Kako se izračunava opterećenje. Proračun električnih opterećenja

Za sigurnost tokom rada kućni električni aparati Potrebno je pravilno izračunati poprečni presjek kabela za napajanje i ožičenja. Budući da pogrešno odabran poprečni presjek kabela može dovesti do požara u ožičenju zbog kratkog spoja. Ovo prijeti da izazove požar u zgradi. To se odnosi i na izbor kabla za povezivanje elektromotora.

Trenutni obračun

Trenutna vrijednost se izračunava prema snazi ​​i neophodna je u fazi projektovanja (planiranja) stana - stana, kuće.

• Vrijednost ove količine zavisi od izbor kabla za napajanje (žice), preko kojeg se uređaji za potrošnju energije mogu povezati na mrežu.
• Poznavajući napon električne mreže i puno opterećenje električnih uređaja, koristeći formulu izračunajte struju koja će trebati proći kroz provodnik(žica, kabl). Površina poprečnog presjeka jezgara odabire se na osnovu njegove veličine.

Ako su električni potrošači u stanu ili kući poznati, potrebno je izvršiti jednostavne proračune kako bi se pravilno ugradio strujni krug.

Slični proračuni se izvode za potrebe proizvodnje: određivanje potrebne površine poprečnog presjeka žila kabela pri povezivanju industrijske opreme (razni industrijski elektromotori i mehanizmi).

Napon monofazne mreže 220 V

Jačina struje I (u amperima, A) izračunava se pomoću formule:

I=P/U,

gdje je P potpuno električno opterećenje (mora biti navedeno u tehničkom listu uređaja), W (vat);

U – napon električne mreže, V (volti).

Tabela ispod pokazuje vrijednosti opterećenja tipičnih kućanskih električnih aparata i njihova potrošnja struje (za napon 220 V).

električni aparat	Potrošnja energije, W	Snaga struje, A
Mašina za pranje veša	2000 – 2500	9,0 – 11,4
Jacuzzi	2000 – 2500	9,0 – 11,4
Električno podno grijanje	800 – 1400	3,6 – 6,4
Stacionarni električni štednjak	4500 – 8500	20,5 – 38,6
Mikrovalna pećnica	900 – 1300	4,1 – 5,9
Mašina za pranje sudova	2000 - 2500	9,0 – 11,4
Zamrzivači, frižideri	140 - 300	0,6 – 1,4
Električni mlin za meso	1100 - 1200	5,0 - 5,5
Električno kuhalo za vodu	1850 – 2000	8,4 – 9,0
Električni aparat za kafu	6z0 - 1200	3,0 – 5,5
Sokovnik	240 - 360	1,1 – 1,6
Toster	640 - 1100	2,9 - 5,0
Mikser	250 - 400	1,1 – 1,8
Sušilo za kosu	400 - 1600	1,8 – 7,3
Iron	900 - 1700	4,1 – 7,7
Usisivač	680 - 1400	3,1 – 6,4
Fan	250 - 400	1,0 – 1,8
TV	125 - 180	0,6 – 0,8
Radio oprema	70 - 100	0,3 – 0,5
Rasvjetni uređaji	20 - 100	0,1 – 0,4

Slika pokazuje dijagram uređaja za napajanje stana sa jednofaznim priključkom na mrežu od 220 V.

Kao što se vidi sa slike, različiti potrošači električne energije su preko odgovarajućih mašina priključeni na električno brojilo, a zatim na opštu mašinu, koja mora biti projektovana za opterećenje uređaja kojima će stan biti opremljen. Žica koja napaja struju mora zadovoljiti i opterećenje potrošača energije.

Ispod je tablica za skriveno ožičenje za jednofaznu šemu priključka stana za odabir žica na naponu od 220 V

Presjek jezgra žice, mm 2	Prečnik jezgra provodnika, mm	Bakarni provodnici		Aluminijski provodnici
		Current, A	Snaga, W	Current, A	Snaga, kW
0,50	0,80	6	1300
0,75	0,98	10	2200
1,00	1,13	14	3100
1,50	1,38	15	3300	10	2200
2,00	1,60	19	4200	14	3100
2,50	1,78	21	4600	16	3500
4,00	2,26	27	5900	21	4600
6,00	2,76	34	7500	26	5700
10,00	3,57	50	11000	38	8400
16,00	4,51	80	17600	55	12100
25,00	5,64	100	22000	65	14300

Kao što se vidi iz tabele, poprečni presjek žila zavisi, osim od opterećenja, i od materijala od kojeg je žica napravljena.

Napon trofazne mreže 380 V

Kod trofaznog napajanja, jačina struje I (u amperima, A) izračunava se po formuli:

I = P /1,73 U,

gdje je P potrošnja energije, W;

U - napon mreže, V,

budući da je napon u trofaznom strujnom krugu 380 V, formula će imati oblik:

I = P /657,4.

Ako se u kuću napaja trofazno napajanje naponom od 380 V, dijagram povezivanja će izgledati kako slijedi.

Poprečni presjek žila u napojnom kabelu pri različitim opterećenjima s trofaznim krugom napona 380 V za skriveno ožičenje prikazan je u tabeli.

Presjek jezgra žice, mm 2	Prečnik jezgra provodnika, mm	Bakarni provodnici		Aluminijski provodnici
		Current, A	Snaga, W	Current, A	Snaga, kW
0,50	0,80	6	2250
0,75	0,98	10	3800
1,00	1,13	14	5300
1,50	1,38	15	5700	10	3800
2,00	1,60	19	7200	14	5300
2,50	1,78	21	7900	16	6000
4,00	2,26	27	10000	21	7900
6,00	2,76	34	12000	26	9800
10,00	3,57	50	19000	38	14000
16,00	4,51	80	30000	55	20000
25,00	5,64	100	38000	65	24000

Za izračunavanje struje u strujnim krugovima za opterećenje koje karakterizira velika jalova prividna snaga, što je tipično za upotrebu napajanja u industriji:

• električni motori;
• prigušnice za rasvjetne uređaje;
• transformatori za zavarivanje;
• indukcijske peći.

Ovaj fenomen se mora uzeti u obzir prilikom izrade proračuna. Kod snažnih uređaja i opreme udio reaktivnog opterećenja je veći i stoga se za takve uređaje u proračunima uzima faktor snage 0,8.

Teorija proračun električnih opterećenja, čiji su temelji formirani 1930-ih godina, imao je za cilj da odredi skup formula koje daju jednoznačno rješenje za date električne prijemnike i grafikone (indikatore) električnih opterećenja. Općenito, praksa je pokazala ograničenja pristupa „odozdo prema gore“, zasnovanog na početnim podacima o pojedinačnim električnim prijemnicima i njihovim grupama. Ova teorija ostaje važna pri proračunu režima rada malog broja električnih prijemnika sa poznatim podacima, pri sabiranju ograničenog broja grafova i pri proračunu za 2UR.

1980-1990-ih godina. Teorija proračuna električnih opterećenja sve više se pridržava neformalizovanih metoda, posebno složene metode za proračun električnih opterećenja, čiji su elementi uključeni u „Smjernice za proračun električnih opterećenja sistema za napajanje“ (RTM 36.18.32.0289). Vjerovatno se radom sa informatičkim bazama podataka o električnim i tehnološkim indikatorima, klaster analizama i teorijom prepoznavanja obrazaca, konstruiranjem vjerovatnoće i cenoloških distribucija za stručnu i stručnu procjenu konačno može riješiti problem proračuna električnih opterećenja na svim nivoima elektroenergetskog sistema iu svim fazama. donošenja tehničke ili investicione odluke.

Formalizacija proračuna električnih opterećenja se godinama razvijao u nekoliko pravaca i doveo do sljedećih metoda:

1. empirijski (metoda koeficijenta potražnje, dvočlani empirijski izrazi, specifična potrošnja električne energije i specifične gustine opterećenja, raspored procesa);
2. uređeni dijagrami, transformisani u proračune na osnovu izračunatog faktora aktivne snage;
3. zapravo statistički;
4. vjerojatnostno modeliranje dijagrama opterećenja.

Metoda koeficijenta potražnje

Metoda koeficijenta potražnje je najjednostavnija, najraširenija i tu su počeli proračuni opterećenja. Sastoji se od upotrebe izraza (2.20): na osnovu poznate (specificirane) vrijednosti Ru i tabeliranih vrijednosti datih u referentnoj literaturi (za primjere, pogledajte tabelu 2.1):

Pretpostavlja se da je vrijednost Kc ista za električne prijemnike iste grupe (koji rade u istom režimu), bez obzira na broj i snagu pojedinačnih prijemnika. Fizičko značenje je proporcija zbira nazivnih snaga električnih prijemnika, koji statistički odražava maksimalni praktično očekivani i naiđeni mod istovremeni rad i učitavanje neke nespecificirane kombinacije (implementacija) instaliranih prijemnika.

Referentni podaci za Kc i Kp odgovaraju maksimalnoj vrijednosti, a ne matematičkom očekivanju. Zbrajanje maksimalnih vrijednosti umjesto prosjeka neizbježno naduvava opterećenje. Ako uzmemo u obzir bilo koju grupu elektroenergetskih sistema moderne elektroprivrede (a ne onih iz 1930-ih-1960-ih), onda postaje očigledna konvencionalnost koncepta "homogene grupe". Razlike u vrijednosti koeficijenta - 1:10 (do 1:100 i više) - su neizbježne i objašnjavaju se cenološkim svojstvima elektroprivrede.

U tabeli Tabela 2.2 prikazuje LGS vrijednosti koje karakterišu pumpe kao grupu. Kod produbljivanja istraživanja KQ4 na primjer samo za pumpe sirova voda, može biti i širenje od 1:10.

Ispravnije je naučiti vrednovati Cs kao cjelinu za potrošača (odjel, odjel, radionica). Korisno je izvršiti analizu izračunatih i stvarnih vrijednosti za sve slične tehnološke objekte istog nivoa sistema napajanja, slično u tabeli. 1.2 i 1.3. Ovo će vam omogućiti da kreirate banku ličnih podataka i osigurate tačnost proračuna. Metod specifične potrošnje električne energije je primenljiv za odseke (instalacije) 2UR (drugi, treći... nivo EES), odeljenja sistema protivraketne odbrane i radionice 4UR, gde su tehnološki proizvodi homogeni i malo se kvantitativno menjaju ( povećanje proizvodnje po pravilu smanjuje specifičnu potrošnju električne energije Ay).

Metoda maksimalne snage

U realnim uslovima, produženi rad potrošača ne znači konstantno opterećenje na mestu njegovog priključenja na viši nivo sistema napajanja. Kao statistička vrijednost Lud, određena za neki prethodno identificirani objekt potrošnjom energije A i zapreminom L/, postoji neko prosječenje u poznatom, obično mjesečnom ili godišnjem intervalu. Stoga primjena formule (2.30) ne daje maksimalno, već prosječno opterećenje. Za odabir SAM transformatora, možete uzeti Psr = Pmax. U opštem slučaju, posebno za 4UR (radnja), potrebno je uzeti u obzir Kmax kao T i uzeti stvarni godišnji (dnevni) broj radnih sati proizvodnje uz maksimalno korišćenje aktivne snage.

Metoda specifičnih gustina opterećenja

Metoda specifičnih gustina opterećenja bliska je prethodnoj. Zadaje se specifična snaga (gustina opterećenja) y i određuje se površina zgrade ili gradilišta, odjeljenja, radionice (na primjer, za mašinske i metaloprerađivačke radionice y = 0,12...0,25 kW/m2; za pretvarač kisika trgovine y = = 0,16...0,32 kW/m2). Opterećenje veće od 0,4 kW/m2 moguće je za neke oblasti, posebno za one u kojima postoje pojedinačni prijemnici snage jedinične snage 1,0...30,0 MW.

Metoda rasporeda procesa

Metoda rasporeda procesa zasniva se na rasporedu rada jedinice, linije ili grupe mašina. Na primjer, preciziran je raspored rada lučne peći za topljenje čelika: vrijeme topljenja (27...50 min), vrijeme oksidacije (20...80 min), broj toplina i tehnološka povezanost sa radom. ostalih jedinica za topljenje čelika su naznačene. Grafikon vam omogućava da odredite ukupna potrošnja električna energija po toploti, prosjek po ciklusu (uzimajući u obzir vrijeme prije početka sljedećeg grijanja) i maksimalno opterećenje za proračun opskrbne mreže.

Ordered Chart Method

Metoda uređenih dijagrama, korišćena preskriptivno 1960-ih i 1970-ih. za sve nivoe sistema napajanja iu svim fazama projektovanja, 1980-1990-ih godina. transformisan u proračun opterećenja na osnovu izračunatog faktora aktivne snage. Ako postoje podaci o broju električnih prijemnika, njihovoj snazi, režimima rada, preporučljivo je koristiti ih za proračun elemenata sistema napajanja 2UR, SAM (žica, kabl, sabirnica, niskonaponska oprema) koji napajaju struju. opterećenje naponom do 1 kV (pojednostavljeno za efektivni broj prijemnika cijele radionice, odnosno za mrežu napona 6 - 10 kV 4UR). Razlika između metode uređenih dijagrama i proračuna na osnovu izračunatog koeficijenta aktivne snage je zamjena maksimalnog koeficijenta, koji se uvijek nedvosmisleno shvata kao omjer Rmax/Rsr (2.16), izračunatim koeficijentom aktivne snage Ap. Procedura proračuna za element čvora je kako slijedi:

Sastavlja se lista (broj) električnih prijemnika koji označava njihovu nominalnu PHOMi (instalisanu) snagu;

Određuje se radna smjena sa najvećom potrošnjom električne energije i dogovaraju se karakteristični dani (sa tehnolozima i energetskim sistemom);

Opisane karakteristike tehnološki proces, koji utiču na potrošnju energije, razlikuju se električni prijemnici sa velikom neravnomernošću opterećenja (razmatraju se različito - prema maksimalnom efektivnom opterećenju);

Sljedeći električni prijemnici su isključeni iz proračuna (liste): a) male snage; b) rezerva prema uslovima za obračun električnih opterećenja; c) uključeni povremeno;

Određuju se grupe električnih prijemnika istog tipa (načina) rada;

Iz ovih grupa izdvajaju se podgrupe koje imaju istu vrijednost individualnog koeficijenta iskorištenosti a:u/;

Identificiraju se i njihovi električni prijemnici istog načina rada prosečna snaga;

Izračunava se prosječno reaktivno opterećenje;

Nađen je grupni koeficijent iskorištenja Kn aktivne snage;

Izračunava se efektivni broj prijemnika u grupi od n prijemnika:

gdje je efektivni (smanjeni) broj električnih prijemnika broj električnih prijemnika iste snage koji su homogeni u načinu rada, što daje istu vrijednost izračunatog maksimuma P kao grupa električnih prijemnika različite snage i načina rada.

Kada postoje četiri ili više električnih prijemnika u grupi, dozvoljeno je uzeti pe jednako n ( pravi broj električni prijemnici) pod uslovom da je odnos nazivne snage najvećeg električnog prijemnika Pmutm prema nazivnoj snazi ​​manjeg električnog prijemnika Dom mm manji od tri. Prilikom određivanja vrijednosti n, dozvoljeno je isključiti male električne prijemnike čija ukupna snaga ne prelazi 5% nazivne snage cijele grupe;

Na osnovu referentnih podataka i vremenske konstante zagrevanja T0, prihvata se vrednost izračunatog koeficijenta Kp;

Izračunato maksimalno opterećenje se određuje:

Električna opterećenja Preporučeno je da se pojedini čvorovi elektroenergetskog sistema u mrežama sa naponima iznad 1 kV (locirani na 4UR, 5UR) odrede na sličan način uz uključivanje gubitaka u.

Rezultati proračuna su sažeti u tabeli. Ovim se iscrpljuje proračun opterećenja na osnovu izračunatog faktora aktivne snage.

Izračunato maksimalno opterećenje grupe električnih prijemnika Pmax može se naći na pojednostavljen način:

gdje je Rnom grupna nazivna snaga (zbir nazivnih snaga, isključujući rezervne za proračun električnih opterećenja); Rsr.sm ~ prosječna aktivna snaga za najprometniju smjenu.

Izračunavanje pomoću formule (2.32) je glomazno, teško za razumjeti i primijeniti, i što je najvažnije, često proizvodi dvostruku (ili više) grešku. Metoda prevazilazi ne-Gausovu slučajnost, nesigurnost i nepotpunost početnih informacija postavljanjem pretpostavki: istoimeni električni prijemnici imaju iste koeficijente, rezervni motori su isključeni zbog stanja električnog opterećenja, koeficijent iskorištenja se smatra neovisnim o broju električni potrošači u grupi se identifikuju električni potrošači sa skoro konstantnim rasporedom opterećenja, a najmanji su isključeni iz proračuna energetskih elektro prijemnika. Metoda nije diferencirana za različite nivoe sistema napajanja i za različite faze implementacije projekta (koordinacije). Pretpostavlja se da izračunati koeficijent maksimalne aktivne snage Kmax teži jedinici kako se broj električnih prijemnika povećava (u stvari, to nije slučaj - statistika to ne potvrđuje. Za odjel u kojem postoji 300...1000 motora, i radionica u kojoj ima do 6000 motora, koeficijent može biti 1,2…1,4). Uvođenje tržišnih odnosa koji vodi ka automatizaciji i diversifikaciji proizvodnje proizvoda pomiče električne prijemnike iz grupe u grupu.

Statističko određivanje YaSr.cm za operativna preduzeća otežava teškoća izbora najopterećenije smjene (odlaganje početka rada različitih kategorija radnika u smjeni, rad u četiri smjene, itd.). Postoji nesigurnost u mjerenjima (preklapanje administrativno-teritorijalne strukture). Ograničenja na dijelu elektroenergetskog sistema dovode do režima kada se maksimalno opterećenje Rtgh javlja u jednoj smjeni, dok je potrošnja električne energije veća u drugoj smjeni. Prilikom određivanja Rr potrebno je napustiti Rsr.sm isključivanjem međukalkulacija.

Detaljno razmatranje nedostataka metode uzrokovano je potrebom da se pokaže da je proračun električnih opterećenja, zasnovan na klasičnim idejama o električno kolo i grafovi opterećenja, teoretski ne mogu pružiti dovoljnu tačnost.

Brojni stručnjaci dosljedno zagovaraju statističke metode za izračunavanje električnih opterećenja. Metoda uzima u obzir da čak i za jednu grupu mehanizama koji rade u datom proizvodnom području, koeficijenti i pokazatelji uvelike variraju. Na primjer, faktor prebacivanja za neautomatske strojeve za rezanje metala istog tipa varira od 0,03 do 0,95, opterećenje A3 - od 0,05 do 0,85.

Zadatak pronalaženja maksimuma funkcije Rr u određenom vremenskom intervalu je kompliciran činjenicom da se električni prijemnici i potrošači s različitim načinima rada napajaju 2UR, SAM, 4UR. Statistička metoda se zasniva na mjerenju opterećenja vodova koji napajaju karakteristične grupe električnih prijemnika, bez osvrta na način rada pojedinih električnih prijemnika i numeričke karakteristike pojedinačnih grafova.

(xtypo_quote) Metoda koristi dvije integralne karakteristike: opće prosječno opterećenje PQp i opštu standardnu ​​devijaciju, gdje se varijansa DP uzima za isti interval prosječenja. (/xtypo_quote)

Maksimalno opterećenje se određuje na sljedeći način:

Pretpostavlja se da je vrijednost p različita. U teoriji vjerovatnoće često se koristi pravilo tri sigma: Pmax = Rsr ± For, što kada normalna distribucija odgovara marginalnoj vjerovatnoći od 0,9973. Vjerovatnoća prekoračenja opterećenja za 0,5% odgovara p = 2,5; za p = 1,65, obezbeđena je verovatnoća greške od 5%.

Statistička metoda je pouzdana metoda za proučavanje opterećenja industrijskog preduzeća koja radi, pružajući relativno tačnu vrijednost maksimalnog opterećenja Pi(miiX) koje je deklarisalo industrijsko preduzeće u satima kada se maksimum javlja u elektroenergetskom sistemu. U ovom slučaju potrebno je pretpostaviti Gausovu raspodjelu rada električnih prijemnika (potrošača).

Metoda probabilističkog modeliranja grafova opterećenja uključuje direktno proučavanje vjerovatnoće prirode uzastopnih slučajnih promjena u ukupnom opterećenju grupa električnih prijemnika tokom vremena i zasniva se na teoriji slučajnih procesa, uz pomoć kojih se autokorelacija (formula ( 2.10)), dobiju se međusobne korelacijske funkcije i drugi parametri. Istraživanje rasporeda rada elektro prijemnika velike snage, rasporeda rada radionica i preduzeća određuju izglede metode za upravljanje režimima potrošnje energije i usklađivanje rasporeda.

Jedan od glavnih parametara koji određuju cijenu kabela je njegov poprečni presjek. Što je veći, to mu je veća cijena. Ali ako kupite jeftinu žicu čiji poprečni presjek ne odgovara opterećenju u krugu, gustoća struje se povećava. Zbog toga se povećava otpor i oslobađanje toplotne energije tokom prolaska električne energije. Gubici električne energije se povećavaju, a efikasnost sistema se smanjuje. Tokom cijelog radnog vijeka potrošač plaća značajne gubitke električne energije.

Ali to nije jedini nedostatak ugradnje kabela pogrešnog presjeka. Zbog povećanog stvaranja topline, izolacija žica se pretjerano zagrijava - to smanjuje vijek trajanja žica i često uzrokuje kratki spoj.

Izračunavanje opterećenja na kablu omogućava vam da:

• Smanjite račune za struju;
• Povećajte vijek trajanja ožičenja;
• Smanjite rizik od kratkih spojeva.

Koji gubici nastaju prilikom prolaska električne struje?

Prilikom izračunavanja opterećenja kabla, morate uzeti u obzir:

1. Gubici električna struja prilikom prolaska kroz žice

Kretanje električne energije od strujnog generatora do prijemnika (kućanski aparati, električna oprema, rasvjetna tijela) je praćeno oslobađanjem toplinske energije. Ovaj fizički proces nije koristan. Stvorena toplina zagrijava izolacijske školjke, što dovodi do smanjenja njihovog vijeka trajanja. Postaju krhkiji i brzo se raspadaju. Povreda integriteta izolacije može uzrokovati kratki spoj kada žice dođu u dodir jedna s drugom, a u kontaktu s osobom - opasne ozljede.

Pretvaranje električne energije u toplotnu nastaje zbog otpora, koji se povećava kako se povećava gustina struje koja prolazi. Ova vrijednost se izračunava po formuli:

J = I/S a/mm2

• I – jačina struje;

Prilikom postavljanja unutrašnjeg električnog ožičenja, gustina struje ne bi trebala biti veća od 6 A/mm2. Za ostale radove, trenutni poprečni presjek kabla se izračunava na osnovu tabela sadržanih u Pravilima za projektovanje i tehnički rad električnih instalacija (PUE i PTEEP).

Ako je izračunata vrijednost gustoće veća od preporučene, morate kupiti kabel većeg poprečnog presjeka žice. Unatoč povećanju troškova ožičenja, ovo rješenje je opravdano sa ekonomske tačke gledišta. Odabir kabela za ožičenje s optimalnom veličinom poprečnog presjeka povećat će njegov vijek trajanja nekoliko puta siguran rad i smanjiće gubitke električne energije pri prolasku kroz žice.

2. Gubici koji nastaju zbog električnog otpora materijala

Otpor materijala koji nastaje tijekom prijenosa električne struje dovodi ne samo do oslobađanja toplinske energije i zagrijavanja žica. Dolazi i do gubitka napona, što negativno utiče na rad električne opreme, kućni aparati i rasvjetna tijela.

Prilikom postavljanja električnih instalacija potrebno je izračunati vrijednost otpora vodova (Rl). Izračunava se pomoću formule:

• ρ – otpornost materijala od kojeg je žica napravljena;
• l – dužina linije;
• S je poprečni presjek žice.

Pad napona je definisan kao ΔUl = IRl, a njegova vrijednost ne bi trebala biti veća od 5% originalne, a za rasvjetna opterećenja - ne više od 3%. Ako je veći, potrebno je odabrati kabel većeg poprečnog presjeka ili od drugog materijala manjeg otpora. U većini slučajeva, i sa tehničkog i sa ekonomskog gledišta, preporučljivo je povećati površinu poprečnog presjeka kabla.

Odabir materijala kablova

Naš katalog kablovskih proizvoda u Brestu uključuje veliki izbor kablovi od raznih materijala:

• Bakar

Bakar ima veoma nisku otpornost (nižu samo od zlata), tako da je provodljivost bakrenih žica mnogo veća od provodljivosti aluminijuma. Ne oksidira, što značajno produžava efektivni vijek trajanja. Metal je vrlo fleksibilan, sajla se može savijati i motati više puta. Zbog visoke duktilnosti, moguća je proizvodnja tanjih jezgara (bakarna jezgra od 0,3 mm2, minimalna veličina aluminijumsko jezgro – 2,5 mm2).

Niža otpornost omogućava smanjenje oslobađanja toplinske energije tijekom prolaska struje, stoga je pri polaganju unutrašnjeg ožičenja u stambenim prostorijama dopušteno koristiti samo bakrene žice.

• Aluminijum

Otpornost aluminija je veća od otpornosti zlata, bakra i srebra, ali niža od otpornosti drugih metala i legura.

Glavna prednost aluminijumskog kabla u odnosu na bakar je njegova cena nekoliko puta niža. Također je mnogo lakši, što olakšava postavljanje električnih mreža. Prilikom postavljanja daljinskih električnih mreža ove karakteristike su kritične.

Aluminij nije podložan koroziji, ali nakon kontakta sa zrakom na njegovoj površini se formira film. Štiti metal od atmosferske vlage, ali praktički ne provodi struju. Ova karakteristika komplikuje povezivanje kablova.

Glavne vrste proračuna presjeka

Proračun opterećenja na žici mora se izvršiti prema svim značajnim karakteristikama:

Po snazi

Određuje se ukupna snaga svih uređaja koji troše električnu energiju u kući, stanu ili proizvodnoj radionici. Potrošnja energije kućanskih aparata i električne opreme naznačena je od strane proizvođača.

Također je potrebno uzeti u obzir i električnu energiju koju troše rasvjetna tijela. Svi električni uređaji kod kuće rijetko rade u isto vrijeme, ali poprečni presjek kabla za snagu izračunava se s marginom, što električno ožičenje čini pouzdanijim i sigurnijim. Za industrijske objekte, složeniji proračun se izvodi korištenjem faktora potražnje i simultanosti.

Po naponu

Naponski presjek kabla se izračunava na osnovu vrste električne mreže. Može biti jednofazni (u stanovima višespratnih zgrada i većini pojedinačnih vikendica) i trofazni (u preduzećima). Napon u jednofaznoj mreži je 220 V, u trofaznoj - 380 V.

Ako je ukupna snaga električnih uređaja u stanu 15 kW, tada će za jednofazno ožičenje ova brojka biti jednaka 15 kW, a za trofazno ožičenje će biti 3 puta manje - 5 kW. Ali pri ugradnji trofaznog ožičenja koristi se kabel manjeg poprečnog presjeka, ali koji sadrži ne 3, već 5 jezgri.

Po opterećenju

Proračun poprečnog presjeka kabela za opterećenje također zahtijeva izračunavanje ukupne snage električne opreme. Preporučljivo je povećati ovu vrijednost za 20-30%. Ožičenje se provodi dugo, a broj kućanskih aparata u stanu ili opreme u radionici može se povećati.

Zatim morate odrediti koja oprema se može uključiti u isto vrijeme. Ovaj indikator može značajno varirati u različitim kućama. Neki imaju veliki broj kućanskih aparata ili električne opreme koja se koristi nekoliko puta mjesečno ili godišnje. Drugi u svom domu imaju samo neophodne, ali često korištene električne uređaje.

U zavisnosti od veličine faktora simultanosti, snaga se može neznatno ili nekoliko puta razlikovati od opterećenja.

Instalirana snaga (kW) za otvoreno položene kablove

Presjek jezgra, mm2	Kablovi sa bakrenim provodnicima		Kablovi sa aluminijskim provodnicima
	Napon 220 V	Napon 380 V	Napon 220 V	Napon 380 V
0,5	2,4	-	-	-
0,75	3,3	-	-	-
1	3,7	6,4	-	-
1,5	5	8,7	-	-
2	5,7	9,8	4,6	7,9
2,5	6,6	11	5,2	9,1
4	9	15	7	12
5	11	19	8,5	14
10	17	30	13	22
16	22	38	16	28
25	30	53	23	39
35	37	64	28	49

Instalirana snaga (kW) za kablove položene u žljeb ili cijev

Presjek jezgra, mm2	Kablovi sa bakrenim provodnicima		Kablovi sa aluminijskim provodnicima
	Napon 220 V	Napon 380 V	Napon 220 V	Napon 380 V
1	3	5,3	-	-
1,5	3,3	5,7	-	-
2	4,1	7,2	3	5,3
2,5	4,6	7,9	3,5	6
4	5,9	10	4,6	7,9
5	7,4	12	5,7	9,8
10	11	19	8,3	14
16	17	30	12	20
25	22	38	14	24
35	29	51	16	-

Po struji

Za izračunavanje nazivne struje koristi se vrijednost ukupne snage opterećenja. Znajući to, maksimalno dozvoljeno strujno opterećenje izračunava se pomoću formule:

• I – nominalno struja;
• P – ukupno snaga;
• U – napon;
• cosφ – faktor snage.

Na osnovu dobijene vrednosti u tabelama nalazimo optimalnu veličinu poprečnog preseka kabla.

Dozvoljena strujna opterećenja za kablove sa skrivenim bakrenim provodnicima

Presjek jezgra, mm	Bakarni provodnici, žice i kablovi
	Napon 220 V	Napon 380 V
1,5	19	16
2,5	27	25
4	38	30
6	46	40
10	70	50
16	85	75
25	115	90
35	135	115
50	175	145
70	215	180
95	260	220
120	300	260

Važne nijanse za ispravan proračun opterećenja kabela

Prilikom projektiranja električnih instalacija u prostoriji, morate započeti s izračunavanjem jačine struje u krugovima. Greška u ovom proračunu kasnije može biti skupa. Električna utičnica se može rastopiti ako je izložena prevelikoj struji. Ako je struja u kabelu veća od izračunate struje za dati materijal i poprečni presjek jezgre, ožičenje će se pregrijati, što može dovesti do topljenja žice, prekida ili kratkog spoja u mreži s neugodnim posljedicama, među kojima potreba za potpunom zamjenom električnih instalacija nije najgora stvar.

Također je potrebno znati jačinu struje u strujnom kolu za odabir prekidača, koji bi trebali pružiti adekvatnu zaštitu od preopterećenja mreže. Ako je mašina podešena sa velikom marginom na svoju nominalnu vrednost, do trenutka kada se pokrene, oprema može već biti van funkcije. Ali ako je nazivna struja prekidača manja od struje koja se pojavljuje u mreži tokom vršnog opterećenja, prekidač će vas izluditi, konstantno prekidajući struju u prostoriji kada uključite peglu ili čajnik.

Formula za izračunavanje snage električne struje

Prema Ohmovom zakonu, struja (I) je proporcionalna naponu (U) i obrnuto proporcionalna otporu (R), a snaga (P) se računa kao proizvod napona i struje. Na osnovu toga izračunava se struja u mrežnom dijelu: I = P/U.

U realnim uslovima, formula se dodaje još jedna komponenta i formula za jednofaznu mrežu ima oblik:

i za trofazna mreža: I = P/(1,73*U*cos φ),

gdje se pretpostavlja da je U za trofaznu mrežu 380 V, cos φ je faktor snage, koji odražava omjer aktivne i reaktivne komponente otpora opterećenja.

Za savremene izvore napajanja, reaktivna komponenta je neznatna; Izuzetak su snažni transformatori (npr. aparati za zavarivanje) i elektromotorima, imaju visoku induktivnu reaktanciju. U mrežama gdje se planira spajanje ovakvih uređaja, maksimalnu struju treba izračunati pomoću koeficijenta cos φ od 0,8, ili struju izračunati standardnom metodom, a zatim primijeniti faktor množenja 0,95/0,8 = 1,19 .

Zamjenom efektivnih vrijednosti napona od 220 V/380 V i faktora snage 0,95 dobijamo I = P/209 za jednofaznu mrežu i I = P/624 za trofaznu mrežu, tj. trofazna mreža sa istim opterećenjem, struja je tri puta manja. Ovdje nema paradoksa, jer trofazno ožičenje osigurava tri fazne žice, a s ujednačenim opterećenjem na svakoj fazi podijeljeno je na tri. Budući da je napon između svake faze i radne neutralne žice 220 V, formula se može prepisati u drugom obliku, tako da je jasnije: I = P/(3*220*cos φ).

Odabir snage prekidača

Primjenom formule I = P/209 nalazimo da će kod opterećenja snage 1 kW struja u monofaznoj mreži biti 4,78 A. Napon u našim mrežama nije uvijek tačno 220 V, pa bi Nije velika greška izračunati jačinu struje sa malom marginom kao što je 5 A za svaki kilovat opterećenja. Odmah je jasno da se ne preporučuje spajanje glačala snage 1,5 kW na produžni kabel s oznakom "5 A", jer će struja biti jedan i pol puta veća od nazivne vrijednosti. Također možete odmah "gradirati" standardne ocjene mašina i odrediti za koje opterećenje su dizajnirane:

• 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.

Koristeći tehniku ​​"5 ampera po kilovatu", možete procijeniti jačinu struje koja se pojavljuje u mreži prilikom povezivanja kućni aparati. Zanimaju vas vršna opterećenja na mreži, tako da za proračun treba koristiti maksimalnu potrošnju energije, a ne prosjek. Ove informacije su sadržane u dokumentaciji proizvoda. Teško da je vrijedno sami izračunati ovaj pokazatelj zbrajanjem nazivnih kapaciteta kompresora, elektromotora i grijaćih elemenata uključenih u uređaj, jer postoji i takav pokazatelj kao koeficijent korisna akcija, što će se morati spekulativno procijeniti uz rizik od velike greške.

Prilikom projektovanja električnih instalacija u stanu odn seoska kuća Sastav i podaci o pasošu električne opreme koja će biti povezana nisu uvijek pouzdano poznati, ali možete koristiti približne podatke električnih uređaja uobičajenih u našem svakodnevnom životu:

• električna sauna (12 kW) - 60 A;
• električni štednjak (10 kW) - 50 A;
• ploča za kuhanje (8 kW) - 40 A;
• protočni električni bojler (6 kW) - 30 A;
• mašina za pranje sudova (2,5 kW) - 12,5 A;
• veš mašina (2,5 kW) - 12,5 A;
• Jacuzzi (2,5 kW) - 12,5 A;
• klima uređaj (2,4 kW) - 12 A;
• Mikrovalna pećnica (2,2 kW) - 11 A;
• akumulacijski električni bojler (2 kW) - 10 A;
• kuhalo za vodu (1,8 kW) - 9 A;
• gvožđe (1,6 kW) - 8 A;
• solarijum (1,5 kW) - 7,5 A;
• usisivač (1,4 kW) - 7 A;
• mlin za meso (1,1 kW) - 5,5 A;
• toster (1 kW) - 5 A;
• aparat za kafu (1 kW) - 5 A;
• fen za kosu (1 kW) - 5 A;
• desktop računar (0,5 kW) - 2,5 A;
• hladnjak (0,4 kW) - 2 A.

Potrošnja energije rasvjetnih tijela i potrošačke elektronike je općenito mala, ukupna snaga rasvjetnih tijela može se procijeniti na 1,5 kW, a prekidač od 10 A je dovoljan za grupu rasvjete. Potrošačka elektronika je povezana na iste utičnice kao i pegle;

Ako zbrojite sve ove struje, cifra se ispostavi da je impresivna. U praksi, mogućnost priključenja opterećenja je ograničena količinom dodijeljene električne energije za stanove sa električnim štednjakom u modernim kućama je 10 -12 kW, a na ulazu u stan nalazi se mašina nazivne vrijednosti od 50 A; I ovih 12 kW mora biti raspoređeno, uzimajući u obzir činjenicu da su najmoćniji potrošači koncentrirani u kuhinji i kupatilu. Ožičenje će uzrokovati manje razloga za zabrinutost ako je podijeljeno u dovoljan broj grupa, svaka sa svojom mašinom. Za električni šporet ( hob) napravljen je poseban ulaz sa prekidačem od 40 A i tu je ugrađena utičnica nazivne struje od 40 A; Posebna grupa je napravljena za veš mašinu i ostalu opremu za kupatilo, sa mašinom odgovarajuće klase. Ova grupa je obično zaštićena RCD-om sa nazivnom strujom 15% većom od nazivne snage prekidača. Odvojene su grupe za rasvjetu i zidne utičnice u svakoj prostoriji.

Morat ćete potrošiti neko vrijeme na izračunavanje snaga i struja, ali možete biti sigurni da posao neće biti uzaludan. Dobro dizajnirana i kvalitetna električna instalacija ključ je udobnosti i sigurnosti vašeg doma.

Proračun opterećenja temelja je neophodan za pravi izbor njegove geometrijske dimenzije i površinu temeljne osnove. U konačnici, snaga i izdržljivost cijele zgrade ovisi o pravilnom proračunu temelja. Proračun se svodi na određivanje opterećenja na kvadratni metar tla i upoređujući ga sa prihvatljivim vrijednostima.

Za izračunavanje morate znati:

• Regija u kojoj se zgrada gradi;
• Vrsta tla i dubina podzemne vode;
• Materijal od kojeg će biti izrađeni konstruktivni elementi zgrade;
• Raspored objekta, spratnost, tip krova.

Na osnovu potrebnih podataka, nakon projektovanja konstrukcije vrši se proračun temelja ili njegova konačna verifikacija.

Pokušajmo izračunati opterećenje temelja za jednospratna kuća, od pune cigle od kontinuiranog zidanja, debljine zida 40 cm Dimenzije kuće - 10x8 metara. Strop podruma je armirano betonske ploče, strop 1. kata je drveni na čeličnim gredama. Krov je dvovodni, pokriven metalnim crijepom, nagiba 25 stepeni. Region - Moskovska regija, tip tla - vlažne ilovače sa koeficijentom poroznosti 0,5. Temelj je izrađen od sitnozrnog betona, debljina temeljnog zida za proračun jednaka je debljini zida.

Određivanje dubine temelja

Dubina ugradnje ovisi o dubini smrzavanja i vrsti tla. U tabeli su prikazane referentne vrijednosti za dubinu smrzavanja tla u različitim regijama.

Tabela 1 – Referentni podaci o dubini smrzavanja tla

Referentna tabela za određivanje dubine temelja po regijama

Općenito, dubina temelja bi trebala biti veća od dubine smrzavanja, ali postoje izuzeci zbog vrste tla navedeni su u tabeli 2.

Tabela 2 - Ovisnost dubine temelja o vrsti tla

Dubina temelja neophodna je za naknadni proračun opterećenja na tlu i određivanje njegove veličine.

Dubina smrzavanja tla određujemo pomoću tabele 1. Za Moskvu je 140 cm. Pomoću tabele 2 nalazimo vrstu tla - ilovača. Dubina polaganja ne smije biti manja od izračunate dubine smrzavanja. Na osnovu toga, dubina temelja za kuću odabrana je na 1,4 metra.

Proračun opterećenja krova

Opterećenje krova je raspoređeno između onih strana temelja na kojima se splavi oslanja kroz zidove. Za običan zabatni krov, to su obično dvije suprotne strane temelja, za četverovodni krov, sve četiri strane. Raspodijeljeno opterećenje krova određuje se projektovanom površinom krova podijeljenom s površinom opterećenih strana temelja i pomnoženom specifičnom težinom materijala.

Tabela 3 - Specifična težina različite vrste krovova

Referentna tabela - Specifična težina različitih vrsta krovova

1. Odredite površinu projekcije krova. Dimenzije kuće su 10x8 metara, površina projekcije dvovodnog krova je jednaka površini kuće: 10·8=80 m2.
2. Dužina temelja jednaka je zbiru njegove dvije duge stranice, jer dvovodni krov počiva na dvije dugačke suprotne strane. Stoga dužinu opterećenog temelja definiramo kao 10 2 = 20 m.
3. Površina temelja debljine 0,4 m opterećenog krovom: 20·0,4=8 m2.
4. Vrsta premaza je metalna pločica, ugao nagiba je 25 stepeni, što znači da je izračunato opterećenje prema tabeli 3 30 kg/m2.
5. Opterećenje krova na temelj je 80/8·30 = 300 kg/m2.

Proračun opterećenja snijegom

Opterećenje snijega se na temelj prenosi preko krova i zidova, pa se opterećuju iste strane temelja kao i kod proračuna krova. Izračunava se površina snježnog pokrivača jednaka površini krova. Dobivena vrijednost podijeljena je s površinom opterećenih strana temelja i pomnožena sa specifičnim opterećenjem snijega određenim iz karte.

Tabela - proračun opterećenja snijegom na temelju

1. Dužina nagiba za krov sa nagibom od 25 stepeni je (8/2)/cos25° = 4,4 m.
2. Površina krova jednaka je dužini sljemena pomnoženoj sa dužinom kosine (4,4·10)·2=88 m2.
3. Opterećenje snijegom za područje Moskve prema karti iznosi 126 kg/m2. Pomnožimo ga sa površinom krova i podijelimo sa površinom opterećenog dijela temelja 88·126/8=1386 kg/m2.

Proračun podnih opterećenja

Podovi, kao i krov, obično se oslanjaju na dvije suprotne strane temelja, pa se proračun vrši uzimajući u obzir površinu ovih strana. Površina je jednaka površini zgrade. Da biste izračunali opterećenje poda, potrebno je uzeti u obzir broj etaža i podrumske etaže, odnosno sprata prvog kata.

Površina svake etaže množi se specifičnom težinom materijala iz tabele 4 i dijeli se s površinom opterećenog dijela temelja.

Tabela 4 - Specifična težina podova

1. Površina stana je jednaka površini kuće - 80 m2. Kuća ima dvije etaže: jednu od armiranog betona i jednu od drveta na čeličnim gredama.
2. Površinu armiranobetonskog poda množimo specifičnom težinom iz tabele 4: 80·500=40000 kg.
3. Množimo površinu drvenog poda specifičnom težinom iz tabele 4: 80·200=16000 kg.
4. Zbrojimo ih i nađemo opterećenje po 1 m2 opterećenog dijela temelja: (40000+16000)/8=7000 kg/m2.

Proračun opterećenja zida

Opterećenje zidova određuje se kao volumen zidova pomnožen specifičnom težinom iz tablice 5, a dobiveni rezultat podijeljen je duljinom svih strana temelja pomnoženom s njegovom debljinom.

Tabela 5 - Specifična težina zidnih materijala

Tabela - Specifična težina zidova

1. Površina zidova jednaka je visini zgrade pomnoženoj sa obimom kuće: 3·(10·2+8·2)=108 m2.
2. Zapremina zidova je površina pomnožena sa debljinom, jednaka je 108·0,4=43,2 m3.
3. Težina zidova nalazimo množenjem zapremine sa specifičnom težinom materijala iz tabele 5: 43,2·1800=77760 kg.
4. Površina svih strana temelja jednaka je obodu pomnoženom debljinom: (10 2 + 8 2) 0,4 = 14,4 m 2.
5. Specifično opterećenje zidova na temelj je 77760/14,4=5400 kg.

Preliminarni proračun opterećenja temelja na tlu

Opterećenje temelja na tlo izračunava se kao umnožak volumena temelja i specifične gustoće materijala od kojeg je napravljen, podijeljen s 1 m 2 površine njegove osnove. Volumen se može naći kao proizvod dubine temelja i debljine temelja. Debljina temelja se prilikom preliminarnog proračuna uzima da bude jednaka debljini zidova.

Tabela 6 - Specifična gustina temeljnih materijala

Tabela - specifična gustina materijala za tlo

1. Površina temelja je 14,4 m2, dubina je 1,4 m. Zapremina temelja je 14,4·1,4=20,2 m3.
2. Masa temelja od sitnozrnog betona je: 20,2·1800=36360 kg.
3. Opterećenje tla: 36360/14.4=2525 kg/m2.

Proračun ukupnog opterećenja po 1 m 2 tla

Sumiraju se rezultati prethodnih proračuna i izračunava se maksimalno opterećenje temelja, koje će biti veće za one strane na kojima se krov oslanja.

Uvjetna projektna otpornost tla R 0 određena je prema tabelama SNiP 2.02.01-83 "Temelji zgrada i objekata".

1. Zbrajamo težinu krova, opterećenje snijegom, težinu podova i zidova, kao i temelja na tlu: 300+1386+7000+5400+2525=16.611 kg/m 2 =17 t/m 2 .
2. Određujemo uslovnu konstrukcijsku otpornost tla prema tabelama SNiP 2.02.01-83. Za vlažne ilovače sa koeficijentom poroznosti od 0,5, R0 je 2,5 kg/cm2, odnosno 25 t/m2.

Iz proračuna je jasno da je opterećenje na tlu u dozvoljenim granicama.