مثال حسابي للوحة المفاتيح

الشبكة الكهربائية المنزلية الجزء Deux

في هذه المقالة ، أريد أن أعطي مثالاً على اختيار المعدات للوحة في الشقة ، وهو استمرار مشروط للمقال السابق (تم وصف بعض النقاط النظرية بشكل كامل هناك). لأن مثل هذا العنوان الفرعي.

بيانات المصدر

نظرًا لوجود العديد من الشروط الممكنة في الواقع ، سأعرض هنا عددًا من القيود بحيث يكون المثال أكثر تحديدًا. قد يكون شخص ما أكثر حظًا ، وأقل شخصًا ، لكن هذه هي الحياة.
لذلك ، يوجد مصدر طاقة أحادي الطور ، يتم تثبيت عداد بتيار مقنن 50 أمبير في لوحة العدادات. تسمح شركة الطاقة بطاقة إدخال قصوى تبلغ 40 أمبير. حماية من التحميل الزائد. تتغير جميع الأسلاك بالكامل. يمكنك استبدال الأسلاك من أطراف مصدر العداد (لهذا يجب عليك استدعاء مجرب لإزالة الأختام). إذا تم تصميم المنزل وبناؤه بشكل طبيعي ، فقد تم بالفعل وضع شيء طبيعي ، مثل 4 مم² من النحاس ، من العداد إلى اللوحة.

كما في المقالة السابقة ، أنتقل من الجهد وفقًا لمعايير IEC عند 230 فولت.

الاستهلاك

من المهم تحديد ما سيتم استهلاكه والتيارات المتوقعة. للقيام بذلك ، تحتاج إلى إنشاء قائمة بالمستهلكين مع الحد الأقصى لاستهلاكهم لتحديد المقطع العرضي للكابل. يجب أن تفهم أن أقصى قوة اتصال في الحالة المذكورة أعلاه ستكون فقط 9200 واط ، وبالتالي ، قم بتشغيل كل شيء في الموقد الكهربائي (من 8،800 إلى 10،200 واط) في نفس الوقت ثم مكواة أخرى (حتى 2400 واط) ومكنسة كهربائية (900-2000 واط). هنا من الضروري تحقيق التوازن بين الراحة والفرصة والتضحية بشيء ما.

من حيث المبدأ ، تحتاج إلى فهم ما يعمل وبأي قوة. تستهلك نفس الغسالة الطاقة الكاملة لأول 15-20 دقيقة أثناء تسخين الماء وشطفه بمسحوق ، ثم تكون الطاقة 10-15٪ من القيمة المحددة في جواز السفر. نظرًا لأن هذا كله فردي للغاية ، فسنتخذ ما يلي لإجراء مزيد من الحسابات لكبار المستهلكين (من تجربتنا الخاصة):

• غسالة 2300 وات (تحميل 6 كيلو موديلات جديدة)
• طباخ 9200 وات
• غلاية كهربائية 2000 واط
• 2400 واط مكواة
• مكنسة كهربائية 1600 وات

كان حول الحمل. الآن دعنا ننتقل إلى تيارات الدائرة القصيرة.

تيارات الدائرة القصيرة

درع

كما ذكرت في مقال سابق ، سيظهر الحساب بعض القيمة ، والتي لا تنطبق في الحياة الحقيقية ، خاصة إذا كانت الشبكات التي يتصل بها المنزل ليست جديدة. على أي حال ، للحصول على البيانات التي يمكنك من خلالها البناء على الحساب ، هي قياسات. هناك أجهزة خاصة متصلة بشكل أساسي بقياس مقاومة الشبكة لهذه النقطة. يعرض الجهاز أيضًا القيمة المحسوبة لتيار الدائرة القصيرة في موقع القياس ، ولكن لا يمكن استخدام هذه القيمة إلا لتقييم عام ، حيث يتم حسابها بناءً على المعلمات الحالية (على سبيل المثال ، الجهد في الشبكة). لذلك ، يجب أن تؤخذ المقاومة المقاسة فقط كأساس.

القياس نفسه ليس الجواب النهائي أيضًا ، حيث يمكن أن تتغير التيارات القصيرة بسبب التعديلات في الشبكة ، مثل إصلاح أو استبدال المعدات ، أو التغيرات في الأوضاع في شبكات الجهد المتوسط. لذلك ، يجب "تدهور" القيمة المقاسة لضمان الحماية حتى في وقت لاحق.

هناك عدد من العوامل التي يمكن أخذها في الاعتبار عن طريق إعادة حساب القيمة المقاسة.

أولاً ، يتم القياس في الظروف العادية ، وعندما تحدث دائرة كهربائية قصيرة ، يتم تسخين الأسلاك وزيادة مقاومتها الكهربائية.

ثانيًا ، هناك خطأ في القياس للجهاز نفسه ، والذي يمكن أن يصل في بعض الحالات إلى 30٪.

ثالثاً ، تأثير شبكة الجهد المتوسط. الحد الأقصى للتغيير في تيارات الدائرة القصيرة في شبكة الجهد المنخفض بسبب التغيرات في شبكة الجهد المتوسط ​​هو 10-12 ٪.

كل هذه العوامل تؤدي إلى زيادة قيمة المقاومة المقاسة بمقدار 1.6-1.7 مرة.

افترض أن الجهاز أظهر قيمة 0.74 أوم وتيار ماس كهربائى 308 أمبير عند توصيله بأطراف الإدخال للدرع الخاص بنا. الرقم كبير جدًا ، والآن سنعيد سرد أسوأ خيار.

تصحيح مقاومة الشبكة:

$$

$$Z_ {net} = 0.74 \ cdot 1.7 = 1.258 \ Omega$$

علاوة على ذلك ، وفقًا للمواصفة IEC 60038 ، فإننا نعتبر الحد الأدنى لتيار الدائرة القصيرة للشبكة إلى 1000 فولت مع تغيير الجهد الزائد أو ناقص 10 ٪

$$

$$\ frac {c_ {min} \ cdot U_ {N}} {Z_ {net}} = \ frac {0.95 \ cdot 230} {1،258} = 173.7 A$$

كما ترى ، فإن الحد الأدنى الممكن لتيار الدائرة القصيرة هو أقل مرتين تقريبًا من التيار المحسوب.

المستهلكين النهائيين

لذا ، لدينا تيار ماس كهربائى عند الإدخال إلى الدرع. لكن المعدات الموجودة هناك يجب أن تحمي الأسلاك على طولها بالكامل ، وليس فقط بالقرب من الدرع. ثم هناك خياران: القياس أو الحساب. بما أنني أنتقل من الاستبدال الكامل للأسلاك ، فيمكن حساب تيارات الدائرة القصيرة. إذا تغير الدرع وكان جزءًا فقط من الأسلاك ، فمن المستحسن إجراء القياسات والحسابات ، كما هو موضح أعلاه.

لذا ، الحساب. من المنطقي القيام به قبل بدء العمل وشراء الأسلاك لتقييم المعلمات في أي حال. كقيم أولية للمقاومات ، نأخذ القيم القصوى المسموح بها للمقاومات من نفس معايير IEC (البيانات أدناه للنحاس فقط):

القسم مم²	المقاومة أوم / كم
1،5	12،2
2،5	7.56
4	4.70
6	3.11

مزيد من الحساب. خذ ما يلي: إلى منفذنا ، تحتاج إلى وضع 50 م من الكبلات من الدرع. لنفترض أننا اخترنا كابلًا بمقطع عرضي 2.5 مم² بمقاومة 12.2 أوم / كم.

ستكون مقاومة الشبكة عند نقطة اتصال هذا المخرج:

$$

$$Z_ {net plug} = Z_ {net} +2 \ cdot l \ cdot R = 1،258 + 2 \ cdot 50 \ cdot \ frac {12،2} {1000} = 2،478 \ Omega$$

هناك العديد من النقاط التي من المهم ملاحظتها. يجب ضرب مقاومة الكبل في 2 ، لأن المقاومة لها موصلان في السلك ، وعلى الرغم من أن المقاومة المقاسة هي كمية معقدة ، يمكن إهمال المكون التفاعلي للحساب. أيضا ، يتم إعطاء القيم أوم / كم في الجدول ، وبالتالي يلزم التحويل إلى أمتار.

باستخدام الصيغة المذكورة أعلاه ، نقوم بحساب الحد الأدنى من تيار الدائرة القصيرة:

$$

$$\ frac {c_ {min} \ cdot U_ {N}} {Z_ {net}} = \ frac {0.95 \ cdot 230} {2،478} = 88.2 ألف دولا$$

ومن هذه النتيجة ، من الواضح أنه من أجل إيقاف تشغيل مضمون ، تحتاج إلى أخذ آلة C على أقصى حد عند 8 أمبير أو آلة B عند 16 أمبير.


هنا من المهم أن نلاحظ مرة أخرى - الآلات تحمي الكبل فقط ، فهي لا تحمي من ماس كهربائى ما يتم توصيله بالمأخذ .

ما هي العيوب الرئيسية لهذا الحساب؟ نحن لا نأخذ في الاعتبار مقاومة المحطات ، على سبيل المثال ، أو مقاومة أجهزة الحماية. مقاومتهم صغيرة ، ومن حيث المبدأ ، يمكن أن تؤدي إضافة 0.1-0.15 أوم إلى الحساب إلى تعويض هذه الدقة (في المثال أعلاه ، سيكون التيار القصير 83A ، والذي لا يلعب دورًا في هذه الحالة).

لسوء الحظ ، هناك حالات حقيقية (في مساحة ما بعد الاتحاد السوفيتي على الأقل) عندما تشتري كابلًا ، ويكون المقطع العرضي الحقيقي أقل مما كتب (على سبيل المثال ، 2.1 بدلاً من 2.5 مم²). وإذا كان لا يزال من الممكن التحقق من ذلك على سلك أحادي النواة (باستخدام الفرجار ، على سبيل المثال) ، فعندئذٍ يمكنك نسيان ذلك بالنسبة لسلك متعدد النواة. القياس فقط سيساعد هنا.

يباع الكبل بأطوال كبيرة ، يمكنك إتلاف الطول عن طريق توصيل جميع الموصلات على التوالي. لذلك سيكون من الممكن قياس وحساب المقاومة الحقيقية للسلك واستخدام هذه القيمة في المستقبل لحساب واختيار الآلات.

اختيار أجهزة الحماية للتيارات القصيرة والحمل

أولاً ، سنجري الحساب لربط عدد من المستهلكين ، بحيث يكون المثال أكثر تحديدًا ونبدأ من المستهلكين الأكبر حجمًا إلى المستهلكين الأصغر:

موقد كهربائي

يتم وضع كابل نحاسي 6 مم² ، من الدرع إلى المخرج 15 مترًا.

تيار الدائرة القصيرة:

$$

$$I_ {kmin} = \ frac {0.95 \ cdot 230} {1.258 + 2 \ cdot 15 \ cdot \ frac {3.11} {1000}} = 161.7 ألف دولا$$

من الممكن وجود آلة B لـ 32 أمبير أو آلة C لـ 16 أمبير (آلة B طبيعية تمامًا للموقد ، ولكن آلة 16A C غير كافية). كما كتبت سابقًا ، فإن الطاقة الإجمالية للموقد هي 9200 واط ، مما يعني 40A. نظرًا لأن الحد الأقصى الممكن للماكينة هو 32 أمبير ، فيجب علينا أن ننطلق من حقيقة أنه لا يمكن تشغيل كل شيء على الفور. ما بالضبط - يعتمد على الاستهلاك. من حيث المبدأ ، بالنسبة لبعض المواقد ، مزيج من شعلتين وفرن يعطي 25 أمبير ، يمكنك القيام بذلك.

غسالة ملابس

يتم وضع كابل 2.5 مم² ، من الدرع إلى المخرج 30 مترًا.

تيار الدائرة القصيرة:

$$

$$I_ {kmin} = \ frac {0.95 \ cdot 230} {1.258 + 2 \ cdot 30 \ cdot \ frac {7.56} {1000}} = 127.7 ألف دولا$$

نظرًا لأن المحرك الكهربائي مدمج في الماكينة ، فمن الجدير اختيار آلة C ، في هذه الحالة C10A.

غلاية كهربائية

يتم وضع كابل 2.5 مم² ، من الدرع إلى المخرج 20 مترًا.

تيار الدائرة القصيرة:

$$

$$I_ {kmin} = \ frac {0.95 \ cdot 230} {1،258 + 2 \ cdot 20 \ cdot \ frac {7،56} {1000}} = 140،0 A$$

نظرًا لأن الغلاية الكهربائية ليست عادةً الوحيدة التي يتم تشغيلها (هذا هو المطبخ) ، فإنني أنصحك هنا باختيار شيء مثل B16A-B20A.

الأجهزة الكهربائية الأخرى

هنا نتحدث في المقام الأول عن مكنسة كهربائية أو مكواة (من المستهلكين الكبار الذين ذكرتهم سابقًا). من حيث المبدأ ، يمكن توصيلها بأي منفذ ، لذلك بشكل عام ، يكفي حساب التيار للمخرج البعيد (المثال أعلاه مع 88.2 A و B16A هو فقط هذه الحالة). إذا لم يفلح ذلك ، فأنت بحاجة إلى أخذ قسم أكبر ، وإنشاء نقوش على المنافذ وتوفير منافذ خاصة لنفس المكواة (الأسلاك طويلة بما يكفي للمكانس الكهربائية).

من ناحية ، يمكنك اختيار آلة أوتوماتيكية لكل منفذ ، من ناحية أخرى ، في بعض الأحيان تريد التوحيد ، بل وأكثر سهولة عند شراء الكابلات والمفاتيح ، هنا يقرر الجميع لنفسه.

بالنسبة للإضاءة ، يكون الحساب مشابهًا ، ولكن هنا يتم استخدام سلك بمقطع عرضي 1.5 مم² في كثير من الأحيان ، لأن المحطات في المجموعة يمكن أن تكون مناسبة لنواة 2.5 مم² ثم مع صرير. ولكن لا توجد مثل هذه التيارات الكبيرة ، خاصة عندما يتعلق الأمر بإضاءة LED.

تنسيق الجهاز في لوحة العدادات

لذلك ، هناك البيانات الهامة التالية:

• جهاز الإدخال 40A كحد أقصى
• تيار الدائرة القصيرة في الدرع 173.7 أمبير
• موقد كهربائي - الحد الأقصى V32A
• غسالة ملابس - C10A
• المقابس - B16A

الأجهزة الأخرى ليست مهمة حاليًا.

لذا ، أولاً وقبل كل شيء ، اختر جهاز إدخال. بادئ ذي بدء ، دعنا نأخذ بعض أنواع مختلفة من قواطع الدائرة 40A (من الآن فصاعدًا سنستخدم برنامج Siemens Simaris Curves ، كتبت المزيد عن البرامج في نهاية المقالة) وننظر في وضع نظام التأريض TN.



يوضح هذا الرسم البياني تيار الدائرة القصيرة عند الإدخال إلى اللوحة ومنحنيات قواطع الدائرة من الأنواع B و C و E. ويعرف الأخير أيضًا باسم "قاطع الدائرة الانتقائي" (انتقائي لقواطع الدائرة النهائية ، لأنه يقطع حتى تيارات الدائرة القصيرة الكبيرة مع تأخير زمني) . في هذا النظام (TN) ، يتم تحديد وقت 0.4 ثانية للكابلات للمنافذ ، بينما بالنسبة لشبكة التوزيع (ما هي الشبكة بين مفتاح الفتح وقواطع الدائرة في الفروع المنفصلة) ، هذه المرة هي 5 ثوان. في جميع الحالات ، يكون وقت الإغلاق مرتفعًا جدًا ، أي أكثر من 5 ثوانٍ.


قد يكون الحل في هذه الحالة هو استخدام أداة فصل الصمامات. في الواقع ، الصمامات العادية ، ولكن مع ظهور قاطع الدائرة.

يبدو هذا:



على سبيل المثال ، لقد التقطت الصورة الأولى التي ظهرت عبر الإنترنت ، وهي فاصل من Hager مع مصاهر مدمجة من النوع D02 ("المقابس"). تقول 63A ، ولكن نظرًا لأن الحجم هو نفسه ، يمكن تثبيت أي مصهر D02 في هذا المفتاح.
لذا ، فإن خاصية الوقت الحالي هي كما يلي (gG لتقف على الصمامات للأغراض العامة):



الحد الأقصى لوقت الإغلاق هو 3.2 ثانية ، والذي يتوافق مع المعايير. الآن دعونا نلقي نظرة على الانتقائية أدناه ، أي مقارنة مع B32 و B16 و C10 مع التيارات المقابلة المحسوبة أعلاه. أول B32 والصمامات:



كل شيء على ما يرام هنا ، وقت الاستجابة لكل من أجهزة الحماية واضح من الرسم البياني. بطبيعة الحال ، سيكون وضع المفاتيح الصغيرة أفضل:



بشكل عام ، هناك جداول محدد لأجهزة الحماية لكل مصنع ، على سبيل المثال ، كما هو موضح أدناه.



جدول صغير لقواطع الدائرة مع السمة B ، واحدة كبيرة - C. الأزرق يشير إلى التيار المقنن لقواطع الدائرة ، يشير الأسود على خلفية فاتحة إلى تيار الحدود الانتقائية. يمثل كلا الجدولين انتقائية قواطع دائرة سيمنز إلى الصمامات 40A. عيب هذه الجداول هو أنه من الصعب جدًا التحقق من جميع المجموعات ، لأنه لم يتم النظر في بعض الحالات ، على الرغم من أن الانتقائية غير مستبعدة.

حالة نظام التأريض TT

في هذه الحالة ، يجب أن يحدث انقطاع في شبكة التوزيع في ثانية واحدة ، للمستهلكين النهائيين في 0.2 ثانية (تاريخياً ، مثل هذه القيم). وإذا افترضنا أن تيارات الدائرة القصيرة تتوافق مع تلك التي تمت مناقشتها سابقًا ، فسيتم إيقاف تشغيل المستهلكين في الوقت المحدد (يعمل قاطع الدائرة حتى 0.1 ثانية) ، فإن الوضع أسوأ بالنسبة لجهاز الإدخال. سوف ينفجر نفس المصهر 40A في غضون 3.2 ثانية. بشكل عام ، تحتاج إلى النزول إلى القيمة الظاهرية:



كما ترى ، المصهر حتى في 32 أمبير لا يفي بمعايير وقت الإغلاق ، ولكن يمكن استخدام جميع الأجهزة في 25 أمبير. في هذه الحالة ، من المنطقي التوقف عند المفتاح الانتقائي والحصول على الصورة التالية بشكل عام:



الآلات الأوتوماتيكية B16A و C10A انتقائية ، B20A - فقط لحالة الدائرة القصيرة ، ولكن ليس في حالة التشغيل المستمر. هذا الأخير ، من حيث المبدأ ، يمكن تطبيقه ، ما عليك سوى أن تتذكر أنه إذا خرج مفتاح انتقائي ، فقد تكون هناك مشكلة في الحمل بعد V20A.

معلومات إضافية

جهاز UDT التفاضلي الحالي

وفقًا لتوصية المعايير ، من المفيد وضع UDTs منفصلة لكل جهاز حماية ضد تيارات الدائرة القصيرة والحمل الزائد. تعتبر المعايير الإلزامية عند الطلب مقابس ، خاصة عندما يكون هناك اتصال بالأجهزة الكهربائية بالماء أو حيث الرطوبة العالية.

يوصى باستخدام قواطع الدائرة التي يتم التحكم فيها بالتيار التفاضلي مع الحماية المتكاملة للتيار الزائد (قواطع الدائرة التفاضلية ، RCBO) كحل عام ومدمج. على الرغم من أن السعر أعلى من مفتاح الجمع + UDT. هناك أيضًا متطلبات معقولة لاستخدام هذه الأجهزة في أنظمة TT. والسبب في ذلك لأنظمة TT هو أن هناك ميزة واحدة للإغلاق مقارنة بأنظمة TN. نظرًا لأنه في حالة نظام TT ، لا يتم إجراء التأريض من مصدر الطاقة ، ولكن في موقع المستهلك ، في الواقع ، يكون خطأ التيار بين المرحلة والإسكان (وغالبًا ما يحدث) أقل من بين المرحلة والمحايد (في أنظمة TN ، تكون هذه القيم متطابقة تقريبًا ) في الواقع ، هذا تيار تفاضلي كبير جدًا ، ولكنه في بعض الأحيان ليس كبيرًا بما يكفي لتشغيل قاطع الدائرة ، ولكنه يصل إلى قيم عالية جدًا بالنسبة إلى UDT البسيط.

ملاحظة تم استدعاء UDT سابقًا RCD في المعايير ، وفقًا لـ IEC ، الاسم الصحيح هو الجهاز التفاضلي الحالي .

حجم رفرف

الفعلي لأولئك الذين لديهم شقة (قد تطلب شركة الطاقة مفتاحًا رئيسيًا بالقرب من العداد ، لكن في بعض الأحيان لا يهتمون ، ثم يمكنك الاحتفاظ بكل شيء في المنزل). ليست هناك حاجة لتوفير مساحة. من الأفضل أن تأخذ درعًا يكون نصفه فارغًا ، ولكن سيكون أكثر ملاءمة للعمل معه وستكون هناك دائمًا فرصة للتوسع.

البرامج

البرامج التي أعرفها مذكورة أدناه. العيب الطبيعي الوحيد هو استخدام معدات حصرية لشبكات الجهد المنخفض. جميع البرامج أدناه مجانية ، ولكنها تتطلب في بعض الأحيان تسجيلًا مجانيًا للتنزيل أو التشغيل لأول مرة. يتم ترتيبها حسب ترتيب التفضيل الشخصي.

• Siemens Simaris Curves - البرنامج المستخدم أعلاه ، لم يتغير لسنوات عديدة ، على الرغم من أنه يمكن تحسين مقارنة وظيفة التحديد نفسها (هناك الكثير للقيام به يدويًا).
• ABB Curves - تحسن كثيرًا مؤخرًا ، وعدد الوظائف أعلى من البرنامج السابق ، ولكن في بعض الأحيان يكون الأمر مرتبكًا بعض الشيء. من الممكن أيضًا استخدام الصمامات وفقًا لـ IEC للمقارنة ، وليس فقط الخاصة بهم ، وإن كانت محدودة جدًا.
• Eaton CurveSelect - ملف Excel مع منحنيات استجابة الحماية. للأسف ، فقط مع منحنيات الاستجابة الإلزامية ، ولكن ليس الحد الأدنى ، لأن التطبيق محدود للغاية من حيث الانتقائية.
• لا يعمل مورد عبر الإنترنت من Schneider Electric تحت Mozilla ، بشكل عام ليس مناسبًا للغاية. , .

المراجع

• ,
• Schneider Electric.