Como calcular corretamente a corrente ao escolher a seção transversal de fios e cabos

Construção do esquema computacional da rede

Para selecionar as seções transversais de seções individuais da rede elétrica, mas as condições de aquecimento e a densidade econômica de corrente, basta conhecer apenas as cargas atuais dessas seções da rede. O cálculo da rede para perda de tensão só pode ser realizado se não apenas as cargas, mas também os comprimentos de todas as seções da rede forem conhecidos. Nesse sentido, ao iniciar o cálculo da rede, é necessário antes de tudo preparar seu esquema de cálculo, que deve indicar as cargas e comprimentos de todas as seções.

Ao calcular redes trifásicas, as cargas em todos os condutores trifásicos são as mesmas. De fato, esta condição é rigorosamente cumprida apenas para redes elétricas com motores elétricos trifásicos. Para redes com consumidores de energia monofásica, por exemplo, redes urbanas com lâmpadas de iluminação e eletrodomésticos, sempre há alguma distribuição desigual da carga nas fases da linha.Em cálculos práticos de redes com receptores monofásicos, a distribuição de cargas nas fases também é assumida condicionalmente uniforme.

Desde que as fases da linha sejam carregadas uniformemente, não há necessidade de indicar todos os condutores da rede no esquema de projeto. É o suficiente para imaginar diagrama de uma linha indicando todas as cargas conectadas à rede e os comprimentos de todas as seções da rede. O diagrama também deve indicar os locais de instalação. fusíveis ou outros dispositivos de proteção.

Ao elaborar o esquema de design da fiação elétrica da sala, você deve usar os planos e seções do prédio em que a fiação elétrica deve ser aplicada, indicando os pontos de conexão dos receptores elétricos.

O esquema de design da rede externa é preparado de acordo com o plano da vila ou empresa industrial, na qual a rede também deve ser aplicada, e os pontos de conexão de grupos de consumidores de energia (casas ou edifícios individuais de uma empresa industrial) são indicados .

Os comprimentos de todas as seções da rede são medidos de acordo com o desenho, levando em consideração a escala em que é desenhada. Na ausência de desenho, os comprimentos de todas as seções da rede devem ser medidos em espécie.

Ao elaborar o esquema de cálculo da rede, não é necessária a conformidade com a escala para os trechos da rede. Só é necessário observar a sequência correta de conectar as seções individuais da rede umas às outras.

A figura mostra um exemplo de esquema de desenho da linha da rede externa da aldeia.Os comprimentos das seções de rede no diagrama são indicados acima e à esquerda em metros, abaixo e à direita da carga são representados por setas que mostram a potência calculada em quilowatts. A linha ABC é chamada de backbone, as seções DB, BE e VG são chamadas de ramais.

Como pode ser visto na figura, seções individuais da rede são apresentadas sem escala, o que não interfere na precisão do cálculo se o comprimento das seções for especificado corretamente.

Esquema de cálculo de uma seção da rede externa 380/220 V de uma área residencial.

Determinação das cargas calculadas da rede elétrica

Determinar as cargas de projeto (potências) é uma tarefa muito mais difícil. Uma lâmpada de iluminação, dispositivo de aquecimento ou televisão na tensão terminal nominal consome uma certa potência nominal, que pode ser tomada como a potência nominal deste receptor. A situação é mais complicada com um motor elétrico, para o qual a potência consumida pela rede depende do torque do mecanismo conectado ao motor - máquina-ferramenta, ventilador, esteira, etc.

Sobre placa fixada na carcaça do motor, sua potência nominal é indicada. A potência real consumida pelo motor da rede difere da nominal. Por exemplo, a carga no motor do torno variará dependendo do tamanho da peça, da espessura dos cavacos que estão sendo removidos, etc.

O motor é selecionado para as condições de operação mais difíceis da máquina e, portanto, em outros modos de operação o motor será subcarregado… Assim, a potência nominal do motor geralmente é menor que sua potência nominal.

Determinar a potência calculada para um grupo de receptores elétricos torna-se ainda mais complicado, pois neste caso é necessário levar em consideração o número possível de receptores conectados.

Imagine que você precise determinar a carga estimada para uma linha que abastece uma oficina com 30 motores elétricos. Destes, apenas alguns funcionarão continuamente (por exemplo, motores conectados a ventiladores).

Os motores da máquina funcionam de forma intermitente durante a instalação de uma nova peça de usinagem. Alguns dos motores podem funcionar com carga parcial ou ocioso, etc. Nesse caso, a carga na linha de serviço não permanecerá constante. É claro que a carga máxima possível deve ser tomada como a carga calculada da linha, como a mais pesada para os condutores da linha.

A carga mais alta é entendida não como seu impulso de curto prazo, mas como o maior valor médio em um período de meia hora.

A carga de projeto (kW) de um grupo de receptores elétricos pode ser determinada pela fórmula

onde Ks— fator de demanda para o modo de maior carga, levando em consideração o maior número possível de receptores permitidos no grupo. Para motores, o fator de inclinação também deve levar em consideração o tamanho de sua carga;

Ru é a potência instalada de um grupo de receptores, igual à soma de suas potências nominais, kW. Você sempre pode se familiarizar mais detalhadamente com os métodos de determinação de cargas de projeto na literatura especializada.

Determinação da corrente de linha estimada para um consumidor de energia elétrica e um grupo de consumidores elétricos

Ao escolher a seção transversal dos fios de acordo com as condições de aquecimento ou de acordo com a densidade de corrente econômica, é necessário determinar o valor da corrente de linha calculada. Para um consumidor elétrico trifásico, o valor da corrente nominal (A) é determinado pela fórmula

onde P é a potência estimada do receptor, kW; Tensão não nominal nos terminais do receptor, igual à tensão de fase (fase) da rede à qual está conectado, V; porque f— Fator de potência receptor.

Esta fórmula também pode ser usada para determinar a corrente nominal de um grupo de receptores trifásicos ou monofásicos, desde que os receptores monofásicos estejam conectados igualmente às três fases da linha. O valor da corrente calculada (A) para um receptor monofásico ou para um grupo de receptores conectados a uma fase de uma rede de corrente trifásica é determinado pela fórmula

onde U n.f — a tensão nominal dos receptores, igual à tensão de fase da rede à qual estão conectados, V.

O valor da corrente calculada para um grupo de receptores conectados a uma linha de corrente monofásica também é determinado por esta fórmula.

Para Lâmpadas incandescentes e dispositivos de aquecimento, o fator de potência cosphi = 1. Nesse caso, as fórmulas para determinar a corrente calculada são simplificadas de acordo.

Determinação da corrente de acordo com o esquema de projeto da rede elétrica

Voltemos ao esquema de projeto da rede externa do assentamento residencial mostrado na figura. Neste diagrama, as cargas de projeto das casas conectadas à linha são indicadas em quilowatts nas extremidades das setas correspondentes. Para escolher a seção transversal de fios lineares, você precisa conhecer a carga em todas as seções.

Esta carga é determinada com base em primeira lei de Kirchhoff, segundo a qual para cada ponto da rede a soma das correntes de entrada deve ser igual à soma das correntes de saída. Esta lei também é válida para cargas expressas em quilowatts.

Vamos encontrar a distribuição de cargas nas seções da linha. No final da linha, em um trecho de 80 m de comprimento, adjacente ao ponto G, a carga de 9 kW é igual à carga calculada da casa conectada à linha no ponto G. No trecho ramificado de 40 m de comprimento, adjacente para o ponto B, a carga é igual à soma das cargas das casas conectadas ao ramal do trecho VG: 9 + 6 = 15 kW. Em um trecho de rodovia de 50 m adjacente ao ponto B, a carga é 15 + 4 + 5 = 24 kW.

As cargas em todas as outras seções da linha são determinadas da mesma maneira. Para não fornecer todos os números indicados no diagrama com as designações das unidades correspondentes (m, kW), os comprimentos e cargas no diagrama devem ser organizados em uma determinada ordem. No esquema de projeto da figura, os comprimentos das seções lineares são indicados na parte superior e à esquerda, as cargas nas mesmas seções são indicadas na parte inferior e à direita.

Um exemplo. Uma linha de quatro fios com tensão nominal de 380/220 V alimenta uma oficina com 30 motores elétricos, a potência total instalada Py1 = 48 kW. A potência total das lâmpadas de iluminação na oficina é Ru2 = 2 kW, o fator de demanda para a carga de potência Kc1 = 0,35 e para a carga de iluminação Kc2 = 0,9. Fator de potência médio para toda a instalação cos f = 0,75. Determine a corrente de linha calculada.

Responder.Determinamos a carga calculada dos motores elétricos: P1 = 0,35 x 48 = 16,8 kW e a carga calculada da iluminação P2 = 0,9 x 2 = 1,8 kW. A carga total do projeto é P = 16,8 + 1,8 = 18,6 kW.
Determine a corrente nominal: