nulových vodičů rovnají průřezům fázových vodičů.

3. Při volbě průřezů nulových vodičů sítí zářivkového osvětlení je nutné vzít v úvahu přítomnost v těchto vodičích proudů vyšších harmonických násobků tří, které existují díky nesinusovému charakteru proudu. křivek, a to i při rovnoměrném fázovém zatížení. Vzhledem k tomu, že v těchto případech může proud v nulovém vodiči dosáhnout, zejména u kompenzovaných předřadníků., 85-90% proudu ve fázovém vodiči, průřezy nulové vodiče by měly být brány stejné jako průřezy fázových vodičů.

4. Při pokládání vodičů v krabicích a podnosech je třeba vzít přípustné proudové zatížení takto:

a) při pokládání vodičů do žlabů v jedné vodorovné řadě jako u volně kladených vodičů;

b) při pokládání vodičů v krabicích a podnosech ve svazcích jako u vodičů uložených v potrubí.

5. Při pokládání více než čtyř vodičů v trubkách, krabicích a také v podnosech ve svazcích je třeba vzít v úvahu povolené proudové zatížení:

a) pro 5-6 současně zatížených vodičů jako pro volně položené vodiče s koeficientem 0,68;

b) pro 7-9 současně zatížených vodičů jako pro volně položené vodiče s koeficientem 0,63;

c) pro 10-12 současně zatížených vodičů jako pro volně položené vodiče s koeficientem 0,6.

Průřezy vodičů uložených v kanálech stavebních konstrukcí, stejně jako zapuštěných vodičů, lze volit jako pro vodiče v potrubí.

ČTĚTE VÍCE
Jaké jsou požadavky na podzemní instalaci plynovodů?

6. U čtyřvodičových vedení uložených v trubkách nebo kanálech stavebních konstrukcí napájejících elektrické přijímače bytů a obecných spotřebičů budov (napájení a osvětlení žárovkami) jsou přípustná proudová zatížení akceptována jako pro tři jednožilové dráty uložené v jedné trubce . Pro stejné vedení napájející zářivkové osvětlení jako pro čtyři jednožilové vodiče uložené v jedné trubce.

7. Pro přerušované a krátkodobé provozní režimy sítě (například linky napájející výtahy) by se vypočítané proudové zatížení mělo snížit na dlouhodobý režim podle vzorce

Vzorec platí pro hliníkové dráty s průřezem větším než 16 mm2. U menších průřezů se předpokládá, že proudové zatížení je stejné jako při dlouhodobém provozu:

To znamená, že jáмакс normalizované na okolní teplotu.

Opakovaným krátkodobým provozním režimem podle PUE rozumíme režim, ve kterém celková doba trvání cyklu Tц nepřesahuje 10 minut a délka pracovní doby je tp nepřesáhne 4 minuty. Doba trvání inkluze je určena z výrazu

Krátkodobý provozní režim je, ve kterém se vodič během pauzy ochladí na teplotu okolí. V tomto případě by délka pracovní doby neměla přesáhnout 4 minuty.

Výběr úseků vodičů a kabelů s ohledem na vlastnosti ochranných zařízení.

Pravidla pro projektování elektrických instalací upravují spolu s kontrolou přípustného ohřevu určité vztahy mezi proudy ochranných zařízení a přípustným proudem, tedy průchodností vodičů a kabelů. Tyto poměry v sítích chráněných před přetížením se často ukazují jako rozhodující při výběru průřezů vodičů a kabelů. Je třeba mít na paměti, že pojistky a jističe, které chrání sítě před přetížením, je také spolehlivě chrání před zkratem.

Podmínka pro dodržení jmenovitého proudu nebo rozběhového (spouštěcího) proudu ochranného zařízení vyjádřeno následující rovnicí:

kde Кз — násobek přípustného proudu vodiče ve vztahu k odpovídajícímu proudu ochranného zařízení. Množství К3 pro sítě chráněné pouze před zkratem, stejně jako před zkratem a přetížením, jsou uvedeny v tabulce. 11.2.

Jak je uvedeno výše, vybraná ochranná zařízení a průřezy vodičů musí splňovat ještě jeden požadavek. Musí být zajištěna spolehlivá činnost ochrany při zkratech na konci vedení. Při zajišťování poměrů však v sítích chráněných pouze proti zkratu, tedy nevyžadujících ochranu proti přetížení, nemusí být provedena vypočtená kontrola násobků zkratových proudů.

ČTĚTE VÍCE
Jaká jsou možná místa pro svařování a jiné práce za tepla?

1. U strojů, které mají jak tepelné, tak elektromagnetické spouštění, Kз Kontrolováno pouze na tepelné uvolnění (nastavitelné a nenastavitelné).

2. Průřezy vodičů a kabelů pro odbočky ke zkratovaným elektromotorům v sítích uložených v nevýbušných prostorách a chráněných před přetížením se volí na základě jmenovitých proudů elektromotorů.

3. Pokud se požadované dovolené proudové zatížení vodiče neshoduje s údaji v tabulkách dovolených zatížení podle PUE, pak je povoleno použití vodiče nejbližšího menšího průřezu. Přípustný proud vodiče by však neměl být menší než vypočtený proud vedení.

Výběr průřezu vodičů a kabelů na základě ekonomické hustoty proudu

Náklady na přenos elektrické energie zahrnují náklady na energetické ztráty ve vodičích a transformátorech elektrické sítě, roční provozní náklady sestávající z odpisů, náklady na běžné opravy a údržbu.

Při projektování elektrických sítí je důležité zajistit nejnižší náklady na elektrickou energii. To do značné míry závisí na zvoleném průřezu vodičů. Pokud je snížíte, ztráty se zvýší, a pokud je zvýšíte, náklady na ztracenou elektřinu se sníží. To však vede ke zvýšení počátečních kapitálových nákladů na výstavbu sítě.

Průřez odpovídající minimálním nákladům na přenos elektřiny se nazývá ekonomický. Byla stanovena ekonomická proudová hustota, která odpovídá minimu daných nákladů a vyhovuje optimálnímu poměru mezi náklady na neželezný kov a energetickými ztrátami ve vedení.

11.3 Ekonomická proudová hustota je hustota, při které jsou zajištěny minimální peněžní náklady na provoz napájecí soustavy

PUE doporučuje pro stanovení ekonomického průřezu vodičů a kabelů (mm 2) použít následující vzorec:

kde jámax— vypočítaný proud vedení během normálního provozu sítě, A;Iekv — ekonomická proudová hustota (11.3), A/mm 2, stanovená v závislosti na materiálu a době použití maximálního zatížení.

Vypočtený proud vedení se bere při běžném provozu sítě bez zohlednění zvýšené zátěže při haváriích a opravách.

Výsledný průřez vodiče se zaokrouhlí na nejbližší standardní průřez.

V tabulce 11.3 ukazuje ekonomické proudové hustoty doporučené PUE.

Průřezy vodičů vedení se volí podle ekonomické proudové hustoty. U vybraného průřezu se kontroluje přípustné zahřívání, přípustná ztráta napětí a mechanická pevnost. Nakonec je akceptován největší průřez získaný jako výsledek těchto výpočtů.

ČTĚTE VÍCE
Proč jsou napájecí zdroje zapojeny do série?

Podle pokynů PUE o ekonomické hustotě proudu nevybírejte:

a) sítě průmyslových podniků a staveb s napětím do 1000V s počtem hodin využití maximálního zatížení podniku do 4000-5000 za rok;

b) odbočky k jednotlivým elektrickým přijímačům s napětím do 1000 V, jakož i osvětlovací sítě průmyslových podniků, obytných a veřejných budov, testované na ztrátu napětí;

c) přípojnice elektrických instalací všech napětí;

d) sítě dočasných staveb, jakož i instalace s krátkou životností (3-5 let)

e) dráty jdoucí k odporům, startovací reostaty.

U vodičů a kabelů všech průřezů se ekonomická proudová hustota při maximálním zatížení v noci zvyšuje o 40 % au izolovaných vodičů s průřezem do 16 mm 2 – bez ohledu na maximální dobu.