Üç fazlı elektrik şebekelerinin yüklerinin hesaplanmasına örnekler. Temel üzerindeki yükün hesaplanması. Akım yükünün belirlenmesi

Maksimum güç, diğer bir deyişle toplam gücün (Sm) yarım saatlik bir süre içindeki ortalama değerlerinin maksimumu olarak tanımlanır. Hesaplanır veya güç kaynağı hatlarının kesitlerinin yeterliliğini, ısıtma ve akım yoğunluğunu dikkate alarak belirlemenize, transformatörlerin gücünü seçmenize, ağdaki güç kayıplarını ve elektrik kesintilerini belirlemenize olanak tanır. Tasarım yükünü hesaplamak için öncelikle temel kavramları ve katsayıları incelemelisiniz.

Bu nedenle, maksimum yükü hesaplamak için maksimum yüklü vardiya için ortalama aktif yük (Rcm) ve ortalama reaktif yük (Qcm) gereklidir ve yıl için elektrik kaybını belirlemek için ortalama yıllık aktif yük (Rsg) ) ve reaktif (Qsg) enerji gereklidir. Uygulamada, ortalama aktif ve reaktif enerji yükünü hesaplamak için, sayaç okumalarına göre belirli bir süre (genellikle vardiya sırasında) ilgili enerjinin tüketim miktarı bu zaman aralığıyla ilişkilendirilir.

Maksimum kısa süreli veya tepe yük (Ipeak) kavramı vardır - ağları test etmek ve korumak ve voltaj dalgalanmalarını belirlemek için periyodik olarak oluşan bir yük.

• Kurulu aktif güç kullanım faktörü (Ki). Aynı çalışma modlarına (Рсм) sahip alıcıların ortalama aktif gücünün, bu elektrik alıcılarının kurulu gücüne (Ру) oranı olarak tanımlanır. Buna karşılık, uzun süreli çalışma modlu elektrik alıcısının kurulu gücü pasaport tarafından belirlenir ve kısa süreli çalışma modlu alıcı, uzun süreli çalışma moduna indirgenir. Bir grup alıcı için toplam kurulu aktif güç, tüm alıcıların aktif güçlerinin toplanmasıyla belirlenir. Bir grup heterojen alıcı için Ki katsayısının, toplam ortalama gücün (Рсм) toplam kurulu güce (Ру) oranına eşit olduğunu belirtmekte fayda var.
• Maksimum aktif güç faktörü (Km). Hesaplanan aktif gücün (Рм) bir vardiya veya yıl için ortalama değerine (sırasıyla Рсм veya Рсг) oranı olarak hesaplanır. Şekil, bu katsayının farklı kullanım oranlarındaki etkin alıcı sayısına bağımlılığını ortaya koymaktadır.

• Yük faktörü (Kn), günlük ve yıllık programlarda yükün eşitsiz olduğunu gösterir. Değeri önceki katsayının değeri ile ters orantılıdır.
• Aktif güç talebi faktörü (Kc), tüm tüketicilerin aynı anda çalışıp çalışmadığını gösterir ve hesaplanan yükün (Pm) tüm alıcıların kurulu gücüne (Pu) oranı olarak hesaplanır. Aşağıdaki tabloda bu katsayının değerlerini görebilirsiniz.

• Anahtarlama faktörü (Kv). Bir alıcı için, belirli bir zaman aralığında (Tv) çalışma süresinin bu aralığın süresine (Tt) oranı ile belirlenir. Bir grup elektrik alıcısının katsayısı, incelenen zaman aralığı boyunca grup için açılan ortalama aktif gücün grubun kurulu gücüne bölünmesiyle belirlenir.
• Alıcı aktif güç yük faktörü (Kz). Önceki katsayıya benzer şekilde alıcının çalışma süresinden de etkilenir. Belirli bir zaman periyodundaki bir çalışma süresi boyunca ortalama aktif gücün (Рс), nominal güce (Рн) bölünmesiyle hesaplanır. Grubun katsayısı yukarıda belirtilen Ki ve Kv katsayılarının oranıyla belirlenir. Yük faktörünü hesaplamak mümkün değilse, standart değerleri kabul edilir: 0,9 - uzun süreli çalışan alıcılar, 0,75 - aralıklı çalışan.
• Enerji kullanımına ilişkin kayma katsayısı (α). Bu katsayı, mevsimsellik ve aralıklı yüklemeleri dikkate alarak yıllık enerji tüketimini belirler. İşletmenin faaliyet türüne bağlı olarak, katsayının yaklaşık değerleri, demir metalurji tesislerinde yardımcı atölyeler için tipik olan 0,65'ten alüminyum tesisleri için 0,95'e kadar değişebilir.

• Alıcı, yük planına uygun olarak maksimum yükte ve elektrik tüketiminde yılda kaç saat çalışmaktadır? Bu değere maksimum aktif gücün yıllık kullanım saati (Tm) adı verilir ve vardiya sayısına ve işletmenin faaliyet türüne bağlıdır. Yani, tek vardiyada çalışırken Tm 1800 ila 2500 saat arasında olabilir, iki vardiya çalışıyorsanız - 4500 saate kadar, üç vardiyada - 7000 saate kadar;
• İşletmenin yıllık çalışma saati sayısı (Tg), yıllık elektrik kullanım şekli hakkında fikir verecektir. Vardiya sayısına ve sürelerine bağlıdır;
• Etkin alıcı sayısının değeri, farklı çalışma modlarına sahip bir grup alıcının bir grup homojen alıcıyla değiştirilmesini mümkün kılar. Şekilde elektrik alıcılarının etkin sayısını belirleyen eğriler gösterilmektedir.

Peki tasarım yükünü nasıl belirliyorsunuz? İçin yük hesaplamaları En doğru yöntem sıralı diyagram yöntemidir. Her bir alıcının gücü, tüm alıcıların sayısı ve teknik amacı hakkında verilere sahip olmanın yanı sıra yukarıdaki katsayıları ve değerleri kullanarak, güç üniteleri için hesaplama prosedürünü dikkate alacağız:

• Alıcıları teknolojik amaçlarına göre gruplara ayırıyoruz;
• Her grup için ortalama aktif ve reaktif gücü (Рcm ve Qcm) hesaplıyoruz;
• Alıcı sayısını (n), toplam kurulu gücü (Ру) ve ayrıca toplam ortalama reaktif ve aktif güçleri belirliyoruz;
• Grubun kullanım oranını (Ci) hesaplıyoruz;
• Elektrik alıcılarının etkin sayısını belirliyoruz;
• Yukarıdaki tablo ve şekli kullanarak maksimum katsayıyı buluyoruz;
• Hesaplanan aktif gücü (Pm) hesaplıyoruz ve hesaplanan reaktif güç (Qm), ortalama reaktif güce (Qcm) eşittir;
• Tahmini toplam gücü (Sm) ve akımı (Im) bulun.

Evdeki konfor ve güvenlik, elektrik kablo kesitinin doğru seçimine bağlıdır. Aşırı yüklendiğinde iletken aşırı ısınır ve yalıtım eriyerek yangına veya kısa devreye neden olabilir. Ancak kablonun fiyatı arttığı için gerekenden daha büyük bir kesit almak karlı değildir.

Genel olarak tüketici sayısına göre önce dairenin kullandığı toplam gücü belirledikten sonra sonucu 0,75 ile çarparak hesaplanır. PUE, kablo kesiti boyunca bir yük tablosu kullanır. Buradan, malzemeye ve geçen akıma bağlı olarak çekirdeklerin çapını kolayca belirleyebilirsiniz. Kural olarak bakır iletkenler kullanılır.

Kablo çekirdeğinin kesiti, standart boyut aralığını arttırma yönünde tam olarak hesaplanana karşılık gelmelidir. Hafife alındığında en tehlikelisidir. Daha sonra iletken sürekli olarak aşırı ısınır ve yalıtım hızla bozulur. Ve eğer uygun olanı kurarsanız sık sık tetiklenecektir.

Tel kesiti arttırılırsa maliyeti daha fazla olacaktır. Belirli bir rezerv gerekli olmasına rağmen, gelecekte kural olarak yeni ekipmanın bağlanması gerekli olacaktır. Yaklaşık 1,5'luk bir güvenlik faktörünün kullanılması tavsiye edilir.

Toplam gücün hesaplanması

Dairenin tükettiği toplam güç, dağıtım panosuna giren ve hatlara dallandıktan sonra ana girişe düşer:

• aydınlatma;
• soket grupları;
• Bireysel güçlü elektrikli aletler.

Bu nedenle güç kablosunun en büyük kesiti giriştedir. Çıkış hatlarında yüke bağlı olarak azalır. Öncelikle tüm yüklerin toplam gücü belirlenir. Tüm ev aletlerinin mahfazalarında ve pasaportlarında belirtildiği için bu zor değil.

Tüm güçler toplanır. Hesaplamalar her devre için benzer şekilde yapılır. Uzmanlar miktarın 0,75 ile çarpılmasını öneriyor. Bu, tüm cihazların aynı anda ağa bağlı olmamasıyla açıklanmaktadır. Diğerleri daha büyük bir bölüm seçmenizi önerir. Bu sayede gelecekte satın alınabilecek ek elektrikli cihazların daha sonra devreye alınması için bir rezerv oluşturulur. Bu kablo hesaplama seçeneğinin daha güvenilir olduğunu belirtmekte fayda var.

Tel kesiti nasıl belirlenir?

Tüm hesaplamalara kablo kesiti de dahildir. Formülleri kullanırsanız çapa göre belirlemek daha kolaydır:

• S=π D²/4;
• D= √(4×S/π).

Burada π = 3,14.

S = N×D²/1,27.

Esnekliğin gerekli olduğu yerlerde örgülü teller kullanılır. Kalıcı kurulumlarda daha ucuz katı iletkenler kullanılır.

Güce göre kablo nasıl seçilir?

Kablolamayı seçmek için kablo kesitine ait yük tablosunu kullanın:

• Açık tip hatta 220 V enerji veriliyorsa ve toplam güç 4 kW ise 1,5 mm² kesitli bakır iletken alınır. Bu boyut genellikle aydınlatma kabloları için kullanılır.
• 6 kW gücünde, daha büyük kesitli iletkenler gereklidir - 2,5 mm². Tel, ev aletlerinin bağlandığı prizlerde kullanılır.
• 10 kW'lık bir güç, 6 mm² kablo kullanılmasını gerektirir. Genellikle elektrikli sobanın bağlı olduğu mutfak için tasarlanmıştır. Böyle bir yükün temini ayrı bir hat üzerinden yapılır.

Hangi kablolar daha iyi?

Elektrikçiler, Alman markası NUM'un ofis ve konut binaları için kablolarını çok iyi biliyorlar. Rusya'da aynı adı taşısa da daha düşük özelliklere sahip marka kablolar üretiyorlar. Çekirdekler arasındaki boşluktaki bileşik sızıntıları veya yokluğu ile ayırt edilebilirler.

Tel monolitik ve çok telli olarak üretilmektedir. Her bir çekirdek ve tüm bükümler dıştan PVC ile yalıtılmıştır ve aralarındaki dolgu yanıcı değildir:

• Böylece NUM kablosu, dış mekandaki izolasyon güneş ışığı tarafından tahrip edildiği için iç mekanlarda kullanılır.
• Dahili kablo olarak ise VVG marka kablo yaygın olarak kullanılmaktadır. Ucuz ve oldukça güvenilirdir. Yere sermek için kullanılması tavsiye edilmez.
• VVG marka tel düz ve yuvarlak olarak yapılmıştır. Çekirdekler arasında dolgu maddesi kullanılmaz.
• Yanmayı desteklemeyen bir dış kabuktan yapılmıştır. Damarlar 16 mm² ve ​​üzeri kesite kadar yuvarlak olarak üretilmektedir.
• PVS ve ShVVP kablo markaları çok telli olarak üretilmiştir ve öncelikle ev aletlerini bağlamak için kullanılır. Genellikle ev elektrik kabloları olarak kullanılır. Çok telli iletkenlerin dış mekanlarda korozyon nedeniyle kullanılması önerilmez. Ayrıca bükme izolasyonu düşük sıcaklıklarda çatlayacaktır.
• Sokakta zırhlı ve neme dayanıklı AVBShv ve VBShv kabloları yeraltına döşeniyor. Zırh, kablonun güvenilirliğini artıran ve mekanik strese karşı dayanıklı kılan iki çelik şeritten yapılmıştır.

Akım yükünün belirlenmesi

Geometrik parametrelerin elektriksel parametrelerle ilişkili olduğu kablo kesitinin güç ve akıma göre hesaplanmasıyla daha doğru bir sonuç elde edilir.

Ev kablolaması için yalnızca aktif yükün değil aynı zamanda reaktif yükün de dikkate alınması gerekir. Mevcut güç aşağıdaki formülle belirlenir:

ben = P/(U∙cosφ).

Reaktif yük, floresan lambalar ve elektrikli cihazların (buzdolabı, elektrikli süpürge, elektrikli aletler vb.) motorları tarafından oluşturulur.

Güncel örnek

Toplam gücü 25 kW olan ev aletlerini ve 10 kW gücündeki üç fazlı makineleri bağlamak için bakır kablonun kesitini belirlemek gerekirse ne yapacağımızı öğrenelim. Bu bağlantı toprağa döşenen beş damarlı kablo ile yapılır. Evdeki yiyecekler nereden geliyor?

Reaktif bileşen dikkate alındığında, ev aletlerinin ve ekipmanlarının gücü şöyle olacaktır:

• P günlük yaşam = 25/0,7 = 35,7 kW;
• Önceki rev. = 10/0,7 = 14,3 kW.

Giriş akımları belirlenir:

• ben hayatım = 35,7 × 1000/220 = 162 A;
• Rev. = 14,3×1000/380 = 38 A.

Tek fazlı yükler üç faza eşit olarak dağıtılırsa akımı taşıyacaktır:

ben f = 162/3 = 54 A.

ben f = 54 + 38 = 92 A.

Tüm ekipmanlar aynı anda çalışmayacaktır. Rezerv dikkate alındığında, her aşama şu akımı hesaba katar:

ben f = 92×0,75×1,5 = 103,5 A.

Beş damarlı bir kabloda yalnızca faz iletkenleri dikkate alınır. Toprağa döşenen bir kablo için 103,5 A akım için 16 mm²'lik bir çekirdek kesiti belirleyebilirsiniz (kablo kesitine göre yük tablosu).

Akımın daha iyi hesaplanması, daha küçük bir kesit gerektiğinden paradan tasarruf etmenizi sağlar. Kablo gücünün kabaca hesaplanmasıyla çekirdek kesiti 25 mm² olacak ve bu da daha pahalıya mal olacaktır.

Kablo voltaj düşüşü

İletkenlerin dikkate alınması gereken bir direnci vardır. Bu özellikle uzun kablo uzunlukları veya küçük kesitler için önemlidir. Kablodaki voltaj düşüşünün %5'i geçmemesi gereken PES standartları oluşturulmuştur. Hesaplama şu şekilde yapılır.

1. İletken direnci belirlenir: R = 2×(ρ×L)/S.
2. Gerilim düşüşü bulundu: U pad. = I×R. Doğrusal yüzdeyle ilgili olarak şu şekilde olacaktır: U % = (U düşen / U doğrusal) × 100.

Formüllerde aşağıdaki gösterimler kullanılır:

• ρ - direnç, Ohm×mm²/m;
• S - kesit alanı, mm².

Katsayı 2, akımın iki kablodan aktığını gösterir.

Gerilim düşüşüne dayalı kablo hesaplama örneği

• Tel direnci: R = 2(0,0175×20)/2,5 = 0,28 Ohm.
• İletkendeki akım gücü: I = 7000/220 =31,8 A.
• Taşıyıcıdaki voltaj düşüşü: U pad. = 31,8×0,28 = 8,9 V.
• Gerilim düşüşü yüzdesi: %U = (8,9/220)×100 = 4,1 %.

Taşıyıcı, üzerindeki voltaj düşüşünün yüzdesi normal aralıkta olduğundan, elektrik tesisatları çalışma kurallarının gerekliliklerine uygun olarak kaynak makinesi için uygundur. Ancak besleme telindeki değeri büyük kalıyor ve bu da kaynak işlemini olumsuz etkileyebiliyor. Burada kaynak makinesi için besleme voltajının izin verilen alt sınırını kontrol etmek gerekir.

Çözüm

Nominal akım uzun süre aşıldığında elektrik kablolarını aşırı ısınmaya karşı güvenilir bir şekilde korumak için, kablo kesitleri uzun süreli izin verilen akımlara göre hesaplanır. Kablo kesiti için bir yük tablosu kullanıldığında hesaplama basitleştirilir. Maksimum akım yüküne göre hesaplama yapılırsa daha doğru sonuç elde edilir. Kararlı ve uzun süreli çalışma için elektrik kablo devresine otomatik bir anahtar takılıdır.

Temel üzerindeki yükün hesaplanması, geometrik boyutlarının ve temel tabanının alanının doğru seçilmesi için gereklidir. Sonuçta tüm binanın sağlamlığı ve dayanıklılığı temelin doğru hesaplanmasına bağlıdır. Hesaplama, metrekare toprak başına yükün belirlenmesi ve izin verilen değerlerle karşılaştırılması ile ilgilidir.

Hesaplamak için bilmeniz gerekenler:

• Binanın inşa edildiği bölge;
• Toprak tipi ve yeraltı suyu derinliği;
• Binanın yapısal elemanlarının yapılacağı malzeme;
• Bina düzeni, kat sayısı, çatı tipi.

Gerekli verilere dayanarak, temelin hesaplanması veya nihai doğrulaması yapının tasarımından sonra gerçekleştirilir.

Duvar kalınlığı 40 cm olan masif tuğladan yapılmış tek katlı bir evin temel üzerindeki yükü hesaplamaya çalışalım Evin boyutları 10x8 metredir. Bodrum katın tavanı betonarme döşeme, 1. katın tavanı çelik kirişler üzeri ahşaptır. Çatı, 25 derecelik bir eğime sahip, metal kiremitlerle kaplı üçgen şeklindedir. Bölge - Moskova bölgesi, toprak tipi - gözeneklilik katsayısı 0,5 olan ıslak tırtıllar. Temel ince taneli betondan yapılmıştır, hesaplama için temel duvarının kalınlığı duvarın kalınlığına eşittir.

Temel derinliğinin belirlenmesi

Kurulum derinliği donma derinliğine ve toprak tipine bağlıdır. Tablo, çeşitli bölgelerde toprak donma derinliğine ilişkin referans değerlerini göstermektedir.

Tablo 1 – Toprağın donma derinliğine ilişkin referans veriler

Bölgeye göre temel derinliğini belirlemek için referans tablosu

Genel olarak temel derinliği donma derinliğinden büyük olmalıdır ancak toprağın türüne bağlı istisnalar da vardır; bunlar Tablo 2'de listelenmiştir.

Tablo 2 - Temel derinliğinin toprak tipine bağlılığı

Temelin derinliği, toprak üzerindeki yükün daha sonra hesaplanması ve büyüklüğünün belirlenmesi için gereklidir.

Tablo 1'i kullanarak toprağın donma derinliğini belirliyoruz. Moskova için 140 cm'dir Tablo 2'yi kullanarak toprak türünü - tırtıl - buluyoruz. Döşeme derinliği hesaplanan donma derinliğinden az olmamalıdır. Buna göre evin temel derinliği 1,4 metre olarak seçilmiştir.

Çatı yükü hesabı

Çatı yükü, kiriş sisteminin duvarlara dayandığı temelin kenarları arasında dağıtılır. Normal bir beşik çatı için bunlar genellikle temelin iki karşıt tarafıdır; kalça çatı için ise dört tarafın tamamı. Çatının dağıtılmış yükü, çatının öngörülen alanının temelin yüklü taraflarının alanına bölünmesi ve malzemenin özgül ağırlığı ile çarpılmasıyla belirlenir.

Tablo 3 - Farklı çatı kaplama türlerinin özgül ağırlığı

Referans tablosu - Farklı çatı kaplama türlerinin özgül ağırlığı

1. Çatının projeksiyon alanını belirleyin. Evin boyutları 10x8 metre, beşik çatının izdüşüm alanı evin alanına eşittir: 10.8=80 m2.
2. Temelin uzunluğu, iki uzun kenarın toplamına eşittir, çünkü üçgen çatı iki uzun karşılıklı kenar üzerinde durmaktadır. Bu nedenle yüklü temelin uzunluğunu 10 2 = 20 m olarak tanımlıyoruz.
3. Çatı yüklü 0,4 m kalınlığındaki temelin alanı: 20·0,4=8 m2.
4. Kaplama tipi metal kiremittir, eğim açısı 25 derecedir, yani Tablo 3'e göre hesaplanan yük 30 kg/m2'dir.
5. Çatının temel üzerindeki yükü 80/8·30 = 300 kg/m2'dir.

Kar yükü hesabı

Kar yükü çatı ve duvarlar aracılığıyla temele aktarılır, böylece çatı hesaplanırken temelin aynı tarafları yüklenir. Çatı alanına eşit kar örtüsü alanı hesaplanır. Ortaya çıkan değer, temelin yüklü taraflarının alanına bölünür ve haritadan belirlenen spesifik kar yükü ile çarpılır.

Tablo - temeldeki kar yükünün hesaplanması

1. Eğimi 25 derece olan bir çatı için eğim uzunluğu (8/2)/cos25° = 4,4 m'dir.
2. Çatı alanı mahya uzunluğunun eğim uzunluğu ile çarpımına eşittir (4,4·10)·2=88 m2.
3. Haritaya göre Moskova bölgesinin kar yükü 126 kg/m2'dir. Bunu çatı alanıyla çarpıp temelin yüklü kısmının alanına bölüyoruz 88·126/8=1386 kg/m2.

Zemin yüklerinin hesaplanması

Çatı gibi zeminler genellikle temelin iki karşıt tarafına dayanır, bu nedenle hesaplama bu tarafların alanı dikkate alınarak yapılır. Taban alanı binanın alanına eşittir. Zemin yükünü hesaplamak için kat sayısını ve bodrum katı yani birinci katın katını dikkate almanız gerekir.

Her katın alanı Tablo 4'teki malzemenin özgül ağırlığı ile çarpılır ve temelin yüklü kısmının alanına bölünür.

Tablo 4 - Zeminlerin özgül ağırlığı

1. Taban alanı evin alanına eşittir - 80 m2. Evin iki katı vardır: biri betonarme, diğeri çelik kirişli ahşaptan yapılmıştır.
2. Betonarme zeminin alanını Tablo 4'teki özgül ağırlık ile çarpıyoruz: 80·500=40000 kg.
3. Ahşap zeminin alanını Tablo 4'ten özgül ağırlık ile çarpıyoruz: 80·200=16000 kg.
4. Bunları toplayıp temelin yüklü kısmının 1 m2'si başına düşen yükü buluyoruz: (40000+16000)/8=7000 kg/m2.

Duvar yükü hesaplaması

Duvarların yükü, duvarların hacminin Tablo 5'teki özgül ağırlıkla çarpılmasıyla belirlenir, elde edilen sonuç, temelin tüm kenarlarının uzunluğu ile kalınlığının çarpımına bölünür.

Tablo 5 - Duvar malzemelerinin özgül ağırlığı

Tablo - Duvarların özgül ağırlığı

1. Duvarların alanı binanın yüksekliği ile evin çevresinin çarpımına eşittir: 3·(10·2+8·2)=108 m2.
2. Duvarların hacmi alanın kalınlıkla çarpımı sonucu 108·0,4=43,2 m3 olur.
3. Tablo 5: 43.2·1800=77760 kg'dan hacmi malzemenin özgül ağırlığıyla çarparak duvarların ağırlığını buluyoruz.
4. Temelin tüm kenarlarının alanı, çevrenin kalınlıkla çarpımına eşittir: (10 2 + 8 2) 0,4 = 14,4 m2.
5. Duvarların temel üzerindeki özgül yükü 77760/14,4=5400 kg'dır.

Zemindeki temel yükünün ön hesaplanması

Vakfın zemindeki yükü, vakfın hacminin ve yapıldığı malzemenin spesifik yoğunluğunun çarpımı, taban alanının 1 m2'sine bölünerek hesaplanır. Hacim, temelin derinliği ile temelin kalınlığının çarpımı olarak bulunabilir. Ön hesaplama sırasında temelin kalınlığı duvarların kalınlığına eşit olacak şekilde alınır.

Tablo 6 - Temel malzemelerinin özgül yoğunluğu

Tablo - toprak için malzemelerin spesifik yoğunluğu

1. Temelin alanı 14,4 m2, derinliği 1,4 m, temelin hacmi 14,4·1,4=20,2 m3'tür.
2. İnce taneli betondan yapılmış temelin kütlesi: 20,2·1800=36360 kg'dır.
3. Zemin yükü: 36360/14,4=2525 kg/m2.

1 m 2 toprak başına toplam yükün hesaplanması

Önceki hesaplamaların sonuçları özetlenir ve temel üzerindeki maksimum yük hesaplanır; bu, çatının dayandığı taraflar için daha büyük olacaktır.

Koşullu tasarım toprak direnci R 0, SNiP 2.02.01-83 “Binaların ve yapıların temelleri” tablolarına göre belirlenir.

1. Çatının ağırlığını, kar yükünü, zemin ve duvarların ağırlığını ve ayrıca zemindeki temel ağırlığını topluyoruz: 300+1386+7000+5400+2525=16,611 kg/m2 =17 t/m 2.
2. Toprağın koşullu tasarım direncini SNiP 2.02.01-83 tablolarına göre belirliyoruz. Gözenek katsayısı 0,5 olan ıslak tınlılar için R0, 2,5 kg/cm2 veya 25 t/m2'dir.

Hesaplamadan topraktaki yükün izin verilen sınırlar dahilinde olduğu açıktır.

Elektrik kablolarının uzun ömürlü ve güvenilir çalışması için doğru kablo kesitinin seçilmesi gerekir. Bunu yapmak için elektrik şebekesindeki yükü hesaplamanız gerekir. Hesaplamalar yaparken, bir elektrikli cihazın ve bir grup elektrikli cihazın yükünün hesaplanmasının biraz farklı olduğunu hatırlamanız gerekir.

Tek bir tüketici için mevcut yükün hesaplanması

220 V konut ağında bir devre kesici seçmek ve tek bir tüketici için yükü hesaplamak oldukça basittir. Bunu yapmak için elektrik mühendisliğinin ana yasasını - Ohm yasasını hatırlıyoruz. Bundan sonra, elektrikli cihazın gücünü (elektrikli cihazın pasaportunda belirtilen) ve voltajı (evdeki tek fazlı ağlar için 220 V için) ayarladıktan sonra, elektrikli cihazın tükettiği akımı hesaplıyoruz.

Örneğin, bir elektrikli ev aletinin besleme gerilimi 220 V ve nominal gücü 3 kW'tır. Ohm yasasını uyguluyoruz ve I nom = P nom / U nom = 3000 W / 220 V = 13,6 A elde ediyoruz. Buna göre, bu elektrik enerjisi tüketicisini korumak için, 14 A nominal akıma sahip bir devre kesicinin kurulması gerekmektedir. Bunlar mevcut olmadığından, en yakındaki daha büyük olanı, yani 16 A nominal akıma sahip olanı seçiyoruz.

Tüketici grupları için mevcut yükün hesaplanması

Elektrik tüketicilerine yalnızca bireysel olarak değil, gruplar halinde de beslenilebildiğinden, bir devre kesiciye bağlanacakları için bir grup tüketicinin yükünün hesaplanması konusu önem kazanmaktadır.

Tüketici grubunu hesaplamak için talep katsayısı K c tanıtıldı. Bir gruptaki tüm tüketicilerin uzun bir süre boyunca aynı anda bağlantı kurma olasılığını belirler.

Kc = 1 değeri, gruptaki tüm elektrikli cihazların aynı anda bağlanmasına karşılık gelir. Doğal olarak bir apartman dairesindeki tüm elektrik tüketicilerinin aynı anda açılması son derece nadirdir, inanılmaz diyebilirim. İşletmeler, evler, girişler, atölyeler vb. için talep katsayılarını hesaplamak için birçok yöntem vardır. Bir dairenin talep katsayısı farklı odalara ve tüketicilere göre değişecek ve aynı zamanda büyük ölçüde sakinlerin yaşam tarzına da bağlı olacaktır.

Bu nedenle, bu katsayının dikkate alınması gerektiğinden, bir grup tüketici için hesaplama biraz daha karmaşık görünecektir.

Aşağıdaki tablo küçük bir apartman dairesinde elektrikli cihazlara olan talep faktörlerini göstermektedir:

Talep katsayısı, azaltılan gücün daireden gelen toplam K'ya oranına eşit olacaktır = 2843/8770 = 0,32.

Yük akımını I nom = 2843 W/220 V = 12,92 A olarak hesaplıyoruz. 16A makine seçin.

Yukarıdaki formülleri kullanarak ağın çalışma akımını hesapladık. Artık her tüketici veya tüketici grubu için kablo kesitini seçmeniz gerekiyor.

PUE (elektrik tesisatı kuralları), çeşitli akımlar, voltajlar ve güçler için kablo kesitini düzenler. Aşağıda, tahmini ağ gücü ve akımına göre 220 V ve 380 V gerilimli elektrik tesisatları için kablo kesitinin seçildiği bir tablo bulunmaktadır:

Tablo yalnızca bakır tellerin kesitlerini göstermektedir. Bunun nedeni, modern konut binalarına alüminyum elektrik kablolarının döşenmemesidir.

Aşağıda ayrıca konut ağlarında hesaplamalar için elektrikli ev aletlerinin kapasite aralıklarını içeren bir tablo bulunmaktadır (binaların, apartmanların, özel evlerin, mikro bölgelerin tasarım yüklerini belirleme standartlarından).

Tipik kablo boyutu seçimi

Kablo kesitine uygun olarak otomatik anahtarlar kullanılmaktadır. Tel kesitinin klasik versiyonu en sık kullanılır:

• 1,5 mm2 kesitli aydınlatma devreleri için;
• 2,5 mm2 kesitli soket devreleri için;
• Elektrikli sobalar, klimalar, su ısıtıcıları için - 4 mm 2;

Daireye güç sağlamak için 10 mm2'lik bir kablo kullanılır, ancak çoğu durumda 6 mm2 yeterlidir. Ancak tabiri caizse daha fazla sayıda elektrikli cihaz beklentisiyle 10 mm2'lik bir kesit rezervle seçilir. Ayrıca girişe 300 mA kapatma akımına sahip genel bir RCD takılıdır - kapatma akımı bir kişiyi veya hayvanı korumak için çok yüksek olduğundan amacı yangından korunmadır.

İnsanları ve hayvanları korumak için, mutfak, banyo ve bazen oda priz grupları gibi potansiyel olarak güvenli olmayan odalarda doğrudan 10 mA veya 30 mA kapatma akımına sahip bir RCD kullanılır. Aydınlatma ağına kural olarak bir RCD sağlanmaz.

Bir odadaki elektrik kablolarını tasarlarken, devrelerdeki akım gücünü hesaplayarak başlamanız gerekir. Bu hesaplamada yapılacak bir hata daha sonra pahalıya mal olabilir. Çok fazla akıma maruz kalması durumunda elektrik prizi eriyebilir. Kablodaki akım, belirli bir malzeme ve çekirdek kesiti için hesaplanan akımdan daha büyükse, kablolar aşırı ısınır ve bu da telin erimesine, ağda bir kopmaya veya kısa devreye yol açarak hoş olmayan sonuçlara yol açabilir; elektrik kablolarını tamamen değiştirme ihtiyacı en kötü şey değildir.

Ağın aşırı yüklenmesine karşı yeterli koruma sağlaması gereken devre kesicileri seçmek için devredeki akım gücünü bilmek de gereklidir. Makine, nominal değerinde büyük bir marjla ayarlanmışsa, tetiklendiğinde ekipman zaten arızalı olabilir. Ancak devre kesicinin nominal akımı, en yüksek yükler sırasında ağda görünen akımdan daha azsa, devre kesici sizi çılgına çevirecek ve ütüyü veya su ısıtıcıyı açtığınızda odanın elektriğini sürekli kesecektir.

Elektrik akımının gücünü hesaplamak için formül

Ohm kanununa göre akım (I), gerilim (U) ile orantılı, direnç (R) ile ters orantılıdır ve güç (P), gerilim ve akımın çarpımı olarak hesaplanır. Buna dayanarak ağ bölümündeki akım hesaplanır: I = P/U.

Gerçek koşullarda formüle bir bileşen daha eklenir ve tek fazlı ağ formülü şu şekli alır:

ve üç fazlı bir ağ için: I = P/(1,73*U*cos φ),

üç fazlı bir ağ için U'nun 380 V olduğu varsayılır, cos φ yük direncinin aktif ve reaktif bileşenlerinin oranını yansıtan güç faktörüdür.

Modern güç kaynakları için reaktif bileşen önemsizdir, cos φ değeri 0,95'e eşit alınabilir. Bunun istisnası güçlü transformatörler (örneğin kaynak makineleri) ve elektrik motorlarıdır; yüksek endüktif reaktansa sahiptirler. Bu tür cihazların bağlanması planlanan şebekelerde maksimum akım 0,8 cos φ katsayısı kullanılarak hesaplanmalı veya akım standart yöntemle hesaplanıp ardından 0,95/0,8 = 1,19 çarpım faktörü uygulanmalıdır. .

220 V/380 V etkin gerilim değerlerini ve 0,95 güç faktörünü değiştirerek, tek fazlı bir ağ için I = P/209 ve üç fazlı bir ağ için I = P/624 elde ederiz. aynı yüke sahip üç fazlı bir ağda akım üç kat daha azdır. Burada hiçbir paradoks yoktur, çünkü üç fazlı kablolama üç fazlı kablolar sağlar ve her fazda eşit bir yük ile üçe bölünür. Her faz ile çalışan nötr kablolar arasındaki voltaj 220 V olduğundan, formül başka bir biçimde yeniden yazılabilir, böylece daha net olur: I = P/(3*220*cos φ).

Devre kesicinin değerinin seçilmesi

I = P/209 formülünü uyguladığımızda, 1 kW gücünde bir yük ile tek fazlı bir ağdaki akımın 4,78 A olacağını buluruz. Şebekelerimizdeki voltaj her zaman tam olarak 220 V değildir, dolayısıyla öyle olur. Akım gücünü her kilowatt yük için 5 A gibi küçük bir marjla hesaplamak büyük bir hata olmaz. Akım, nominal değerden bir buçuk kat daha yüksek olacağından, 1,5 kW gücünde bir ütünün “5 A” işaretli uzatma kablosuna bağlanmasının tavsiye edilmediği hemen anlaşılmaktadır. Ayrıca makinelerin standart değerlerini hemen "derecelendirebilir" ve hangi yük için tasarlandıklarını belirleyebilirsiniz:

• 6 A – 1,2 kW;
• 8 A – 1,6 kW;
• 10 A – 2 kW;
• 16 A – 3,2 kW;
• 20 A – 4 kW;
• 25 A – 5 kW;
• 32 A – 6,4 kW;
• 40 A – 8 kW;
• 50 A – 10 kW;
• 63 A – 12,6 kW;
• 80 A – 16 kW;
• 100 A – 20 kW.

"Kilovat başına 5 amper" tekniğini kullanarak, ev cihazlarını bağlarken ağda görünen mevcut gücü tahmin edebilirsiniz. Ağdaki en yüksek yüklerle ilgileniyorsunuz, bu nedenle hesaplama için ortalamayı değil maksimum güç tüketimini kullanmalısınız. Bu bilgi ürün belgelerinde yer almaktadır. Cihazda bulunan kompresörlerin, elektrik motorlarının ve ısıtma elemanlarının nominal güçlerini toplayarak bu göstergeyi kendiniz hesaplamaya pek değmez, çünkü verimlilik faktörü gibi riskle birlikte spekülatif olarak değerlendirilmesi gereken bir gösterge de vardır. büyük bir hata yapmaktan.

Bir apartman dairesinde veya kır evinde elektrik kablolarını tasarlarken, bağlanacak elektrikli ekipmanın bileşimi ve pasaport verileri her zaman kesin olarak bilinmez, ancak günlük hayatımızda yaygın olan elektrikli cihazların yaklaşık verilerini kullanabilirsiniz:

• elektrikli sauna (12 kW) - 60 A;
• elektrikli soba (10 kW) - 50 A;
• ocak (8 kW) - 40 A;
• anlık elektrikli su ısıtıcısı (6 kW) - 30 A;
• bulaşık makinesi (2,5 kW) - 12,5 A;
• çamaşır makinesi (2,5 kW) - 12,5 A;
• Jakuzi (2,5 kW) - 12,5 A;
• klima (2,4 kW) - 12 A;
• Mikrodalga fırın (2,2 kW) - 11 A;
• depolamalı elektrikli su ısıtıcısı (2 kW) - 10 A;
• elektrikli su ısıtıcısı (1,8 kW) - 9 A;
• demir (1,6 kW) - 8 A;
• solaryum (1,5 kW) - 7,5 A;
• elektrikli süpürge (1,4 kW) - 7 A;
• kıyma makinesi (1,1 kW) - 5,5 A;
• ekmek kızartma makinesi (1 kW) - 5 A;
• kahve makinesi (1 kW) - 5 A;
• saç kurutma makinesi (1 kW) - 5 A;
• masaüstü bilgisayar (0,5 kW) - 2,5 A;
• buzdolabı (0,4 kW) - 2 A.

Aydınlatma cihazlarının ve tüketici elektroniğinin güç tüketimi azdır; genel olarak aydınlatma cihazlarının toplam gücü 1,5 kW olarak tahmin edilebilir ve bir aydınlatma grubu için 10 A devre kesici yeterlidir. Tüketici elektroniği ütülerle aynı çıkışlara bağlıdır; bunlara ek güç ayırmak pratik değildir.

Tüm bu akımları özetlersek, rakamın etkileyici olduğu ortaya çıkıyor. Uygulamada yükü bağlama olasılığı tahsis edilen elektrik gücü miktarı ile sınırlıdır; modern evlerde elektrikli sobalı daireler için 10 -12 kW ve daire girişinde nominal değeri 50 A olan bir makine bulunmaktadır. Ve bu 12 kW'ın, en güçlü tüketicilerin mutfak ve banyoda yoğunlaştığı dikkate alınarak dağıtılması gerekiyor. Kablolama, her birinin kendi makinesi olan yeterli sayıda gruba bölünmesi durumunda daha az endişeye neden olacaktır. Elektrikli ocak (ocak) için 40 A otomatik devre kesicili ayrı bir giriş yapılır ve 40 A anma akımına sahip bir elektrik prizi takılır, oraya başka hiçbir şeyin bağlanmasına gerek yoktur. Çamaşır makinesi ve diğer banyo ekipmanları için uygun değerde bir makine ile ayrı bir grup yapılmıştır. Bu grup genellikle devre kesicinin değerinden %15 daha yüksek bir nominal akıma sahip bir RCD ile korunur. Her odada aydınlatma ve prizler için ayrı gruplar ayrılmıştır.

Güçleri ve akımları hesaplamak için biraz zaman harcamanız gerekecek, ancak işin boşuna olmayacağından emin olabilirsiniz. İyi tasarlanmış ve yüksek kaliteli elektrik kabloları evinizin konforunun ve güvenliğinin anahtarıdır.