На основании расчёта электрических нагрузок осуществляется выбор основных элементов электрической сети, номинальных токов защитно-коммутационных аппаратов и сечений токопроводящих жил проводов и кабелей.
В расчете применяется понятие расчётная мощность — мощность равная ожидаемой максимальной нагрузке элемента сети за 30 минут (ПУЭ п. 1.3.2). В следствии этого номинальный ток коммутационного аппарата, защищающего проводник, всегда дожен быть меньше либо равен предельно допустимому току проводника. Если это правило не будет соблюдено, то в случае превышения предельно допустимой токовой нагрузки проводника коммутационный аппарат не сработает, что может стать причиной пожара.
На основании расчётных токов электрических нагрузок осуществляется:
- выбор сечения токопроводящих жил проводов и кабелей;
- выбор номинальных токов коммутационной аппаратуры, с проверкой на соответствие длительно допустимой токовой нагрузке проводника;
- определение максимальной расчётной мощности на вводе.
Рассмотрим расчёт электрических нагрузок, методом коэффициента спроса, на примере 1-комнатной квартиры (панельный дом, серия Д-25).
При расчетах используем рекомендуемые величины мощностей электроприёмников и расчетных коэффициентов.
Объединяем электроприёмники в группы, соблюдая следующие правила:
- объединяем в группы однотипные электроприёмники (освещение, бытовая, компьютерная розеточная сеть и т. п.), при этом установленные мощности однотипных электроприёмников суммируем
- объединяем потребителей, равнозначных по мощности (в группе не должно быть потребителей с сильно отличающимися номинальными мощностями)
- потребителей длительного режима работы повышенной мощности (электроплиты, водонагреватели, стиральные машины и др.) выносим в отдельные группы
Розеточная сеть:
Осветительная сеть:
На основании исходных данных составляем расчётную таблицу электрических нагрузок.
Установленная мощность электроприемников в группе:
Руст.гр = Руст.пом.1 + Руст.пом.2 +…
Расчетная активная мощность (кВт) каждой группы электроприемников определяем по формуле:
Ррасч = Руст * Кс * Ки
где Кс — коэффициент спроса
Ки — коэффициент использования
Ррасч гр-1о = 0,77*0,8*0,8=0,49 кВт
Полная расчетная мощность:
Sрасч = Ррасч/cos φ
где cos φ — коэффициент мощности
Sрасч гр-1о = Ррасч гр-1о/cos φ = 0,493/0,9 = 0,55 кВА
С учетом того, что все нагрузки однофазные, расчетный ток:
Iрасч = Sрасч/Uном
где Uном — номинальное напряжение сети, В
Iрасч = 0,55/220 = 2,5 А
Расчетный ток на вводе в квартиру:
Iрасч Σ = Σ Sрасч гр/Uном
Результаты расчетов заносим в таблицу.
Далее, в соотвтствии с полученными результатами расчетов, осуществляем выбор сечения проводников.
Сечение токопроводящей жилы проводников (проводов и кабелей) выбирается согласно ПУЭ по условию нагрева длительным расчетным током и проверяется по механической прочности, условиям окружающей среды и падению напряжения.
Предельно допустимый длительный ток протекающий через проводник должен соответствовать условию:
При этом необходимо помнить, что по условиям механической прочности (ПУЭ, табл. 7.3.4) в жилых зданиях нельзя применять провода и кабели сечением менее 1,5 мм² для медной жилы. В стационарной проводке жилых зданий стараются применять медные проводники следующих сечений:
- 1,5 мм² — для сетей освещения
- 2,5 мм² — для силовых сетей
Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами (ПУЭ, табл. 1.3.4)
Проверим по условию нагрева кабель Гр.2с: