ワイヤやケーブルの断面を選択するときに電流を正しく計算する方法

ネットワークの計算スキームの構築

電気ネットワークの個々のセクションの断面積を選択するには、加熱条件と経済的な電流密度を選択するには、ネットワークのこれらのセクションの電流負荷のみを知るだけで十分です。電圧損失に関するネットワークの計算は、負荷だけでなくネットワークのすべてのセクションの長さもわかっている場合にのみ実行できます。この点において、ネットワークの計算を開始するときは、まずすべてのセクションの負荷と長さを示す計算スキームを準備する必要があります。

三相ネットワークを計算する場合、三相導体すべての負荷は同じであると想定されます。実際、この条件は三相電気モーターを備えた電気ネットワークでのみ厳密に満たされます。単相エネルギー消費者を含むネットワーク、たとえば、照明ランプや家庭用電化製品を備えた都市ネットワークの場合、ラインの相に負荷が常に不均等に分散されます。単相受信機を備えたネットワークの実際の計算では、各相の負荷の分布も条件付きで均一であると仮定されます。

線路の位相に均一な負荷がかかっている場合、設計スキームでネットワークのすべての導体を示す必要はありません。想像するだけで十分です 単線図 ネットワークに接続されているすべての負荷と、すべてのネットワークセクションの長さを示します。図面には設置場所も示す必要があります。 ヒューズ またはその他の保護装置。

室内の電気配線の設計スキームを作成するときは、電気配線を適用する必要がある建物の平面図とセクションを使用して、受電器の接続ポイントを示す必要があります。

外部ネットワークの設計スキームは、村または産業企業の計画に従って作成され、その上にネットワークも適用される必要があり、エネルギー消費者のグループ（住宅または産業企業の個々の建物）の接続ポイントが示されます。 。

ネットワークのすべてのセクションの長さは、描画された縮尺を考慮して、図面に従って測定されます。図面がない場合は、ネットワークのすべてのセクションの長さを現物で測定する必要があります。

ネットワークの計算スキームを作成する際に、ネットワークセクションの規模を遵守する必要はありません。ネットワークの個々のセクションを相互に接続する正しい順序を観察することだけが必要です。

図は村の外部ネットワークの回線の設計スキームの例を示しています。図のネットワークセクションの長さは、負荷の上部と左側にメートル単位で示され、負荷の下部と右側は、計算された電力をキロワット単位で示す矢印で表されます。ライン ABC はバックボーンと呼ばれ、セクション DB、BE、VG はブランチと呼ばれます。

図からわかるように、ネットワークの個々のセクションはスケールなしで表示されます。セクションの長さが正しく指定されていれば、計算の精度に影響を与えることはありません。

住宅地の外部ネットワーク 380/220 V のセクションの計算スキーム。

電気ネットワークの計算された負荷の決定

設計負荷 (電力) を決定することは、はるかに困難な作業です。定格端子電圧にある照明ランプ、暖房器具、テレビなどは一定の定格電力を消費します。これを本受信機の定格電力とみなします。電気モーターの場合、状況はさらに複雑になります。電気モーターの場合、ネットワークによって消費される電力は、工作機械、ファン、コンベアなど、モーターに接続されている機構のトルクに依存します。

の上 モーターハウジングに取り付けられたプレート、その定格電力が表示されます。ネットワークからモーターによって消費される実際の電力は、公称電力とは異なります。たとえば、旋盤のモーターにかかる負荷は、部品のサイズや除去する切りくずの厚さなどによって異なります。

エンジンは機械の最も困難な動作条件に合わせて選択されるため、他の動作モードにも対応します。 エンジンの負荷が低くなります… したがって、モーターの定格電力は通常、その定格電力よりも低くなります。

この場合、接続可能な受信機の数を考慮する必要があるため、電気受信機のグループの計算電力を決定することはさらに複雑になります。

作業場に 30 台の電気モーターを供給するラインの推定負荷を決定する必要があると想像してください。これらのうち、継続的に動作するものはわずかです (ファンに接続されたモーターなど)。

新しい機械加工部品を取り付ける間、機械のエンジンが断続的に動作します。一部のモーターは部分負荷またはアイドル状態などで動作する場合があります。この場合、サービス回線の負荷は一定ではなくなります。線路の導体にとって最も重いものとして、考えられる最大負荷を線路の計算上の負荷として採用する必要があることは明らかです。

最大負荷は、その短期的なインパルスとしてではなく、30 分間の最大平均値として理解されます。

受電器グループの設計負荷 (kW) は、次の式で決定できます。

ここで、Ks — 需要要因 グループ内で許可される受信機の可能な最大数を考慮した、最高負荷モードの場合。モーターの場合、傾斜係数は負荷のサイズも考慮する必要があります。

Ru は、受信機のグループの設置電力であり、公称電力の合計 (kW) に等しくなります。プロジェクトの負荷を決定する方法については、専門文献でいつでも詳しく知ることができます。

1 人の電力消費者と電力消費者のグループの推定線電流の決定

加熱条件または経済的な電流密度に従ってワイヤの断面積を選択する場合、計算された線電流の値を決定する必要があります。三相電力消費者の場合、公称電流 (A) の値は次の式で決定されます。

ここで、P は受信機の推定電力、kW です。受信機の端子の非公称電圧、それが接続されているネットワークの位相（相）電圧に等しい、V; cos f — 力率 受信機。

単相受信機が線路の 3 相すべてに均等に接続されている場合、この式は三相または単相受信機のグループの定格電流を決定するために使用することもできます。単相受信機、または三相電流網の 1 つの相に接続された受信機グループの計算された電流 (A) の値は、次の式で決定されます。

ここで、U n.f — 受信機の公称電圧、受信機が接続されているネットワークの相電圧、V に等しい。

単相電流線に接続された受信機グループの計算電流値もこの式によって決まります。

ために 白熱灯 この場合、計算電流を決定する式はそれに応じて簡略化されます。

電気ネットワークの設計スキームに従った電流の決定

図に示した住宅集落の外部ネットワークの設計スキームに戻りましょう。この図では、線路に接続されている住宅の設計負荷が、対応する矢印の端にキロワット単位で示されています。直線ワイヤの断面を選択するには、すべてのセクションにかかる荷重を知る必要があります。

この負荷は以下に基づいて決定されます。 キルヒホッフの第一法則これによると、ネットワークの各ポイントで、入力電流の合計は出力電流の合計と等しくなければなりません。この法則は、キロワットで表される負荷にも当てはまります。

線路の各セクションの荷重の分布を求めてみましょう。線路の終点、G 点に隣接する長さ 80 m のセクションでは、9 kW の負荷は、G 点で線路に接続されている住宅の計算負荷に等しくなります。 隣接する長さ 40 m の分岐セクションでは、9 kW の負荷が計算されます。点 B までの負荷は、セクション VG 分岐に接続されている住宅の負荷の合計に等しくなります: 9 + 6 = 15 kW。ポイント B に隣接する高速道路の長さ 50 m のセクションでは、負荷は 15 + 4 + 5 = 24 kW です。

ラインの他のすべてのセクションの負荷も同様に決定されます。図に示されているすべての数字に対応する単位 (m、kW) が指定されていないようにするには、図上の長さと荷重を特定の順序で配置する必要があります。図の設計スキームでは、直線部分の長さが上部と左側に示され、同じ部分にかかる荷重が下部と右側に示されています。

例。公称電圧 380/220 V の 4 線式ラインは、30 台の電気モーターを備えたワークショップに電力を供給し、総設置電力 Py1 = 48 kW になります。作業場内の照明ランプの合計電力は Ru2 = 2 kW、電力負荷の需要率 Kc1 = 0.35、照明負荷 Kc2 = 0.9 です。設備全体の平均力率 cos f = 0.75。計算された線電流を決定します。

答え。電気モーターの計算負荷 P1 = 0.35 x 48 = 16.8 kW、照明の計算負荷 P2 = 0.9 x 2 = 1.8 kW を決定します。合計の設計負荷は P = 16.8 + 1.8 = 18.6 kW です。
定格電流を決定します。