Рассчитать сечение кабеля по нагрузке: Калькулятор расчета сечения кабеля по мощности или току

Тип кабеля

Преимущества

Недостатки

Моно-

жильный

— удобен для монтажа квартирной проводки. Не требует спецклемм, для соединения окончаний достаточно их надежной скрутки и изолирования. Не нужна опрессовка при подключении автоматов, розеток или выключателей. Как следствие, ускоряется процесс монтажа

— постоянный физические нагрузки, например, перегибы, скручивания или изломы крайне плохо влияют на срок службы

— имеет максимальную жесткость по сравнению с мультижилой. Это позволяет «навечно» зафиксировать изделие в разводной конструкции, к примеру, в штробе или на щите. Данный фактор важен при работе с кабельными изделиями большого сечения

— невысокий уровень гибкости и эластичности (1-2 класс)

— может функционировать в высокочастотных цепях

— плохо переносит вибронагрузки

— более доступная стоимость, по сравнению с многожильными кабелями

— период эксплуатации может достигать 30 лет

Мульти-

жильный

— повышенная гибкость (3-6 класс) за счет тонких скрученных проводников, эластичность, стойкость к износу

— сложность в применении в высокочастотных цепях;

— простота укладки на сложных трассах, в коммутационных коробах и разветвленных кабель-каналах. В одну коробку/канал можно положить несколько проводов, в отличие от жесткой моножилы с аналогичным сечением

— относительно высокая цена;

— высокий уровень проводимости; возможность использования в соединительных контурах разного рода оборудования и станков

—  интенсивное окисление, приводящее к снижению эффективного рабочего сечения проводников

— низкая нагреваемость за счет большой общей площади мультипроволочного проводника

— небольшой срок службы, до 5 лет

— применение специальных соединительных клемм в разы повышает надежность эксплуатации, существенно снижается токовое сопротивление и энергопотери

Однопроволочный проводник

Многопроволочный проводник

Марка

Места монтажа

Марка

Места монтажа

ВВГ

NYM

АВВГ

ПуВ

Кирпич и бетон в штробе, в т. ч. в жилых помещениях и на промобъектах. Механическое воздействие не приветствуется

ПВС

ШВВП

ПуГВ

Трубы и провод-каналы с многочисленными изгибами. Для временного энергопитания энергоустановок, в т.ч. в помещениях офисного и промназначения

АВБбШв

АСБ

СКл

Бронированные марки, которые применяют при прокладке электролиний в земле и траншеях, тоннелях, коллекторах и шахтах, заводских помещениях с агрессивной средой

КГ

МГШВ

ВВП

ПВС

Подключение нестационарных приборов, мобильных промустройств, домашней техники, бытовых и промышленных удлинителей, переносных светильников

МФ

МК

НЛФ

Контактная сеть электро-транспорта (локомотивы, электрички, трамваи, троллейбусы

ПГВА

КРПТ

ПТЛ200

ПуГВ

Автомобильная электро-проводка, аудиоприборы и системы

ПНСВ

АПВ

Особые марки нагревательных кабелей для прокладки в  бетоне в холода для быстрого застывания раствора

UTP

FTP

Информационные марки типа «витая пара»

Для каждой фазы будут использоваться два параллельных одножильных медных кабеля с ПВХ-изоляцией. Эти кабели будут проложены в кабельных лотках в соответствии с методом 31F.

Таким образом, каждый проводник будет нести 455 А. составляет 240 мм².

Сопротивление и индуктивное сопротивление для двух параллельных проводников на длине 5 м составляют:

R=18.51 × 5240 × 2 = 0,19 мОм {\ displaystyle R = {\ frac {18,51 \ times 5} {240 \ times 2}} = 0,19 \, м \ Omega} (сопротивление кабеля: 18,51 мОм·мм ² / м при 20°С)

X = 0,08/2 × 5 = 0,2 мОм {\ displaystyle X = 0,08/2 \ times 5 = 0,2 \, м \ Omega} (реактивное сопротивление кабеля: 0,08 мОм / м, 2 кабеля параллельно)

Схема измерения C3

Контур C3 питает две нагрузки общей мощностью 310 кВт с cos φ = 0,85, поэтому общий ток нагрузки составляет:

Ib = 310 × 1033 × 400 × 0,85 = 526A {\ displaystyle I_ {b} = {\ frac {310 \ times 10 ^ {3}} {\ sqrt {3}} \ times 400 \ times 0. 85}}=526\,А}

Для каждой фазы будут использоваться два параллельных одножильных медных кабеля с ПВХ-изоляцией. Эти кабели будут проложены по кабельным лоткам по методу F.

Таким образом, каждый проводник будет нести 263 А. составляет 120 мм².

Сопротивление и индуктивное сопротивление для двух параллельных проводников на длине 20 м составляют:

R=18,51×20120×2=1.{3}}{{\sqrt {3}}\times 400\times 0,85}}=238\,A}

Для каждой фазы будет использоваться один одножильный медный кабель с ПВХ изоляцией.

Кабели будут прокладываться на кабельных лотках по методу F.

Таким образом, каждый проводник будет нести 238 А. составляет 95 мм².

Сопротивление и индуктивное сопротивление на длине 5 метров составляют:

R = 18,51 × 595 = 0,97 мОм {\ displaystyle R = {\ frac {18.51\times 5}{95}}=0,97\,м\Омега} (сопротивление кабеля: 18,51 мОм.мм ² /м)

X = 0,08 × 5 = 0,4 мОм {\ Displaystyle X = 0,08 \ умножить на 5 = 0,4 \, м \ Омега} (реактивное сопротивление кабеля: 0,08 мОм / м)

Расчет токов короткого замыкания для выбора автоматических выключателей Q1, Q3, Q7

(см. рис. G71)

Рис. G71 – Пример оценки тока короткого замыкания

Защитный проводник

Обычно для цепей с фазным проводом c. {2}}

Таким образом, достаточно одного проводника сечением 120 мм² при условии, что он также удовлетворяет требованиям защиты от короткого замыкания (косвенный контакт), т. е. его полное сопротивление достаточно низкое.

Защита от сбоев (защита от непрямого прикосновения)

Для системы заземления TN минимальное значение Lmax определяется замыканием фазы на землю (самый высокий импеданс). Обычный_метод подробно описывает расчет типичного замыкания фазы на землю и расчет максимальной длины цепи.{-3}\times \left(1+2\right)\times 630\times 11}}=90\,m}

(Значение в знаменателе 630 х 11 — максимальный уровень тока, при котором срабатывает мгновенное магнитное расцепление КЗ автоматического выключателя 630 А).

Таким образом, длина 20 метров полностью защищена «мгновенными» устройствами перегрузки по току.

Падение напряжения

Падение напряжения рассчитывается с использованием данных, приведенных в Рисунок G30, для симметричных трехфазных цепей, мощность двигателя нормального режима (cos φ = 0. 8).

Результаты суммированы на Рис. G72:

Тогда общее падение напряжения на конце кабеля C7 составит: 0,73 % .

Рис. G72 – Падение напряжения, вызванное различными кабелями

Как найти подходящий размер кабеля и провода? Метрические и имперские системы

Как определить правильный размер провода и кабеля для установки электропроводки?

Следующее пошаговое руководство покажет вам, как найти правильный размер кабеля и провода или любого другого проводника для установки электропроводки с примерами решений (на английском или английском языке и в системе SI i. е. Имперская и метрическая системы соответственно).

Имейте в виду, что очень важно выбрать правильный размер провода при выборе размера провода для электроустановок. Несоответствующий размер провода для больших токов нагрузки может создать хаос, который приведет к выходу из строя электрооборудования, опасному пожару и серьезным травмам.

Падение напряжения в кабелях

Мы знаем, что все проводники, провода и кабели (кроме сверхпроводников) имеют определенное сопротивление.

Это сопротивление прямо пропорционально длине и обратно пропорционально диаметру проводника, т.е.

R ∝ L/a … [Законы сопротивления R = ρ (L/a)]

Всякий раз, когда через проводник протекает ток, в этом проводнике происходит падение напряжения. Как правило, падением напряжения можно пренебречь для проводов небольшой длины, но в случае проводов меньшего диаметра и большой длины мы должны учитывать значительные падения напряжения для правильной установки проводки и управления нагрузкой в ​​будущем.

В соответствии с правилом IEEE B-23 , в любой точке между клеммой питания и установкой Падение напряжения не должно превышать 2,5% от обеспечиваемого (питающего) напряжения .

Похожие сообщения :

Пример:

Если напряжение питания 220В переменного тока, то значение допустимого падения напряжения должно быть;

• Допустимое падение напряжения = 220 x (2,5/100) = 5,5 В

Аналогично, если напряжение питания составляет 120 В переменного тока, допустимое падение напряжения должно быть не более 3 В (120 В x 2.5%).

В цепях электропроводки падение напряжения также происходит от распределительного щита к различным подцепям и конечным подцепям, но для подцепей и конечных подцепей значение падения напряжения должно составлять половину допустимого падения напряжения (т. е. 2,75 В). 5,5 В, как рассчитано выше)

Обычно падение напряжения в таблицах описывается в Ампер на метр (А/м) например. каково будет падение напряжения в кабеле длиной один метр, по которому течет ток в один ампер?

Существует два метода определения падения напряжения в кабеле , которые мы обсудим ниже.

В SI (Международная система и метрическая система ) падение напряжения описывается как ампер на метр (А/м) .

В FPS (система футо-фунтов) падение напряжения описывается исходя из длины, которая составляет 100 футов.

• Обновление : теперь вы также можете использовать следующие электрические калькуляторы, чтобы найти падение напряжения и размер провода в американских системах калибра .

1. Калькулятор размеров электрических проводов и кабелей (медь и алюминий)
2. Калькулятор размеров проводов и кабелей в AWG
3. Калькулятор падения напряжения в проводах и кабелях

Таблицы и диаграммы для правильных размеров кабелей и проводов

Ниже приведены важные таблицы, которым вы должны следовать для определения надлежащего размера кабеля для установки электропроводки.

Нажмите на картинку, чтобы увеличить

Нажмите на картинку, чтобы увеличить

Нажмите на картинку, чтобы увеличить

Нажмите на картинку, чтобы увеличить

Нажмите на картинку, чтобы увеличить

Как определить падение напряжения в кабеле?

Чтобы найти падение напряжения в кабеле, выполните простые шаги, указанные ниже.

• Прежде всего, найдите максимально допустимое падение напряжения.
• Теперь найдите ток нагрузки.
• Теперь в соответствии с током нагрузки выберите соответствующий кабель (чей номинальный ток должен быть ближайшим к расчетному току нагрузки) из таблицы 1.
• Из таблицы 1 найдите падение напряжения в метрах или 100 футах (какую систему вы предпочитаете) в соответствии с ее номинальным током.

(Сохраняйте спокойствие 🙂 Мы будем использовать оба метода и системы для определения падения напряжения (в метрах и 100 футах) в нашем решенном примере для всей проводки электроустановки).

• Теперь с помощью по формулам рассчитайте падение напряжения для фактической длины электропроводки по ее номинальному току.

(Фактическая длина цепи x падение напряжения на 1 м) /100 ===> чтобы найти падение напряжения на метр.
(Фактическая длина цепи x падение напряжения на расстоянии 100 футов) /100 ===> чтобы найти падение напряжения на расстоянии 100 футов.

• Теперь умножьте рассчитанное значение падения напряжения на коэффициент нагрузки где;

Коэффициент нагрузки = ток нагрузки, потребляемый кабелем/номинальный ток кабеля, указанный в таблице.

• Это значение падения напряжения в кабелях при протекании по ним тока нагрузки.
• Если расчетное значение падения напряжения меньше, чем значение, рассчитанное на шаге (1) (Максимально допустимое падение напряжения), то сечение выбранного кабеля является правильным
• Если расчетное значение падения напряжения больше, чем значение, рассчитанное в шаге (1) (Максимально допустимое падение напряжения), рассчитать падение напряжения для следующего (большего по сечению) кабеля и так далее, пока рассчитанное значение падения напряжения не станет равным меньше максимально допустимого падения напряжения, рассчитанного на шаге (1).

Похожие сообщения:

Как правильно определить размер кабеля и провода для заданной нагрузки?

Ниже приведены решенные примеры, показывающие, как найти правильный размер кабеля для заданной нагрузки.

Сечение кабеля для данной нагрузки можно найти с помощью различных таблиц, но следует помнить и соблюдать правила падения напряжения.

Определяя сечение кабеля для заданной нагрузки, учитывают следующие правила.

Для данной нагрузки, кроме известного значения тока, должно быть 20% дополнительного объема тока для дополнительных, будущих или аварийных нужд.

Падение напряжения от счетчика электроэнергии к распределительному щиту должно составлять 1,25% , а для конечной подцепи падение напряжения не должно превышать 2,5% от напряжения питания.

Учитывать изменение температуры, при необходимости использовать температурный коэффициент (Таблица 3)

Также учитывайте коэффициент нагрузки при определении размера кабеля

При определении размера кабеля учитывайте систему проводки i. е. в открытой системе электропроводки температура будет низкой, но в кабелепроводе температура повышается из-за отсутствия воздуха.

Похожие сообщения:

Решенные примеры правильного сечения проводов и кабелей

Ниже приведены примеры определения надлежащего размера кабеля для монтажа электропроводки, которые облегчат понимание метода «как определить надлежащий размер кабеля для данной нагрузки».

Пример 1 …

(имперская, британская или английская система)

Для прокладки электропроводки в здании, общая нагрузка 4.5 кВт, а общая длина кабеля от счетчика энергии до распределительного щита подсхемы составляет 35 футов. Напряжение питания 220 В, температура 40°C (104°F). Найдите наиболее подходящий размер кабеля от счетчика электроэнергии к подцепи, если проводка проложена в кабелепроводах.

Решение:-

• Общая нагрузка = 4,5 кВт = 4,5 x 1000 Вт = 4500 Вт
• 20% дополнительная нагрузка = 4500 x (20/100) = 900 Вт
• Общая нагрузка = 4500 Вт + 900 Вт = 5400 Вт
• Общий ток = I = P/V = 5400 Вт / 220 В = 24. 5А

Теперь выберите размер кабеля для тока нагрузки 24,5 А (из таблицы 1), который составляет 7/0,036 (28 ампер). Это означает, что мы можем использовать кабель 7/0,036 в соответствии с таблицей 1.

Теперь проверьте выбранный кабель (7/0,036) с температурным коэффициентом в таблице 3, таким образом, температурный коэффициент равен 0,94 (в таблице 3) при 40°C (104°F), а допустимая нагрузка по току (7/0,036) составляет 28А. , следовательно, допустимая нагрузка по току этого кабеля при 40°C (104°F) будет равна;

Номинальный ток для 40°C (104°F) = 28 x 0.94 = 26,32 Ампер.

Поскольку расчетное значение ( 26,32 А ) при 40°C ( 104°F ) меньше, чем допустимая нагрузка по току кабеля (7/0,036), которая составляет 28A , поэтому этот размер кабеля ( 7/0,036 ) также подходит в отношении температуры.

Теперь найдите падение напряжения на 100 футов для этого (7/0,036) кабеля из таблицы 4 , которая равна 7V , Но в нашем случае длина кабеля составляет 35 футов. Следовательно, падение напряжения для кабеля длиной 35 футов будет равно;

Фактическое падение напряжения на расстоянии 35 футов = (7 x 35/100) x (24,5/28) = 2,1 В

А Допустимое падение напряжения = (2,5 x 220)/100 = 5,5 В

Здесь фактическое падение напряжения (2,1 В) меньше максимально допустимого падения напряжения 5,5 В. Следовательно, подходящий и наиболее подходящий размер кабеля составляет (7/0,036) для данной нагрузки для установки электропроводки.

Пример 2 … 

(СИ/метрическая/десятичная система)

Кабель какого типа и размера подходит для данной ситуации

• Нагрузка = 5.8кВт
• Вольт = 230В АВ
• Длина контура = 35 метров
• Температура = 35°C (95°F)

Решение:-

Нагрузка = 5,8 кВт = 5800 Вт

Напряжение = 230 В

Ток = I = P/V = 5800 / 230 = 25,2 А

20% дополнительного тока нагрузки = (20/100) x 5,2 А = 5 А

Суммарный ток нагрузки = 25,2 А + 5 А = 30,2 А

Теперь выберите размер кабеля для тока нагрузки 30. 2А (из таблицы 1), что составляет 7/1,04 (31 ампер). Это означает, что мы можем использовать кабель 7/0,036 в соответствии с таблицей 1 .

Теперь проверьте выбранный кабель (7/1,04) с температурным коэффициентом в таблице 3, таким образом, температурный коэффициент составляет 0,97 (в таблице 3) при 35 °C (95 °F), а допустимая нагрузка по току (7/1,04) составляет 31 А. , следовательно, допустимая нагрузка по току этого кабеля при 40°C (104°F) будет равна;

Номинальный ток для 35°C (95°F) = 31 x 0,97 = 30 А.

Поскольку расчетное значение (30 ампер) при 35°C (95°F) меньше значения допустимой нагрузки по току (7/1.04) на 31 А, поэтому этот размер кабеля (7/1.04) также подходит для температуры.

Теперь найдите падение напряжения на амперметр для этого (7/1,04) кабеля из (Таблица 5), которое составляет 7 мВ. Но в нашем случае длина кабеля составляет 35 метров. Таким образом, падение напряжения для 35-метрового кабеля составит:

Фактическое падение напряжения для 35 метров =

= мВ x I x L

= (7/1000) x 30×35 = 7,6 В

А Допустимое падение напряжения = (2. 5 х 230)/100 = 5,75 В

Здесь фактическое падение напряжения (7,35 В) больше, чем максимально допустимое падение напряжения 5,75 В. Следовательно, это не подходящий размер кабеля для данной нагрузки. Поэтому мы выберем следующий размер выбранного кабеля (7/1,04), который равен 7/1,35, и снова найдем падение напряжения.

Согласно таблице (5) номинальный ток 7/1,35 составляет 40 ампер, а падение напряжения на амперметр составляет 4,1 мВ (см. таблицу (5)). Следовательно, фактическое падение напряжения для 35-метрового кабеля будет равно;

Фактическое падение напряжения для 35 метров =

= мВ x I x L

(4.1/1000) x 40×35 = 7,35 В = 5,74 В

Это падение меньше максимально допустимого падения напряжения. Так что это наиболее подходящий и подходящий кабель или провод размером .

Похожие сообщения:

Пример 3

В здании подключены следующие нагрузки: —

Подсхема 1

• 2 лампы по 1000 Вт и
• 4 вентилятора по 80 Вт
• 2 телевизора по 120 Вт

Подконтур 2

• 6 ламп по 80 Вт и
• 5 розеток по 100 Вт
• 4 лампы по 800 Вт

Если напряжение питания составляет 230 В переменного тока, то рассчитать ток цепи и Размер кабеля для каждой подсхемы ?

Решение:-

Общая нагрузка подцепи 1

= (2 х 1000) + (4 х 80) + (2×120)

= 2000 Вт + 320 Вт + 240 Вт = 2560 Вт

Ток для подцепи 1 = I = P/V = 2560/230 = 11. 1А

Общая нагрузка подцепи 2

= (6 х 80) + (5 х 100) + (4 х 800)

= 480 Вт + 500 Вт + 3200 Вт = 4180 Вт

Ток для подцепи 2 = I = P/V = 4180/230 = 18,1 А

Таким образом, кабель рекомендуется для подсхемы 1 = 3/0,029 ” ( 13 А ) или 1/1,38 мм ( 13 А

)

Кабель, рекомендуемый для подцепи 2 = 7/.029 ” ( 21 А ) или 7/0,85 мм (24 А)

Суммарный ток, потребляемый обеими подцепями = 11,1 А + 18,1 А = 29,27 А

So Кабель рекомендуется для силового контура = 7/0,044″ (34 А) или 7/1,04 мм (31 А )

Похожие сообщения:

Пример 4

Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 10 л. 2 м) от платы плавких предохранителей. Его полный ток нагрузки составляет 19А. Средняя летняя температура в электропроводке составляет 35°C (95°F). Рассчитать размер кабеля для двигателя?

Решение:-

• Нагрузка двигателя = 10 л.с. = 10 x 746 = 7460 Вт *(1 л.с. = 746 Вт)
• Напряжение питания = 400 В (3 фазы)
• Длина кабеля = 250 футов (76,2 м)
• Ток двигателя при полной нагрузке = 19 А
• Температурный коэффициент для 35°C (95°F) = 0.97 (из таблицы 3)

Теперь выберите размер кабеля для тока двигателя при полной нагрузке 19 А (из таблицы 4), который составляет 7/0,36 дюйма (23 ампера) *(помните, что это 3-фазная система, т. е. 3-жильный кабель) и напряжение падение составляет 5,3 В на 100 футов. Это означает, что мы можем использовать кабель 7/0,036 согласно таблице (4).

Теперь проверьте выбранный кабель (7/0,036) с температурным коэффициентом в таблице (3), таким образом, температурный коэффициент составляет 0,97 (в таблице 3) при 35°C (95°F) и пропускной способности по току (7/0,036” ) составляет 23 ампера, поэтому допустимая нагрузка по току этого кабеля при 40°C (104°F) составит:

Номинальный ток для 40°C (104°F) = 23 x 0. 97 = 22,31 Ампер.

Поскольку расчетное значение (22,31 А) при 35°C (95°F) меньше, чем допустимая нагрузка по току кабеля (7/0,036), которая составляет 23 А, поэтому этот размер кабеля (7/0,036) также подходит относительно температуры.

Коэффициент нагрузки = 19/23 = 0,826

Теперь найдите падение напряжения на 100 футов для этого кабеля (7/0,036) из таблицы (4), которое составляет 5,3 В. Но в нашем случае длина кабеля составляет 250 футов. Следовательно, падение напряжения для кабеля длиной 250 футов будет равно;

Фактическое падение напряжения для 250 футов = (5.3 х 250/100) х 0,826 = 10,94 В

А максимальное Допустимое падение напряжения = (2,5/100) x 400В= 10В

Здесь фактическое падение напряжения (10,94 В) больше, чем максимально допустимое падение напряжения 10 В. Следовательно, это не подходящий размер кабеля для данной нагрузки. Поэтому мы выберем следующий размер выбранного кабеля (7/0,036), который равен 7/0,044, и снова найдем падение напряжения. Согласно таблице (4) номинальный ток 7/0,044 составляет 28 ампер, а падение напряжения на 100 футов равно 4.1В (см. Таблицу 4). Следовательно, фактическое падение напряжения для кабеля длиной 250 футов будет равно;

Фактическое падение напряжения на расстоянии 250 футов =

= Падение напряжения на 100 футов x длина кабеля x коэффициент нагрузки

= (4,1/100) х 250 х 0,826 = 8,46 В

А Максимально допустимое падение напряжения = (2,5/100) x 400 В = 10 В

Фактическое падение напряжения меньше максимально допустимого падения напряжения. Таким образом, это наиболее подходящий и подходящий размер кабеля для монтажа электропроводки в данной ситуации.

Похожие сообщения:

Как рассчитать натяжение троса и троса

При проектировании кабельных или тросовых систем важным фактором является степень растяжения, возникающая при приложении силы. При расчетах помните следующее:

Существует два типа растяжения тросов и стальных тросов: Structural Stretch, и Elastic Stretch.

Структурное растяжение

Структурное растяжение — это удлинение свивки в конструкции кабеля и стального каната, поскольку отдельные проволоки регулируются под нагрузкой.Структурное растяжение в продукции Loos & Co., Inc. составляет менее 1% от общей длины кабеля. Эта форма растяжения может быть полностью устранена путем предварительного растяжения троса или стального троса перед отправкой.

Эластичный стретч

Elastic Stretch — это фактическое физическое удлинение отдельных проводов под нагрузкой. Упругое растяжение можно рассчитать по следующей формуле*:

E = (Ш x Г) / Г ²

Где:

E = Упругое растяжение, в % от длины**

W = Вес груза, в фунтах

D = Диаметр кабеля в дюймах

G = см. таблицу ниже

*Эластичное растяжение, полученное по этой формуле, является приблизительным.

**Не забудьте сохранить единицы измерения постоянными. Длина вашего кабеля должна быть рассчитана в дюймах, чтобы соответствовать измерению диаметра, также в дюймах

Для получения дополнительной информации и загрузки бесплатного калькулятора растяжения с нашего веб-сайта обратитесь к менеджеру по продукции или посетите нашу страницу технической информации.

Программное обеспечение

, мощность силового кабеля

Номинальная нагрузка силового кабеля

Программное обеспечение CYMCAP предназначено для расчета допустимой нагрузки и повышения температуры силовых кабелей. Точность программного обеспечения обеспечивает повышенную уверенность при модернизации силовых кабельных установок и проектировании новых; максимизация выгод от значительных капитальных вложений, связанных с ними.Это также помогает повысить надежность системы и поддерживает надлежащее использование установленного оборудования.

Характеристики

Программное обеспечение CYMCAP предназначено для выполнения расчетов допустимой нагрузки и повышения температуры силовых кабелей. Определение максимального тока, который силовые кабели могут выдержать без ухудшения каких-либо своих электрических свойств, важно для проектирования электроустановок.

В нем рассматриваются характеристики кабеля в установившемся и переходном режимах в соответствии с аналитическими методами, описанными Neher-McGrath, и международными стандартами IEC 287 и IEC 853.

Это программное обеспечение было разработано совместно компаниями Ontario Hydro (Hydro One), McMaster University и CYME International под эгидой Канадской ассоциации электроэнергетики.

Проверка результатов, полученных с помощью программного обеспечения CYMCAP, обеспечивает повышенную уверенность при модернизации существующих силовых кабелей и проектировании новых, таким образом, максимизируя выгоды от значительных капиталовложений, связанных с ними.

Аналитические возможности

• Итерационные методы, основанные на методах Neher-McGrath и IEC-60287©
• Полное соответствие североамериканской практике и стандартам МЭК IEC 60287, IEC 60228, IEC 60853 и т. д.
• Подробное графическое изображение практически любого типа силового кабеля. Это средство можно использовать для изменения существующих данных кабелей и добавления новых данных в библиотеку кабелей. Сюда входят одножильные, трехжильные, ременные, трубчатые, подводные, экранированные и бронированные кабели

.

• Различные условия прокладки кабеля, такие как непосредственное заглубление, термическая засыпка, подземные каналы или группы каналов
• Трубчатые кабели, проложенные непосредственно под землей или в термической засыпке
• Независимые библиотеки и базы данных по кабелям, блокам воздуховодов, кривым нагрузки, источникам тепла и установкам
• Моделирование кабелей в воздухе на опорах стояка, групп кабелей в воздухе, миграции влаги, близлежащих источников тепла и радиаторов и т. д.
• Различные типы кабелей в одной установке
• Моделирование неизотермической земной поверхности
• Циклические схемы нагрузки в соответствии с IEC-60853©
• Несколько кабелей на фазу с точным моделированием взаимных индуктивностей оболочек, которые сильно влияют на потери циркулирующего тока и, таким образом, снижают допустимую нагрузку кабелей
• Поддерживаются все типы соединений оболочек для плоских и треугольных конструкций с явным моделированием малых длин сечений, неравного расстояния между кабелями и т. д.

Анализ переходных процессов

Программа поддерживает опцию термического анализа переходных процессов, которая включает в себя следующее:

• Амплитуда с учетом времени и температуры
• Анализ температуры с учетом времени и мощности
• Время достижения заданной температуры с учетом емкости
• Амплитудно-температурный анализ в зависимости от времени
• Пользовательские профили нагрузки на цепь
• Несколько кабелей на установку
• Схемы можно загружать одновременно или по одной

Дополнительные модули CYMCAP

Установки

Дополнительные модули CYMCAP предлагают расширенные возможности программного обеспечения CYMCAP, позволяя моделировать больше установок, особенно нестандартных установок. Это включает в себя моделирование установок с несколькими блоками воздуховодов и засыпками, каждая из которых имеет разное тепловое сопротивление; расчет емкости и температуры кабелей в невентилируемых тоннелях; номинал кабелей как в заполненных, так и в незаполненных желобах; и номинал кабелей в одной или нескольких немагнитных оболочках.

Анализы

Дополнительные модули CYMCAP позволяют выполнять несколько анализов, представляющих интерес для кабельных прокладок, таких как оценка плотности магнитного потока в любой точке на земле или над землей подземной кабельной прокладки, определение импедансов прямой и нулевой последовательности и проводимости для всех кабелей, присутствующих в прокладке. , определение характеристик кабеля короткого замыкания, определение оптимального размещения нескольких цепей в группе воздуховодов с заданными ограничениями и расчет допустимой нагрузки двух пересекающихся цепей.

Несколько блоков воздуховодов и засыпки

Дополнительный модуль Multiple Duct Banks and Backfills (MDB) предназначен для определения стационарной допустимой нагрузки кабелей, проложенных в нескольких соседних банках каналов и/или засыпках с различным удельным тепловым сопротивлением. Модуль представляет собой уникальное решение, сочетающее в себе стандартные и нестандартные методы расчета. Модуль вычисляет значения T4 (внешнее тепловое сопротивление кабеля) с использованием метода конечных элементов, а затем рассчитывает допустимую нагрузку (или рабочую температуру) кабельной установки с использованием метода стандартизированного решения IEC.

Выделены следующие возможности:

• Моделирование неограниченного количества прямоугольных зон с различным удельным тепловым сопротивлением
• Моделирование до трех блоков воздуховодов в одной установке
• Моделирование одного источника тепла или радиатора в установке
• Расчет стационарной силы тока или температуры
• Поддерживаются анализ переходных процессов, циклическая нагрузка и аварийные рейтинги
• Расчет тепловых характеристик кабелей, проложенных в заполненных желобах

Кабели в туннелях

Дополнительный модуль «Кабели в туннелях» позволяет пользователю определять установившуюся температуру и допустимую нагрузку, циклическую нагрузку, аварийную характеристику и анализ переходных процессов для кабелей, проложенных в невентилируемых туннелях. Обратите внимание, что рассматриваются только одинаково нагруженные кабели одинакового типа и нагрузки. Этот дополнительный модуль поддерживает большое разнообразие кабельных соединений для одножильных (плоских форм или трилистников) и трехжильных кабелей. Основные особенности:

• Моделирование большого разнообразия способов укладки: укладка на пол; висит на стене; в стеллажах лестничного типа; или в кабельных лотках
• Кабели и группы кабелей могут быть одножильными или трехжильными. Одножильные кабели можно укладывать в виде плоской формы (вертикально или горизонтально) или в виде трилистника
• Расчет стационарной силы тока или температуры.Циклическая нагрузка с использованием ежедневных, недельных и годовых коэффициентов нагрузки. Расчет аварийных рейтингов

• Вентиляция в туннелях поддерживается для идентичных кабелей в форме трилистника или плоской конфигурации, как описано в стандарте IEC 60287-2-3 2017. Он включает отчет для просмотра температурного профиля вдоль вентилируемого туннеля.

Кабели в желобах

Тепловые характеристики кабелей, проложенных в незаполненных или заполненных желобах, определяются с помощью модулей CYMCAP/UNF и CYMCAP/MDB соответственно.

В этих модулях желоб (или траншея) определяется как длинная неглубокая выемка прямоугольной формы, стенки, дно и покрытие которой выполнены из бетона. Кабели могут быть установлены на полу, подвешены к опорам на стенах или стойках. Желоб можно заполнить материалом с хорошими тепловыми свойствами или оставить незаполненным (заполненным воздухом). Механизм теплопередачи различен для заполненных и незаполненных желобов, поэтому они рассматриваются независимо друг от друга.

Незаполненные корыта

Первоначально единственным вариантом оценки установок с незаполненными желобами было использование стандарта IEC.При таком подходе параметры кабелей рассчитываются так же, как и для кабелей на открытом воздухе, но температура внутри желоба рассчитывается в соответствии со стандартом IEC 60287-2-1. Модуль был значительно улучшен и включает три варианта в дополнение к стандарту IEC для моделирования данной установки желоба: метод Сланинки 1, метод Сланинки 2 и метод Андерса-Коутса.

В стандарте IEC не учитывается тепловое сопротивление грунта и покрытия желоба. С помощью метода Сланинки 1 учитывается тепловое сопротивление покрытия желобов.Метод Сланинки 2 учитывает как удельное тепловое сопротивление покрытия, так и грунта, окружающего желоб. При методе Андерса-Коутса помимо тепловых сопротивлений грунта и покрытия учитывается скорость ветра над желобом. Во всех вариантах пользователь может выбрать, подвергать желоб солнечному излучению или затенять. Все подходы основаны на полевых исследованиях независимых сторон и опубликованы в научных журналах.

Заполненные корыта

Заполненные желоба рассматриваются в модуле CYMCAP/MDB как множественные засыпки.Кабели в заполненных желобах оцениваются в программном обеспечении CYMCAP с использованием:

• Метод конечных элементов для расчета внешнего теплового сопротивления по отношению к кабелю T ₄
• Процедуры стандартов МЭК для эффективного расчета токовой нагрузки

Кроме того, модуль предлагает:

• Рассчитывает температуру и стационарную неравномерно нагруженную мощность, как обычно
• Средства для опускания желобов и моделирования асимметричных желобов
• Способность выполнять оценку циклической нагрузки за счет использования коэффициентов нагрузки

Несколько корпусов

Дополнительный модуль Multiple Casings (MCAS) позволяет пользователю определять установившуюся неравномерно нагруженную допустимую нагрузку и/или номинальную температуру кабелей, установленных в одном или нескольких немагнитных кожухах. В программном обеспечении CYMCAP кожух определяется как большой немагнитный канал, заполненный воздухом, внутри которого могут быть проложены кабели в каналах и кабели не в каналах. Оболочки могут быть погружены в воду, размещены на морском дне или закопаны под землю. Никакой другой наполнитель, кроме воздуха, не допускается в кожухе(ах) или в воздуховоде(ах).

Модуль имеет множество средств моделирования, среди которых можно выделить следующие возможности:

• Допускаются различные условия захоронения: в воде или под землей
• Параллельное моделирование любого количества корпусов в одной установке
• Моделирование любого количества воздуховодов внутри одного или нескольких кожухов одновременно
• Возможность моделирования любого количества контуров внутри кожуха и воздуховода
• Цепи в каналах и кожухах могут состоять из нескольких кабелей на фазу
• Для моделирования воздуховодов и кожухов доступно несколько материалов, в том числе немагнитные металлические материалы (ПВХ, полиэтилен, фаянс, немагнитный металл и т. д.).)
• Размеры воздуховодов и кожухов не ограничены

Модуль оптимизатора блока воздуховодов

Дополнительный модуль Duct Bank Optimizer позволяет пользователю определить оптимальное размещение нескольких контуров в группе воздуховодов. В частности, модуль может рекомендовать различные конфигурации цепей в блоке воздуховодов, чтобы:

• Общая мощность блока воздуховодов, т. е. сумма мощностей всех цепей, максимальна
• Общая пропускная способность блока воздуховодов, т.е.е. сумма токов для всех цепей минимизируется
• Максимальная мощность любой цепи
• Потребляемая мощность любой данной цепи сведена к минимуму

Для группы воздуховодов 3 на 4 с тремя трилистниками и одной трехфазной цепью (одна фаза на канал) существует до 665 280 возможных комбинаций. Проработанный математический алгоритм модуля исключает повторный расчет эквивалентных случаев, поэтому решение получается очень оперативно. Условия, представленные в правой части рисунка, показывают расположение кабелей для обеспечения максимальной нагрузки.

Магнитные поля

Модуль магнитных полей (EMF) является дополнительным модулем к программному обеспечению CYMCAP. После моделирования стационарной силы тока или температуры модуль вычисляет плотность магнитного потока в любой точке на земле или над землей подземной кабельной системы. Результатом является график (или таблица) плотности магнитного потока в зависимости от положения.Особенности моделирования включают в себя:

• Двумерный подход с тонкой проволокой бесконечной длины
• Рассмотрение изменяющихся во времени токов, создающих эллиптически поляризованный вращающийся магнитный вектор
• Токи в трехфазной цепи могут быть неуравновешенными (по величине и фазе)
• Все среды предполагаются однородными, изотропными и линейными
• Наведенные токи не учитываются

Расчет импеданса кабеля

Дополнительный модуль расчета импеданса кабелей (ZMat) рассчитывает электрические параметры кабелей, необходимые для выполнения исследований потока нагрузки и короткого замыкания на частоте сети (50/60 Гц). Расчет импеданса выполняется после успешного завершения моделирования стационарной силы тока или температуры. Конечными результатами являются импедансы и проводимости прямой и нулевой последовательности для всех кабелей, присутствующих в установке.

В отчете отображаются все матрицы импеданса и полной проводимости: начиная с матриц примитивов по секциям для металлических компонентов, матриц соединений, затем матриц фаз и цепей и, наконец, результирующих матриц симметричных компонентов.Поддерживаются следующие функции:

• Расчет импеданса последовательности для всех кабелей, присутствующих в установке
• Расчет проводимости последовательности для всех кабелей, присутствующих в установке
• Поддерживается несколько кабелей на фазу
• Может быть представлен один или несколько нейтралов, которые учитываются в расчетах
• Удельное сопротивление грунта может быть изменено

CYMCAP/SCR, номинал кабеля короткого замыкания

Дополнительный модуль Short-Circuit Cable Rating (SCR) предназначен для оценки кабелей по току короткого замыкания. Реализованный метод основан на стандарте IEC 60949 (1988) Расчет термически допустимых токов короткого замыкания с учетом неадиабатических эффектов нагрева. Программа CYMCAP вычисляет как адиабатические, так и неадиабатические характеристики. Модуль предлагает две возможности в соответствии с известными входными данными.

• Вычислить максимальный ток короткого замыкания, который может выдержать компонент кабеля, учитывая время короткого замыкания вместе с начальной и конечной температурами
• Вычислить конечную температуру, которой достигнет данный компонент кабеля для заданного тока короткого замыкания, начальной температуры и временного интервала

Номинальные характеристики короткого замыкания могут быть рассчитаны для всех металлических слоев, поддерживаемых в CYMCAP:

• Проводник
• Оболочка
• Усиление оболочки
• Концентрические нейтральные / скользящие тросы
• Броня

Пересечение цепей

Дополнительный модуль Circuits Crossing (Xing) позволяет пользователю определить установившуюся мощность двух пересекающихся цепей.

Когда два контура пересекаются, каждый из них ведет себя как источник тепла для другого. Количество генерируемого тепла, расстояние по вертикали между цепями пересечения и угол пересечения являются основными параметрами, влияющими на рейтинг пересечения. При отсутствии расчетов пересечения общая практика состоит в том, чтобы использовать консервативный результат, когда цепи предполагаются параллельными. Когда цепи параллельны, тепловое взаимодействие максимально. Она достигает минимума, когда они пересекаются друг с другом под прямым углом.Консервативный подход излишне снижает номинальные параметры обеих цепей. Используя модуль Circuits Crossing, можно получить номинальные значения до 20 % выше, чем консервативные мощности, полученные на основе сценария параллельной установки. Особенности моделирования включают в себя:

• Моделирование двух пересекающихся цепей в одной установке
• Цепи, пересекающие непосредственно под землей, в подземных каналах и подземных трубах
• Подход к оценке согласно стандарту IEC 60287-3-3©

курсов PDH онлайн.

PDH для профессиональных инженеров. ПДХ Инжиниринг.

«Мне нравится широта ваших курсов HVAC; не только экологичность или энергосбережение

курсы.»

Рассел Бейли, ЧП

Нью-Йорк

«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам

для раскрытия мне новых источников

информации.»

Стивен Дедак, ЧП

Нью-Джерси

«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были

очень быстро отвечают на вопросы.

Это было на высшем уровне. Будет использоваться

снова. Спасибо.»

Блэр Хейворд, ЧП

Альберта, Канада

«Легкий в использовании веб-сайт.Хорошо организовано. Я действительно воспользуюсь вашими услугами снова.

Я передам вашу компанию

имя другим на работе.»

Рой Пфлейдерер, ЧП

Нью-Йорк

«Справочный материал был превосходным, и курс был очень информативным, тем более что я думал, что уже знаком

с реквизитами Канзас

Авария в городе Хаятт.»

Майкл Морган, ЧП

Техас

«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится возможность просмотреть текст перед покупкой. Я нашел класс

информативный и полезный

на моей работе.»

Уильям Сенкевич, Ч.Е.

Флорида

«У вас отличный выбор курсов и очень информативные статьи.Вы

— лучшее, что я нашел.»

Рассел Смит, ЧП

Пенсильвания

«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, предоставляя время для проверки

материал. »

Хесус Сьерра, ЧП

Калифорния

«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле

человек узнает больше

от сбоев.»

Джон Скондрас, ЧП

Пенсильвания

«Курс был хорошо составлен, и использование тематических исследований является эффективным

способ обучения.»

Джек Лундберг, ЧП

Висконсин

«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; т.э., что позволяет

студент для ознакомления с курсом

материал перед оплатой и

получение викторины.»

Арвин Свангер, ЧП

Вирджиния

«Спасибо, что предлагаете все эти замечательные курсы. Я, конечно, выучил и

очень понравилось. »

Мехди Рахими, ЧП

Нью-Йорк

«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материала и простотой поиска и

подключение к Интернету

курсы.»

Уильям Валериоти, ЧП

Техас

«Этот материал в значительной степени оправдал мои ожидания. Курс был легким для понимания. Фотографии в основном давали хорошее представление о

обсуждаемые темы.»

Майкл Райан, ЧП

Пенсильвания

«Именно то, что я искал. Нужен 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»

Джеральд Нотт, ЧП

Нью-Джерси

«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых кредитов PDH. Это был

информативно, выгодно и экономично.

Очень рекомендую

всем инженерам. »

Джеймс Шурелл, ЧП

Огайо

«Я ценю, что вопросы «реального мира» и имеют отношение к моей практике, и

не основано на какой-то неясной секции

законов, которые не применяются

— «обычная» практика.»

Марк Каноник, ЧП

Нью-Йорк

«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы использовать его в своем медицинском устройстве

организация.»

Иван Харлан, ЧП

Теннесси

«Материал курса имеет хорошее содержание, не слишком математический, с хорошим акцентом на практическое применение технологии.»

Юджин Бойл, П.Е.

Калифорния

«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо представлена,

а онлайн формат был очень

доступно и просто

использование. Большое спасибо.»

Патрисия Адамс, ЧП

Канзас

«Отличный способ добиться соответствия непрерывному обучению PE в рамках временных ограничений лицензиата.»

Джозеф Фриссора, ЧП

Нью-Джерси

«Должен признаться, я действительно многому научился. Распечатанная викторина помогает во время

просмотр текстового материала. я

также оценил просмотр

предоставленных фактических случаев.»

Жаклин Брукс, ЧП

Флорида

«Документ Общие ошибки ADA в проектировании помещений очень полезен.

тест действительно требовал исследований в

документ но ответы были

всегда в наличии.»

Гарольд Катлер, ЧП

Массачусетс

«Это было эффективное использование моего времени. Спасибо за разнообразие выбора

в дорожной технике, что мне нужно

для выполнения требований

Сертификация PTOE.»

Джозеф Гилрой, ЧП

Иллинойс

«Очень удобный и доступный способ заработать CEU для выполнения моих требований в штате Делавэр.»

Ричард Роудс, ЧП

Мэриленд

«Узнал много нового о защитном заземлении. До сих пор все курсы, которые я проходил, были отличными.

Надеюсь увидеть больше 40%

курсы со скидкой.»

Кристина Николас, ЧП

Нью-Йорк

«Только что сдал экзамен по радиологическим стандартам и с нетерпением жду дополнительных

курсы. Процесс прост, и

намного эффективнее, чем

необходимость путешествовать. »

Деннис Мейер, ЧП

Айдахо

«Услуги, предоставляемые CEDengineering, очень полезны для профессионалов

Инженеры для получения блоков PDH

в любое время.Очень удобно.»

Пол Абелла, ЧП

Аризона

«Пока все было отлично! Поскольку я постоянно работаю матерью двоих детей, у меня не так много

пора искать куда

получить мои кредиты от.»

Кристен Фаррелл, ЧП

Висконсин

«Это было очень информативно и поучительно.Легко понять с иллюстрациями

и графики; определенно получается

проще  впитать все

теорий.»

Виктор Окампо, P.Eng.

Альберта, Канада

«Хороший обзор принципов полупроводников. Мне понравилось проходить курс по телефону

.

мой собственный темп во время моего утра

на метро

на работу.»

Клиффорд Гринблатт, ЧП

Мэриленд

«Просто найти интересные курсы, скачать документы и получить

викторина. Я бы очень рекомендую

вам в любой PE нуждающийся

Единицы CE.»

Марк Хардкасл, ЧП

Миссури

«Очень хороший выбор тем во многих областях техники.»

Рэндалл Дрейлинг, ЧП

Миссури

«Я заново узнал то, что забыл. Я также рад принести финансовую выгоду

от ваш рекламный адрес электронной почты который

сниженная цена

на 40%. »

Конрадо Касем, П.Е.

Теннесси

«Отличный курс по разумной цене. Буду пользоваться вашими услугами в будущем.»

Чарльз Флейшер, ЧП

Нью-Йорк

«Это был хороший тест, и я фактически проверил, что я прочитал профессиональную этику

Коды

и Нью-Мексико

правила.»

Брун Гильберт, П.Е.

Калифорния

«Мне очень понравились занятия. Они стоили времени и усилий.»

Дэвид Рейнольдс, ЧП

Канзас

«Очень доволен качеством тестовых документов. Будет использовать CEDengineerng

при необходимости дополнительного

Сертификация

.»

Томас Каппеллин, П.Е.

Иллинойс

«У меня истек срок действия курса, но вы все равно выполнили обязательство и дали

мне то, за что я заплатил — много

спасибо!»

Джефф Ханслик, ЧП

Оклахома

«CEDengineering предлагает удобные, экономичные и актуальные курсы

для инженера. »

Майк Зайдл, П.Е.

Небраска

«Курс был по разумной цене, а материал был кратким и

хорошо организовано.»

Глен Шварц, ЧП

Нью-Джерси

«Вопросы соответствовали урокам, а материал урока

хороший справочный материал

для дизайна под дерево.»

Брайан Адамс, П.Е.

Миннесота

«Отлично, удалось получить полезную информацию с помощью простого телефонного звонка.»

Роберт Велнер, ЧП

Нью-Йорк

«У меня был большой опыт прохождения курса «Строительство прибрежных районов — Проектирование»

Корпус Курс и

очень рекомендую. »

Денис Солано, ЧП

Флорида

«Очень понятный, хорошо организованный веб-сайт. Материалы курса этики штата Нью-Джерси очень понравились

прекрасно приготовлено.»

Юджин Брекбилл, ЧП

Коннектикут

«Очень хороший опыт. Мне нравится возможность загружать учебные материалы на

обзор где угодно и

когда угодно.»

Тим Чиддикс, ЧП

Колорадо

«Отлично! Поддерживайте широкий выбор тем на выбор.»

Уильям Бараттино, ЧП

Вирджиния

«Процесс прямой, никакой чепухи. Хороший опыт.»

Тайрон Бааш, П.Е.

Иллинойс

«Вопросы на экзамене были пробными и демонстрировали понимание

материала. Тщательный

и полный.»

Майкл Тобин, ЧП

Аризона

«Это мой второй курс, и мне понравилось то, что курс предложил мне, что

поможет в моей линии

работы.»

Рики Хефлин, ЧП

Оклахома

«Очень быстрая и простая навигация. Я определенно воспользуюсь этим сайтом снова.»

Анджела Уотсон, ЧП

Монтана

«Простота в исполнении. Нет путаницы при подходе к сдаче теста или записи сертификата.»

Кеннет Пейдж, П.Е.

Мэриленд

«Это был отличный источник информации о нагреве воды с помощью солнечной энергии. Информативный

и отличное освежение.»

Луан Мане, ЧП

Коннетикут

«Мне нравится подход к подписке и возможности читать материалы в автономном режиме, а затем

вернись, чтобы пройти тест. »

Алекс Млсна, П.Е.

Индиана

«Я оценил количество информации, предоставленной для класса. Я знаю

это вся информация, которую я могу

использование в реальных жизненных ситуациях.»

Натали Дерингер, ЧП

Южная Дакота

«Материалы обзора и образец теста были достаточно подробными, чтобы я мог

успешно завершено

курс.»

Ира Бродская, ЧП

Нью-Джерси

«Веб-сайт прост в использовании, вы можете скачать материал для изучения, а затем вернуться

и пройти тест. Очень

удобный а на моем

собственное расписание.»

Майкл Гладд, ЧП

Грузия

«Спасибо за хорошие курсы на протяжении многих лет. »

Деннис Фундзак, ЧП

Огайо

«Очень легко зарегистрироваться, получить доступ к курсу, пройти тест и распечатать PDH

сертификат

. Спасибо за создание

процесс простой.»

Фред Шайбе, ЧП

Висконсин

«Положительный опыт.Быстро нашел подходящий мне курс и закончил

PDH за один час в

один час.»

Стив Торкилдсон, ЧП

Южная Каролина

«Мне понравилась возможность загрузки документов для ознакомления с содержанием

и пригодность до

имея для оплаты

материал .»

Ричард Ваймеленберг, ЧП

Мэриленд

«Это хорошее пособие по ЭЭ для инженеров, не являющихся электриками. »

Дуглас Стаффорд, ЧП

Техас

«Всегда есть место для улучшения, но я ничего не могу придумать в вашем

процесс, которому требуется

улучшение.»

Томас Сталкап, ЧП

Арканзас

«Мне очень нравится удобство прохождения викторины онлайн и получения немедленного

Сертификат

.»

Марлен Делани, ЧП

Иллинойс

«Обучающие модули CEDengineering — очень удобный способ доступа к информации по

многие различные технические области снаружи

по собственной специализации без

необходимость путешествовать.»

Гектор Герреро, ЧП

Грузия

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ

Перед выбором ИБП необходимо определить необходимость. ИБП может потребоваться для различных целей, таких как освещение, пусковое питание, транспорт, механические системы, отопление, охлаждение, производство, противопожарная защита, кондиционирование помещений, обработка данных, связь, жизнеобеспечение или сигнальные цепи.

Некоторым объектам ИБП нужен более чем для одной цели.Важно определить допустимую задержку между отключением основного питания и доступностью питания ИБП, продолжительность времени, в течение которого требуется аварийное или резервное питание, и критичность нагрузки, которую должен нести ИБП. Все эти факторы влияют на размеры ИБП и выбор типа ИБП

.

Выбор ИБП 3 фазы или 1 фаза

Однофазное питание используется в большинстве домов и малых предприятий и подходит для ходовых огней, вентиляторов, 1 или 2 кондиционеров, некоторых компьютеров и двигателей мощностью до 5 лошадиных сил; однофазный двигатель потребляет значительно больший ток, чем эквивалентный трехфазный двигатель, что делает трехфазное питание более эффективным выбором для промышленного применения

Рисунок-1 При форме волны однофазной мощности, когда волна проходит через ноль, мощность, подаваемая в этот момент, равна нулю.

Волна совершает n50 циклов в секунду

3-фазное питание широко распространено в крупных компаниях, центрах обработки данных, а также в промышленности и производстве по всему миру. В то время как преобразование существующей однофазной установки в трехфазную обходится дорого, 3-фазная система позволяет использовать меньшую, более безопасную и менее дорогую проводку.

Рис. 2 3-фазная мощность имеет 3 отдельных перекрывающихся волновых цикла. Каждая фаза достигает своего пика на 120 градусов относительно других, поэтому уровень подаваемой мощности остается постоянным

Большинство потребителей электроэнергии в Индии имеют трехфазное подключение к сети, если общая нагрузка превышает 5-7 кВт.Только если ожидаемая нагрузка ниже 5-7кВт, то потребитель получает однофазное подключение. Даже когда потребитель имеет трехфазное подключение, выбор трехфазного или однофазного ИБП зависит от нескольких факторов, таких как нагрузки, которые должны быть подключены к ИБП, а также распределение электроэнергии в пределах объекта от ввода здания, электрического распределительного устройства и распределительных устройств до помещение, в котором находятся защищаемые грузы. Это не только создает полную картину электрических цепей на месте.Это также помогает определить, следует ли предлагать трехфазную или однофазную систему ИБП pPase.

Системы ИБП – фазы ввода и вывода

В ИБП доступны три возможные конфигурации фаз. Это связано с тем, что трехфазная сеть или генератор фактически состоит из трех однофазных источников питания (и нейтрали) с ориентацией фаз между ними на 120 градусов. Трехфазное питание может дать больше электроэнергии, чем однофазное.

Законы физики и закон Ома также вступают в силу, а это означает, что размеры кабелей также увеличиваются в диаметре по мере увеличения силы тока.Выходная мощность 10 кВА, как правило, является самой крупной из доступных однофазных систем ИБП. Это связано с выходной силой тока и требованиями к кабелю. 10 кВА = 10 000 ВА / 230 В переменного тока = 43,5 ампер.

В мире ИБП принято называть однофазный ИБП только по его номинальной мощности в кВА/кВт, т. е. 5 кВА. Однако для трехфазного ИБП обычно указывается номинальная мощность в кВА/кВт вместе с количеством фаз, например, 20 кВА 3/1 или 100 кВА 3/3.

3-фазные системы ИБП (3/3 и 3/1)

Большинство центров обработки данных, коммерческих и промышленных зданий будут иметь 3-фазный электрический ввод, который соединяет их через местный распределительный трансформатор с сетью.Трехфазные цепи могут потребоваться по всему зданию для передачи больших объемов электроэнергии, необходимой для трехфазных систем с большим КВА. Это обобщение, поскольку многие среды, конечно, могут включать как однофазные, так и трехфазные нагрузки.

С точки зрения систем ИБП, если мы собираемся подключить ИБП к трехфазной сети, нам потребуется ИБП с конфигурацией 3/x. Если нагрузки также трехфазные, то нам нужна конфигурация 3/3. Если нагрузка однофазная, может потребоваться конфигурация 3/1.

Использование трехфазной системы ИБП может упростить план обеспечения бесперебойного питания и позволяет принять централизованный план защиты электропитания, в котором один большой ИБП используется для защиты всего здания или критически важных цепей и операций внутри него. Это отличается от децентрализованного плана обеспечения бесперебойного питания, в котором используется несколько небольших ИБП, рассредоточенных для защиты кластеров нагрузок, таких как компьютеры и маломощное оборудование (

Однофазные системы ИБП (1/1)

Настенные розетки, к которым мы обычно подключаемся, являются однофазными источниками питания, рассчитанными на 230 В переменного тока 50 Гц в Индии.Типичные примеры включают банкоматы, небольшое лабораторное оборудование, настольные компьютеры, файловые серверы, коммутаторы, маршрутизаторы, концентраторы и телекоммуникационные системы.

Системы однофазных ИБП

мощностью до 2 кВА могут поставляться с вилкой или закрытыми клеммами для проводной установки. Требуемая мощность 3 кВА означает, что ИБП будет поставляться либо в виде проводной системы, либо с вилкой на 16 А. От 5 кВА до самой крупной доступной однофазной системы ИБП (обычно 10 кВА) для ИБП потребуется проводная установка, а также должен быть переключатель сервисного байпаса ИБП.

Расчет нагрузки системы ИБП

При расчете ИБП важно знать конфигурацию фаз, необходимую как для сетевого питания, так и для нагрузок, в дополнение к общей величине нагрузки. Консультанты по электротехнике и подрядчики по электротехнике часто указывают как размер нагрузки, так и конфигурацию фаз. Например, «120 кВА, три фазы». Это относится к нагрузке 120 кВА от трехфазного источника питания 415 В переменного тока, 50 Гц. С точки зрения размера нагрузки это означает, что каждая фаза (трехфазного электроснабжения) будет обеспечивать мощность до 40 кВА (или 174 ампер при 230 В переменного тока).Если заявлено 120 кВА на фазу, то мы будем рассматривать 3×120 кВА на фазу = нагрузка ИБП 360 кВА. Потребность в трехфазном ИБП мощностью 120 кВА может быть удовлетворена с помощью трех однофазных ИБП мощностью 40 кВА при условии, что подключенные нагрузки являются однофазными. Они будут настроены 3/1 и установлены по одному на фазу. Однако общие капитальные затраты, затраты на установку и энергоэффективность выросли в 3 раза по сравнению с установкой одной системы ИБП мощностью 120 кВА. ИБП 3/1 мощностью до 60 кВА также используются в офисной среде, где нагрузка является однофазной, и это устраняет необходимость балансировки подключений нагрузки в каждой из трех фаз.Более крупные ИБП 3/1, даже до 200 кВА, обычно требуются для нагрузок DCS и SCADA в тяжелой промышленности, такой как электростанции, сталелитейные заводы и т. д.

Расчет параметров ИБП в условиях стационарной нагрузки

Установившиеся условия нагрузки

Как и любой другой источник питания, ИБП имеет ограниченную мощность, и мощность ИБП определяется в кВА (полная мощность) и кВ (фактическая мощность).

Чтобы определить мощность ИБП и конфигурацию ИБП, необходимо выполнить следующие шаги.

• Шаг 1 Потребность в нагрузке
• Шаг 2 Конфигурация ИБП
• Шаг 3 Проверка потребности в кВА и кВт от ИБП

Шаг 1: Необходимость загрузки

Сведите в таблицу потребность в нагрузке, как показано в таблице ниже, и получите потребность в нагрузке для нагрузок, которые, как ожидается, будут подключены к ИБП.

(Примечание: Коэффициент мощности нагрузки должен быть измерен на месте или может быть принят на основе прошлого опыта)

Шаг 2: Конфигурация ИБП

Критичность нагрузок определяет необходимую доступность ИБП. В зависимости от критичности можно выбрать мощность или конфигурацию ИБП.

Где N — количество ИБП, необходимое для поддержки нагрузки. Для критической нагрузки с резервированием 66 % N>2, где требуется минимум 2 ИБП для поддержки нагрузки и 1 ИБП для резервирования

Шаг 3: Выбор необходимой мощности ИБП

В зависимости от общей потребности и конфигурации ИБП выбирается мощность ИБП.Суммарная нагрузка в кВА и кВт, полученная на шаге 1, должна быть разделена на N, выбранную на шаге 2, чтобы получить мощность ИБП.

Расчет параметров ИБП в условиях динамической нагрузки

Определение мощности ИБП для нагрузок, которые являются динамическими по своей природе, является сложным вопросом, но с записанной информацией, как показано ниже, оптимизированная мощность ИБП может быть получена на основе

.

• Пусковой ток — характер и продолжительность
• Пиковый технологический ток — характер и продолжительность
• Количество нагрузок, последовательность их работы
• Коэффициент мощности нагрузки
• Потребляемая мощность ИБП в кВА и кВт

Пусковой ток

Импульсный ток на входе или импульсный ток при включении — это максимальный мгновенный входной ток, потребляемый электрическим устройством при первом включении.Пусковой ток можно не учитывать при расчете выбора, если нагрузка включается только один раз и работает непрерывно до следующего отключения установки, поскольку мы можем переключать нагрузки в ручном байпасе, и как только нагрузки достигают установившегося тока, нагрузки могут быть переведены на ИБП.

Если нагрузки периодически включаются и выключаются, то выбор ИБП должен также учитывать пусковой ток.

Пиковый ток процесса

Максимальный ток, мгновенно потребляемый нагрузками в течение времени процесса.Этот ток может носить повторяющийся характер. Пиковый ток должен учитываться при расчете размера ИБП независимо от его характера и продолжительности.

Количество нагрузок и последовательность операций

Выбор ИБП зависит от количества нагрузок, если нагрузка только одна, то выбор ИБП прост и основан на максимальном пиковом токе.

Мощность ИБП в кВА = √3 X V X Irms-peak

При наличии нескольких нагрузок с комбинацией характеристик статической и динамической нагрузки мощность ИБП выбирается исходя из последовательности работы нагрузок.

Последовательная работа нагрузки

Когда нагрузки работают последовательно, мощность ИБП выбирается на основе суммы среднеквадратичных токов всех подключенных нагрузок и максимального среднеквадратичного пикового тока нагрузки, как показано в приведенной ниже формуле Емкость ИБП в кВА =√3 X VX ((∑1 NI rms)+ Imaxrms-пик)

Непоследовательная работа нагрузок

Когда нагрузки не работают последовательно, мощность ИБП выбирается на основе суммы среднеквадратичных токов всех подключенных нагрузок и среднеквадратичных пиковых токов всех подключенных нагрузок, как показано в приведенной ниже формуле

.

Мощность ИБП в кВА =√3 X V X ∑1n(Irms+Irms-пиковое значение)

Расчет размера батареи

Батарея предназначена для подачи постоянного тока на инвертор ИБП при сбое в сети и становится важным компонентом системы ИБП.На рынке доступны различные технологии батарей, такие как свинцово-кислотная батарея, которая далее классифицируется как трубчатая батарея, герметичная необслуживаемая батарея (SMF, VRLA), никель-кадмиевая и литий-ионная батарея.

Герметичная необслуживаемая свинцово-кислотная батарея с регулируемым клапаном

(SMF VRLA Battery) сегодня в основном используется в системах ИБП.

Батарея VRLA использует одностороннюю систему клапанов сброса давления для достижения «рекомбинантной» технологии. Это означает, что кислород, обычно образующийся на положительной пластине, поглощается отрицательной пластиной.Это подавляет образование водорода на отрицательной пластине. Вместо этого производится вода (h3O), удерживающая влагу внутри батареи. Он никогда не нуждается в поливе и никогда не должен открываться, так как это подвергнет аккумулятор воздействию избытка кислорода из воздуха.

• Номинальное напряжение элемента батареи составляет 2 В, 6 элементов соединены последовательно внутри контейнера батареи, чтобы получить конечное напряжение 12 В.
• Емкость батареи определяется как «Ампер-час (Ач)».
• Батареи соединены последовательно для увеличения напряжения блока батарей и подключены параллельно для увеличения емкости блока батарей.

По своей конструкции батарея должна эксплуатироваться в контролируемых электрических условиях и условиях окружающей среды, а критическими элементами, влияющими на срок службы батареи, являются:

1. Недостаточный заряд Зарядка аккумулятора более низким напряжением и током
2. Цикличность Циклическое использование аккумулятора
3. Перезаряд Зарядка аккумулятора более высоким напряжением или током, превышающим рекомендуемые производителем условия
4. Температура Окружающая среда температура

Ссылки

• IEEE 1184:2006 Руководство IEEE по батареям для систем бесперебойного питания
• IEEE 485:1997 Рекомендуемая практика IEEE по определению размеров свинцово-кислотных батарей для стационарных приложений
• Техническое описание основных производителей батарей

Ожидаемый срок службы батареи smf vrla

Расчетный срок службы батареи

Расчетный срок службы определяется производителем и учитывает конструкцию элемента и старение батареи в контролируемых условиях в лаборатории производителя. Однако расчетный срок службы батареи можно использовать только для справки, поскольку реальный срок службы батареи зависит от различных факторов, таких как

.

• Рабочая температура
• Количество циклов зарядки, разрядкиТекст параграфа
• Условия зарядки
• Глубина разрядки

Проще говоря, срок службы батареи заканчивается, когда ее емкость падает ниже 80% от номинальной емкости, и требуется немедленная замена.

Влияние температуры на срок службы батареи

Батарея рассчитана на ватты на ячейку при температуре окружающей среды 25-27°С.Когда рабочая температура или батарея ниже, емкость батареи будет уменьшаться, а когда температура выше расчетной, емкость батареи увеличивается.

Работа при повышенной температуре сокращает срок службы батареи. Общее эмпирическое правило для свинцово-кислотных аккумуляторов заключается в том, что длительное использование при повышенных температурах сокращает срок службы аккумулятора примерно на 50% на каждые 8 ​​ºC выше 25 ºC

Частота и глубина разряда

Срок службы батареи зависит от частоты и глубины разрядки. Аккумулятор может обеспечить более короткие неглубокие циклы разрядки, чем длительные циклы глубокой разрядки. Даже кратковременные колебания напряжения переменного тока, подаваемого на ИБП, могут привести к разрядке батареи на несколько секунд и более. Частые циклы работы батареи ИБП, даже кратковременные, сокращают срок службы батареи.

Рекомендации по выбору размера батареи

Профилирование нагрузки

Выбор размера батареи важен для обеспечения того, чтобы питаемые нагрузки или поддерживаемая энергосистема адекватно обслуживались батареей в течение определенного периода времени (т.е. автономность), для которой он предназначен. Неправильный размер батареи может привести к ухудшению времени автономной работы, необратимому повреждению элементов батареи из-за чрезмерной разрядки и отключению ИБП из-за низкого напряжения.

Профилирование нагрузки должно быть выполнено на основе

• Характер нагрузок, поддерживаемых батареей
• Непрерывная
• Непостоянная
• Мгновенная
• Время автономной работы батареи
• Расчетный запас
• Коэффициент старения
• Влияние температуры

Расчетное поле

Расчетный запас считается запасом мощности, позволяющим учесть непредвиденное добавление нагрузки в систему ИБП и неоптимальные условия работы батареи из-за неправильного обслуживания, недавней разрядки или температуры окружающей среды выше ожидаемой, или комбинации эти факторы. Метод обеспечения этого расчетного запаса заключается в добавлении нагрузки в размере 10–15% к расчетам размера батареи.

Коэффициент старения

фиксирует снижение производительности батареи из-за возраста. Производительность свинцово-кислотного аккумулятора относительно стабильна, но заметно падает на более поздних этапах срока службы. «Точка перегиба» кривой зависимости срока службы от производительности примерно соответствует моменту, когда батарея может обеспечить 80% своей номинальной емкости. После этого срок службы батареи истек, и ее следует заменить.Таким образом, чтобы гарантировать, что батарея будет соответствовать емкости на протяжении всего срока службы, следует применять коэффициент старения 1,25 (т. е. 1/0,8). Есть некоторые исключения, уточняйте у производителя.

Влияние температуры

Температурный поправочный коэффициент является допуском для учета температуры окружающей среды при установке. Емкость аккумуляторных элементов обычно указывается для стандартной рабочей температуры 25 °C, и если она отличается от температуры установки, необходимо применять поправочный коэффициент. IEEE 485 дает рекомендации для вентилируемых свинцово-кислотных элементов (см. таблицу), однако для герметичных свинцово-кислотных и никель-кадмиевых элементов следует обращаться за рекомендациями к производителю. Обратите внимание, что высокие температуры, более низкий срок службы батареи независимо от емкости и поправочный коэффициент предназначены только для определения емкости, т. е. вы НЕ МОЖЕТЕ увеличить срок службы батареи за счет увеличения емкости.

Температурный поправочный коэффициент для определения размера батареи

Примечание. Эта таблица основана на номинальном удельном весе вентилируемого свинцово-кислотного газа 1,215.Однако его можно использовать для вентилируемых ячеек с удельным весом до 1300. По поводу ячеек других конструкций обращайтесь к производителю.

Расчет мощности батареи для систем ИБП

Инвертор ИБП подает постоянное напряжение на подключенные к нему нагрузки. Во время разрядки батареи батарея подает постоянную мощность на инвертор ИБП. Входное напряжение постоянного тока инвертора уменьшается во время разряда. Для поддержания постоянной выходной мощности ток разряда батареи соответственно увеличивается

Существуют различные способы подключения батареи к инвертору ИБП.Аккумулятор можно подключить непосредственно к входу инвертора (см. рис. 8)

В этом случае нагрузка на батарею зависит только от выходной нагрузки, подключенной к инвертору, и потерь инверторного моста.

Аккумулятор подключен к преобразователю постоянного тока, а выход преобразователя постоянного тока подключен в качестве входа к ИБП (см. рис. 9)

В этом случае нагрузка на батарею зависит от выходной нагрузки, подключенной к инвертору, потерь инверторного моста, а также потерь преобразователя постоянного тока, что может увеличить требуемую емкость батареи.

КПД и коэффициент мощности ИБП

Номинальная мощность ИБП

указана в вольт-амперах (ВА) и/или ваттах. Номинал в ваттах равен номиналу в вольт-амперах, умноженному на коэффициент мощности.

Номинальная выходная мощность ИБП в ваттах = выходная мощность ИБП в вольтамперах × коэффициент мощности

Нагрузка батареи для определения размера равна выходной мощности ИБП в ваттах, деленной на КПД инвертора. Эффективность должна основываться на номинальной мощности ИБП

.

Расчет размера батареи

Скорректированный расчет нагрузки батареи

Номинальная нагрузка батареи должна быть скорректирована с учетом условий старения и рабочей температуры.

Нагрузка от батареи, Вт/батарея = Номинальная нагрузка от батареи, Вт/батарея × коэффициент старения × коэффициент температурной поправки × проектный запас

Эта окончательная нагрузка батареи в батарее должна быть сопоставлена ​​с характеристиками разряда батареи, указанными производителем батареи, для определенного времени автономной работы батареи (пример таблицы показан на рис. 10) с требуемым напряжением отсечки, чтобы получить требуемую емкость батареи.

Общие рекомендации по выбору батареи

• Максимально точно рассчитайте нагрузку в ватт-часах.
• Включите системные потери из-за эффективности кондиционирования питания (инвертор, зарядное устройство для аккумуляторов – преобразователи постоянного тока).
• Включите соответствующие факторы: температуру, автономность, проектный запас и глубину разряда (DOD), коэффициент старения
• Учитывайте малую глубину разряда (рекомендуется не более 20 %) и иногда большую глубину разряда (не более 80 %)
• Выбирайте аккумуляторы максимальной емкости на единицу, чтобы уменьшить количество параллельных групп аккумуляторов для лучшего баланса заряда. Рекомендуемое максимальное количество параллельных строк — 4.

Постоянная мощность разряда, Вт на батарею при 27°C*

Пример расчета:

15-минутное резервное копирование на ИБП 500 кВА с выходным коэффициентом мощности 0,9

Шаг 1:

Номинальная выходная мощность ИБП в ваттах = выходная мощность ИБП в вольт-амперах × коэффициент мощности
= 500 X 0,8 кВт = 400 кВт

Шаг 2:

Получение номинальной нагрузки батареи в Вт

Пример расчета

Шаг 3:

Получение номинальной нагрузки батареи в Вт на батарею

Шаг 4:

Получите скорректированную мощность батареи, требуемую с учетом проектного запаса, коэффициента старения и TCF (поправочный коэффициент температуры)

Скорректированная номинальная нагрузка батареи в Вт/батарея = ответ шага 3 X проектный запас X коэффициент старения X TCF
= 8421. 05 X 1 X 1,25 X 1
= 10526 Вт/аккумулятор

Поскольку максимально доступная емкость Ач составляет 200 Ач. Аккумулятор в 12-вольтовом SMF VRLA аккумуляторе, нам необходимо подключить несколько рядов аккумуляторов параллельно для достижения желаемого времени резервного питания.

Шаг 5:

Таким образом, в этом сценарии 3 группы аккумуляторов емкостью 160 Ач по 50 аккумуляторов в каждой группе обеспечат резервное питание в течение 10 минут при напряжении конечной ячейки 1,75 В на ячейку.

Выбор кабелей

Сечение кабелей зависит от:

• Допустимое повышение температуры
• Допустимое падение напряжения

Для данной нагрузки каждый из этих параметров приводит к минимально допустимому поперечному сечению.Необходимо использовать больший из двух.

При прокладке кабелей необходимо следить за соблюдением необходимых расстояний между цепями управления и силовыми цепями, чтобы избежать электромагнитных помех, вызванных высокочастотными токами.

Повышение температуры

Допустимое превышение температуры в кабелях ограничено выдерживаемой способностью изоляции кабеля.

Повышение температуры в кабелях зависит от:

• Тип сердечника (медь или алюминий)
• Способ установки
• Количество касающихся кабелей, тип кабеля, максимально допустимый ток.

Падение напряжения

Максимально допустимые падения напряжения:
• Цепи переменного тока (50 или 60 Гц)

• Если падение напряжения превышает 3% (50-60 Гц), увеличьте сечение проводников.

• Цепь постоянного тока

• Если падение напряжения превышает 1%, увеличьте сечение проводников.

Специальный чехол для нейтральных проводников

В трехфазных системах гармоники третьего порядка (и их кратные) однофазных нагрузок складываются в нейтральном проводнике (сумма токов трех фаз). По этой причине может применяться следующее правило: нейтраль поперечное сечение = 2 x поперечное сечение фазы в кв. мм

Выходные кабели

Чтобы получить поперечное сечение кабеля, необходимо рассчитать выходной ток по приведенной ниже формуле

.

, используя спецификацию производителя кабеля и условия, связанные с прокладкой и группировкой кабелей, можно выбрать необходимый кабель.

Как правило, мы можем принять 2 А/кв. мм, чтобы получить поперечное сечение требуемого кабеля.

Вход, выход и кабели ИБП к аккумулятору

Входные кабели

Поперечное сечение кабелей, необходимых для входа ИБП, можно рассчитать по той же формуле, что и для выходных кабелей, но входную мощность в кВА необходимо рассчитать на основе

.

• Подключенная нагрузка
• Эффективность инвертора
• Мощность зарядки аккумулятора
• Эффективность выпрямителя
• Входной коэффициент мощности выпрямителя
• Минимальное рабочее напряжение выпрямителя

Шаг 1: Получение входной мощности инвертора

Шаг 2: Рассчитайте мощность зарядки аккумулятора в Вт

Мощность зарядки аккумулятора = 2. 2VX Количество элементов X Зарядный ток
Зарядный ток обычно составляет 10% от емкости Ач

Шаг 3: Рассчитайте входную мощность выпрямителя в Вт

Шаг 4: Расчет потребляемого входного тока

Входная мощность выпрямителя, рассчитанная на шаге 3, должна быть преобразована в кВА с учетом входного коэффициента мощности

где Vph-ph — минимальное рабочее напряжение выпрямителя

Кабели ИБП к аккумулятору

Инвертор ИБП подает постоянное напряжение на подключенные к нему нагрузки.Во время разрядки батареи батарея подает постоянную мощность на инвертор ИБП. Входное напряжение постоянного тока инвертора уменьшается во время разряда. Для поддержания постоянной выходной мощности ток разряда батареи соответственно увеличивается.

Выбор кабелей между ИБП и аккумуляторной батареей должен основываться на токе при минимальном напряжении разряда, который можно рассчитать по приведенной ниже формуле

.

Кабели

Unyvin, как правило, предпочтительны для кабелей между ИБП и аккумулятором из-за высокой допустимой нагрузки по току и меньшей площади поперечного сечения.

Технический паспорт кабеля

Выбор средств защиты (выключатели или предохранители)

Автоматические выключатели в литом корпусе

представляют собой электромеханические устройства, которые защищают цепь от перегрузки по току и короткого замыкания.

Их основные функции заключаются в предоставлении средств либо для ручного размыкания цепи, либо для автоматического размыкания цепи в условиях перегрузки или короткого замыкания. Перегрузка по току в электрической цепи может быть результатом короткого замыкания, перегрузки или неправильной конструкции.

MCCB является альтернативой предохранителю, поскольку не требует замены при обнаружении перегрузки. В отличие от предохранителя, MCCB может быть легко сброшен после неисправности и обеспечивает повышенную эксплуатационную безопасность и удобство без эксплуатационных расходов.

Автоматические выключатели в литом корпусе обычно имеют

• Термоэлемент для максимального тока и
• Магнитный элемент для расцепителя короткого замыкания, предназначенный для автоматических выключателей, теперь доступен с различными расцепителями или рабочими механизмами, которые приведены ниже

.

• Термомагнитный расцепитель
• Электронный релиз
• Версия микропроцессора

Защита от короткого замыкания

ИБП

— это источник питания с ограниченной мощностью, то есть способность выдерживать короткое замыкание также ограничена в зависимости от выбора компонентов.

Одной из характеристик, которую необходимо тщательно оценить при выборе ИБП, является его способность выдерживать ток короткого замыкания на выходе в течение определенного периода времени. Эта способность зависит от того, выдерживает ли выходной ток короткого замыкания только инвертор или источник через статический байпас. В первом случае способность строго зависит от конструкции ИБП, а во втором случае она основана на характеристике i2t SCR, выбранный в байпасном пути, или предохранитель (если он есть в ИБП)

При возникновении короткого замыкания в любой из распределительных систем на выходе ИБП ток значительно возрастает. Если неисправность не будет устранена в течение миллисекунд, мы можем поставить под угрозу время безотказной работы других нагрузок, подключенных к тому же ИБП, что и ИБП, или сработает защита вышестоящего ИБП, что приведет к простою всех подключенных нагрузок.

На практике для заданного предполагаемого значения тока короткого замыкания минимальная пропускная способность i2t вышестоящего устройства должна быть выше, чем максимальная пропускная способность i2t нижестоящего устройства. Для защиты от короткого замыкания в нисходящем направлении ИБП будет базироваться на двух условиях

.

• Ток короткого замыкания при наличии источника байпаса
• Ток короткого замыкания без источника байпаса
• Ток короткого замыкания с выходным трансформатором в PDU или общим выходом ИБП

Когда происходит короткое замыкание, оно происходит после ИБП, и ИБП немедленно переводит короткое замыкание на статический байпас, так как статический байпас будет иметь более высокую пропускную энергию (i2t).

В этом сценарии пропускаемая энергия (i2t) MCB 7 должна быть ниже, чем у автоматических выключателей, расположенных выше по потоку, чтобы иметь надлежащую дискриминацию короткого замыкания. Если MCB 6 имеет более низкую пропускаемую энергию (i2t) по сравнению с MCB 7, то мы рискуем потерять все нагрузки, подключенные к MCB6.

Пропущенная энергия (i2t) MCCB2 очень важна. Если пропускаемая энергия MCCB 2 выше, чем может выдержать SCR, то SCR выйдет из строя.

Для защиты нагрузок, тиристоров и надлежащей дискриминации короткого замыкания необходимо соблюдать следующее правило

• i2tSCR> i2tMCCB2
• i2tMCCB3> i2tMCB6>i2tMCB7

Ток короткого замыкания без байпаса

Когда байпас отключен или источник байпаса недоступен, а также в случае короткого замыкания после ИБП инвертор ИБП будет поддерживаться в течение короткого времени, прежде чем он отключится из-за электронной защиты.

В этом сценарии i2t MCCB3>i2t MCB6>i2t MCB7 Для настройки магнитного поля автоматических выключателей и автоматических выключателей необходимо согласовать с током короткозамкнутого звена инвертора.

Ток короткого замыкания с трансформатором в блоке питания или общем выходе ИБП

Когда трансформатор используется либо на общем выходе ИБП, либо в PDU, трансформатор изменяет селективность короткого замыкания нижестоящей цепи. Теперь ток короткого замыкания ИБП не имеет отношения к распознаванию неисправности.

Ток цепи повреждения или пропускаемая энергия будут зависеть только от импеданса трансформатора.

Ток короткого замыкания трансформатора представляет собой отношение тока полной нагрузки трансформатора к его полному сопротивлению. Если у нас есть трансформатор с номинальным током 200А и импедансом 5%, ток короткого замыкания трансформатора будет 4кА.

Защита аккумулятора от короткого замыкания

Защита от короткого замыкания в цепи аккумулятора

Аккумулятор

является одним из жизненно важных компонентов системы ИБП, и его основная цель заключается в подаче питания постоянного тока на инвертор ИБП при отключении сети и подзарядке через выпрямитель при восстановлении сети.

Как и любой другой источник питания, аккумулятор также будет вносить свой вклад в ток короткого замыкания при неисправности аккумулятора. Основными параметрами, влияющими на величину тока, являются внутреннее сопротивление батареи (зависит от площади поверхности пластины, расстояния между пластинами и типа электролита) и сопротивление ее внешней цепи. Ток короткого замыкания зависит от состояния и возраста батареи.

Короткий отрезок аккумуляторной батареи

Ток короткого замыкания батареи можно рассчитать на основе стандарта «IEC 61660-1, «Токи короткого замыкания во вспомогательных установках постоянного тока на электростанциях и подстанциях — часть 1: Расчет токов короткого замыкания».

На следующем рисунке показана кривая тока короткого замыкания от стационарной свинцово-кислотной батареи; как видно из рисунка, по прошествии времени, а это время, необходимое для достижения пика, значение тока короткого замыкания уменьшается до квазиустановившегося тока короткого замыкания.

Ток короткого замыкания батареи можно рассчитать по закону Ома (V=IR).

Где VНапряжение разомкнутой цепи аккумулятора
RВнутреннее сопротивление аккумулятора

Согласование выключателя аккумуляторной батареи

Выбор мощности выключателя батареи и его расцепителя: Выбор выключателя батареи зависит от таких параметров, как

Рабочее напряжение аккумуляторной батареи: Обычно большинство автоматических выключателей рассчитаны на напряжение 250 В/полюс, и в зависимости от рабочего напряжения аккумуляторной батареи полюса должны быть соединены последовательно для достижения желаемого уровня напряжения. показано на рис.13

Номинальный ток разряда аккумуляторной батареи: Это ток, который проходит через прерыватель при нормальных условиях разрядки батареи

Ток короткого замыкания питомника: Большинство автоматических выключателей имеют тепловой и магнитный расцепители. В то время как тепловая уставка используется для защиты от перегрузки, магнитная уставка используется для защиты от короткого замыкания. Когда мы обсуждаем защиту батареи, магнитная установка прерывателя используется для отключения батареи от цепи при коротком замыкании.Важно выбрать автоматический выключатель с правильным расцепителем, чтобы батарея была изолирована в случае неисправности.

Примечание: Когда выключатель переменного тока используется для приложений постоянного тока, к настройкам срабатывания выключателя применяется снижение номинальных характеристик.

Координация выключателя батареи с током короткого замыкания батареи: Теперь, когда мы выбрали правильный выключатель для защиты батареи, самая важная задача, которая нам предстоит, — это согласование выключателя батареи с током короткого замыкания батареи. Как мы уже говорили ранее ток короткого замыкания зависит от напряжения и внутреннего сопротивления батареи.Внутреннее сопротивление увеличивается по мере старения батареи в этих условиях, а ток короткого замыкания уменьшается. Если этот ток короткого замыкания меньше значения срабатывания магнитной уставки прерывателя, основная цель использования прерывателя
не выполняется, поскольку прерыватель не срабатывает.

Чтобы решить эту проблему, магнитный датчик расцепителя выключателя устанавливается на 70 % от номинального тока короткого замыкания, так что даже при низком напряжении или когда срок службы батареи подходит к концу, выключатель батареи выполняет свою работу « защита аккумулятора “

Магнитная установка (Im) выключателя

.