Cómo calcular correctamente la corriente al elegir la sección transversal de alambres y cables

Construcción del esquema computacional de la red.

Para seleccionar las secciones transversales de secciones individuales de la red eléctrica, pero las condiciones de calentamiento y la densidad de corriente económica, es suficiente conocer solo las cargas actuales de estas secciones de la red. El cálculo de la pérdida de tensión de la red solo se puede realizar si no solo se conocen las cargas sino también las longitudes de todas las secciones de la red. En este sentido, cuando comience a calcular la red, primero debe preparar su esquema de cálculo, que debe indicar las cargas y longitudes de todas las secciones.

Al calcular redes trifásicas, se supone que las cargas en todos los conductores trifásicos son las mismas. De hecho, esta condición se cumple estrictamente sólo para redes eléctricas con motores eléctricos trifásicos. Para redes con consumidores de energía monofásicos, por ejemplo, redes urbanas con lámparas de iluminación y electrodomésticos, siempre hay una distribución desigual de la carga en las fases de la línea.En los cálculos prácticos de redes con receptores monofásicos, la distribución de cargas en fases también se supone condicionalmente uniforme.

Siempre que las fases de la línea estén cargadas uniformemente, no es necesario indicar todos los conductores de la red en el esquema de diseño. es suficiente imaginar diagrama de una línea indicando todas las cargas conectadas a la red y las longitudes de todas las secciones de la red. El diagrama también debe indicar las ubicaciones de instalación. fusibles u otros dispositivos de protección.

Al elaborar el esquema de diseño del cableado eléctrico en la habitación, debe utilizar los planos y secciones del edificio en el que se debe aplicar el cableado eléctrico, indicando los puntos de conexión de los receptores eléctricos.

El esquema de diseño de la red externa se prepara de acuerdo con el plan del pueblo o empresa industrial, en el que también se debe aplicar la red, y se indican los puntos de conexión de grupos de consumidores de energía (casas o edificios individuales de una empresa industrial). .

Las longitudes de todas las secciones de la red se miden de acuerdo con el dibujo, teniendo en cuenta la escala en la que se dibuja. En ausencia de un dibujo, las longitudes de todas las secciones de la red deben medirse en especie.

Al elaborar el esquema de cálculo de la red, no se requiere el cumplimiento de la escala para las secciones de la red. Solo es necesario observar la secuencia correcta de conectar las secciones individuales de la red entre sí.

La figura muestra un ejemplo de un esquema de diseño de la línea de la red externa del pueblo.Las longitudes de las secciones de la red en el diagrama se indican arriba ya la izquierda en metros, abajo ya la derecha de la carga están representadas por flechas que muestran la potencia calculada en kilovatios. La línea ABC se llama columna vertebral, las secciones DB, BE y VG se llaman ramas.

Como se puede ver en la figura, las secciones individuales de la red se presentan sin escala, lo que no interfiere con la precisión del cálculo si la longitud de las secciones se especifica correctamente.

Esquema de cálculo de un tramo de la red exterior 380/220 V de una urbanización.

Determinación de las cargas calculadas de la red eléctrica.

Determinar las cargas de diseño (potencias) es una tarea mucho más difícil. Una lámpara de iluminación, un dispositivo de calefacción o un televisor a la tensión terminal nominal consume una potencia nominal determinada, que puede tomarse como la potencia nominal de este receptor. La situación es más complicada con un motor eléctrico, para el cual la potencia consumida por la red depende del par del mecanismo conectado al motor: máquina herramienta, ventilador, transportador, etc.

En placa unida a la carcasa del motor, se indica su potencia nominal. La potencia real consumida por el motor de la red difiere de la nominal. Por ejemplo, la carga en el motor del torno variará según el tamaño de la pieza, el grosor de las virutas que se eliminen, etc.

El motor se selecciona para las condiciones de funcionamiento más difíciles de la máquina y, por lo tanto, en otros modos de funcionamiento el motor estará subcargado… Así, la potencia nominal del motor suele ser inferior a su potencia nominal.

Determinar la potencia calculada para un grupo de receptores eléctricos se vuelve aún más complicado, ya que en este caso es necesario tener en cuenta el número posible de receptores conectados.

Imagina que necesitas determinar la carga estimada para una línea que abastece a un taller con 30 motores eléctricos. De estos, solo unos pocos funcionarán continuamente (por ejemplo, motores conectados a ventiladores).

Los motores de la máquina funcionan de forma intermitente mientras se instala una nueva pieza de mecanizado. Algunos de los motores pueden funcionar a carga parcial o al ralentí, etc. En este caso, la carga en la línea de servicio no permanecerá constante. Está claro que la carga máxima posible debe tomarse como la carga calculada de la línea, como la más pesada para los conductores de la línea.

La carga más alta no se entiende como su impulso a corto plazo, sino como el valor promedio más grande durante un período de tiempo de media hora.

La carga de diseño (kW) de un grupo de receptores eléctricos se puede determinar mediante la fórmula

donde Ks- factor de demanda para el modo de mayor carga, teniendo en cuenta el mayor número posible de receptores permitidos en el grupo. Para los motores, el factor de pendiente también debe tener en cuenta el tamaño de su carga;

Ru es la potencia instalada de un grupo de receptores, igual a la suma de sus potencias nominales, en kW. Siempre puede familiarizarse con más detalle con los métodos para determinar las cargas del proyecto en la literatura especializada.

Determinación de la corriente de línea estimada para un consumidor de energía eléctrica y un grupo de consumidores eléctricos

Al elegir la sección transversal de los cables según las condiciones de calentamiento o según la densidad de corriente económica, es necesario determinar el valor de la corriente de línea calculada. Para un consumidor eléctrico trifásico, el valor de la corriente nominal (A) está determinado por la fórmula

donde P es la potencia estimada del receptor, kW; Voltaje no nominal en los terminales del receptor, igual al voltaje de fase (fase) de la red a la que está conectado, V; porque f— Factor de potencia receptor.

Esta fórmula también se puede utilizar para determinar la corriente nominal de un grupo de receptores trifásicos o monofásicos, siempre que los receptores monofásicos estén conectados por igual a las tres fases de la línea. El valor de la corriente calculada (A) para un receptor monofásico o para un grupo de receptores conectados a una fase de una red de corriente trifásica está determinado por la fórmula

donde U n.f — la tensión nominal de los receptores, igual a la tensión de fase de la red a la que están conectados, V.

Esta fórmula también determina el valor de la corriente calculada para un grupo de receptores conectados a una línea de corriente monofásica.

Para lámparas incandescentes y dispositivos de calefacción, el factor de potencia cosphi = 1. En este caso, las fórmulas para determinar la corriente calculada se simplifican en consecuencia.

Determinación de la corriente según el esquema de diseño de la red eléctrica.

Volvamos al esquema de diseño de la red externa del asentamiento residencial que se muestra en la figura. En este diagrama, las cargas de diseño de las casas conectadas a la línea se indican en kilovatios en los extremos de las flechas correspondientes. Para elegir la sección transversal de los cables lineales, debe conocer la carga en todas las secciones.

Esta carga se determina en base a Primera ley de Kirchhoff, según el cual para cada punto de la red la suma de las corrientes entrantes debe ser igual a la suma de las corrientes salientes. Esta ley también es válida para cargas expresadas en kilovatios.

Encontremos la distribución de cargas en las secciones de la línea. Al final de la línea, en un tramo de 80 m de largo, contiguo al punto G, la carga de 9 kW es igual a la carga calculada de la casa conectada a la línea en el punto G. En el ramal de 40 m de largo, contiguo al punto B, la carga es igual a la suma de las cargas de las viviendas conectadas al ramal de la sección VG: 9 + 6 = 15 kW. En un tramo de carretera de 50 m de largo adyacente al punto B, la carga es 15 + 4 + 5 = 24 kW.

Las cargas en todas las demás secciones de la línea se determinan de la misma manera. Para no proporcionar todos los números indicados en el diagrama con las designaciones de las unidades correspondientes (m, kW), las longitudes y cargas en el diagrama deben organizarse en un orden determinado. En el esquema de diseño de la figura, las longitudes de las secciones lineales se indican en la parte superior e izquierda, las cargas en las mismas secciones se indican en la parte inferior y derecha.

Un ejemplo. Una línea a cuatro hilos con una tensión nominal de 380/220 V alimenta un taller con 30 motores eléctricos, la potencia total instalada Py1 = 48 kW. La potencia total de las lámparas de iluminación en el taller es Ru2 = 2 kW, el factor de demanda para la carga de potencia Kc1 = 0,35 y para la carga de iluminación Kc2 = 0,9. Factor de potencia medio de toda la instalación cos f = 0,75. Determine la corriente de línea calculada.

Respuesta.Determinamos la carga calculada de motores eléctricos: P1 = 0,35 x 48 = 16,8 kW y la carga calculada de iluminación P2 = 0,9 x 2 = 1,8 kW. La carga de diseño total es P = 16,8 + 1,8 = 18,6 kW.
Determine la corriente nominal: