تصميم قاطع وكابل الاحمال للوحة التوزيع
CABLE & CIRCUIT BREACKER CALCULATIONS
# أولا تصميم هيكل لوحة التوزيع الكهربائية
عند تصميم اى لوحة توزيع كهربائية يجب ان نعلم ان فى المشاريع الكبيرة يكون كل لوحة مخصصة لنوع واحد من الاحمال، ويمكن ان يكون هناك لوحات تشمل على انواع مختلفة من الاحمال وغالبا تكون لوحات الطوارئ، اما المشاريع الصغيرة فيمكن ان تحوى اللوحة الواحدة على انواع عدة من الاحمال.
وهذا التخصص يقلل تعميم اى مشكلة على جميع الاحمال بل يحصرها فى نوع واحد، كذلك يمكن بسهولة تطبيق معامل الطلب فى كل لوحة.
ما خطوات تصميم لوحة التويع الكهربائية؟
1. تصميم الدوائر الفرعية وهو تحديد سعة القاطع و مقاس لسلك المناسب لكل دائرة، وهناك احمال اصبح تصميمها معروف من حيث سعة القاطع و مقاس السلك، مثل دوائر القوى العامة و الاضاءة وهكذا، وهناك احمال لابد من معرفة قدرتها لتصميمها.
مثال لتصميم الدوائر المعروفة كدوائر البور العامة فى السعودية، نركب قاطع 20 امبير وسلك 4 مم2 ، و دائرة الاضاءة يكون القاطع 16 امبير والسلك 2.5 مم2.
2.بعد تصميم الدوائر، نوزع الدوائر على الفازات ونحدد نوع سعة القاطع وعدد اقطابه وقطر سلكه وقدرة الدائرة ونوع الدائرة.
3.هناك ثلاث طرق لوضع قدرة الاحمال فى اللوحة، اما فولت امبير او واط او امبير وجميعها صحيح وموجود، ثم نقوم بتجميع الاحمال لكل فازة.
4.اجراء اختبار توازن الاحمال على الفازات والتى لا يجب ان تتعدى 10%، وتحسب بالقانون:
((اكبر قيمة تيار فازة-متوسط تيار الفازة)/متوسط تيار الفازة)*100
اذا كان هناك عدم اتزان يمكن نقل حمل فازة الى اخرى حتى نحصل على الاتزان.
5.نحسب القدرة الكلية للوحة ثم نضربها فى معدل الطلب ثم نضربها فى التوسع المستقبلى المطلوب ومن ثم نحسب تيار اللوحة.
6.نحدد سعة القاطع الرئيسى بضرب الامبير الكلى النهائى فى معامل الامان للكود المستخدم فى المشروع لنحصل على سعة القاطع.
7.ثم نقوم باختيار مقاس الكابل المناسب للوحة وهو تطبيق معاملات التصحيح على امبير اللوحة حسب ظروف تمديد الكابل لنحصل على قيمة التيار ليمكننا اختيار الكابل المناسب، ثم نقوم بعمل اختبارات الكابل لتأكيد اختياره وهى:
.سعة الكابل اعلى من سعة القاطع.
.الهبوط فى الجهد اقل 5% من اللوحة للمصدر.
.الكابل يتحمل تيار القصر.
8. يجب ان تحتوى اللوحة على جميع المعلومات الواجب توافرها للوحة وهى:
. اسم اللوحة، اسم المشروع، مكان اللوحة، مصدر التغذية.
. سعة القاطع ونوعه، مقاس الكابل ونوعه.
. جهد اللوحة، التردد، قيمة تيار القصر.
. القدرة الكلية النهائي.
## ثانيا تصميم القاطع والكابل للوحة التوزيع الكهربائية
سوف نوضح فى هذا المقال الخطوات التفصيلية لايجاد سعة قاطع C.B وسعة الكابل CABLE للوحة مخارج قوى، واجراء الاختبارات على الناتج للتحقق من صحة التصميم.
بفرض ان لدينا لوحة مخارج قوى، بحمل 50 ك ف ا، والكابل يمتد لمسافة 50 مترعلى كابل ترى مع مجموعة كابلات اخرى ودرجة الحرارة المحيطة 50 درجة.
. حساب سعة القاطع المناسب للوحة
C.B calculated= SAFTY FACTOR * I load
I load=KVA*1000/ (1.732 * V) =50000/ (1.732*400) = 72.2A
SAFTY FACTOR AS EC CODE 1.25
SELECTED C.B = 1.5 * 72.2=90.25=100A
اذا سعة القاطع MCCB للوحة هو 100A
.حساب سعة الكابل المناسب للوحة
سنقوم بتطبيق معاملات التصحيح (DERATING FACTORS) على تيار اللوحة اولا، ومن معلومات الحمل الذى لدينا ومن خلال جداول التصحيح فى كتالوج كابلات السويدى، نجد ان لدينا عاملين يجب تطبيقهما وهما، معامل تصحيح مجاميع الكابلات GROUPING FACTOR ومعامل تصحيح درجة الحرارة.
GROUPING FACTOR=0.86
TEMP FACTOR=0.89
التيار= 72.2
التيار بعد تطبيق GROUPING FACTOR = 72.2/0.86 = 83.95
التيار بعد تطبيق معامل تصحيح درجة الحرارة= 83.95/0.89 = 94.33
من جداول الكابلات (XLPE) فى كتالوج السويدى نختار سعة كابل تساوى او اعلى من 94.33
نختار الكابل 35 MM2 وسعته 145A
1. سعة الكابل اعلى من سعة القاطع مقسوم على معاملات التصحيح (100/(0.86*0.89)=130.7 ................ ok
2. اختبار الهبوط فى الجهد voltage drop test
من الكاتالوج ايضا نحصل على mv/A/m للكابل 35 mm2 وهو 0.955
VD=mv/A/m * I * L
Vd= (0.955 * 72.2 * 50)/1000=3.45
Vd%= 3.45/400*100=0.86%
الهبوط فى الجهد اقل من 5% ........... Ok
3.اختبار تيار القصر
من جدول اقصى تيار قصر للكابلات فى الكتالوج نجد ان اقصى تيار قصر للكابل ال 35mm2 هو 5 KAعند وقت 1 ثانية.
وبفرض ان تيار القصر المحسوب عند اللوحة، اى نهاية الكابل هى 4KA فيكون الكابل مناسب، اما فى حالة ان تيار القصر المحسوب اعلى من 5 KA فوجب اختيار الكابل الاعلى بحيث يتحمل هذا القصر.
### ثالثا حساب سريع لقطاع كابل والقاطع لأى حمل كهربى Load design
قد يحتاج البعض الى ان يحدد مقاس كابل وسعة قاطع لحمل ما بطريقة سريعة وصحيحة، وفيما يلى نوضح كيف نقوم بتصيم ذلك:
نحدد نوع الحمل من حيث انه متحرك او ساكن وكذلك اذا كان احادى الوجه او ثلاثى الاوجه.
وعندما نتكلم عن حمل احادى الوجه، اى ان الجهد 220 او 230 فولت، اما ثلاثى الاوجه يكون الجهد 380 او 400
ويمكننا حساب التيار المسحوب من حمل احادى الوجه بالمعادلة الآتية:
VA=I*V
فنجد ان الامبير لواحد ك ف أ هو 1000/220=4.5 A لذلك لو عندنا اى حمل احادى الوجه بالكيلو فولت امبير نضربه فى 4.5 نحصل على الامبير
وكذلك يمكننا حساب التيار المسحوب من حمل ثلاثى الاوجه بالمعادلة الآتية:
VA=1.732*I*V
فنجد ان الامبير لواحد ك ف أ هو 1000/(1.732*380)=1.5 لذلك لو عندنا اى حمل ثلاثى الاوجه بالكيلوا فولت امبير نضربه فى 1.5 نحصل على الامبير
عندما نحصل على الامبير نضربه فى معامل آمان 1.25 ومن الناتج نقدر نحدد سعة القاطع، اما المحركات فنختار القاطع على تيار البدأ، والحقيقة عند عدم معرفة تيار البدأ يمكنك فرضه حسب حجم المحرك ليكون تيار البدأ من 3 الى 7 مرات التيار المقنن.
ثم نقسم سعة القاطع على 0.8 كمعامل تصحيح ومن الناتج نحدد الكابل او السلك المناسب من كتالوج الكابلات.
####رابعا طرق تمديدات الكابلات الكهربية
هناك عدة طرق لتمديدات الكابلات الكهربائية، ومنها ما يلى:
1.التمديدات من خلال مواسير بأنواعها Conduits.
2.التمديدات على حوامل الكابلات Cable trays.
3.الدفن المباشر فى الأرض.
* بالنسبة للتمديدات خلال المواسير.
يعتمد نوع الماسورة على مكان التمديد، اذا كانت تمديدات خارجية او مدفونة، فى الحائط او تحت الارض وهكذا، وهناك نقاط يجب مراعتها عند استخدام المواسير فى التمديدات وهى:
1. مطابقة المواصفات من حيث نوع المواسير
2. مطابقة المواصفات من حيث عدد الكابلات والموصلات فى الماسورة
3. طرق التثبيت حسب المواصفات
والحقيقة هناك فى الاكواد بالنسبة للمواسير الصغيرة عدد محدد من الموصلات يجب التقيد بها.
كما هناك قانون يحكم عدد الموصلات والكابلات فى المواسير الكبيرة وهى ان تشغل الكابلات او الموصلات 40% من مساحة مقطع الماسورة، وهناك فى آخر المقالة مرفق لملف اكسيل معد بالمعدلات للحصول على عدد الاسلاك او الموصلات لكل قطر من المواسير.
** بالنسبة للتمديدات على حوامل الكابلات.
هناك العديد من المقاسات القياسية لحوامل الكابلات من حيث عرضها وارتفاع حوافها، فهناك على سبيل المثال، ارتفاع الحوف 5،8،10 سم والعرض 5،10،15،20 سم وهكذا الى 100 سم.
ويمكن ان تمد هذة الحوامل فوق بعضها ولكن يجب الا تقل المسافة بين الحاملين عن 30 سم لسهولة الصيانة والتعامل مع الكابلات.
ومن المتبع فى المشاريع ترك هذه الحوامل بدون غطاء للتهوية وكذلك للصيانة.
وهناك طرق عدة لملىء هذه الحوامل حسب الاكواد، ومن هذه الطرق ترك مسافة بين الحافة و اول كابل تساوى نصف قطر هذا الكابل وبعد ذلك ترك مسافة نصف اكبر كابل بين كل كابلين متجاورين، وهذه الطريقة تعمل على تقليل معامل تصحيح التجاور للكابلات grouping factor، وهناك آخر المقالة مرفق لملفات اكسيل تحسب مقاس الحوامل للكابلات.
*** الدفن المباشر للكابلات فى الأرض.
فى حالة كابل واحد:
1.الحفر بعمق 80 سم وعرض 40 سم
2. نضع 10 سم رمل ناعم ونضغطه
3. وضع الكابل فى المنتصف
4. وضع رمل على الكابل حتى ارتفاع 20 سم من قاع الحفرة
5. وضع طوب طفلى
6. وضع رمل ناعم جيد فى باقى الحفرة
7. وضع شريط تحيرى قبل نهاية الحفرة ب 15 سم
فى حالة كابلين:
1.الحفر بعمق 80 سم وعرض 60 سم
2. نضع 10 سم رمل ناعم ونضغطه
3. وضع الكابلين بحيث تكون المسافة بينهما 40 سم
4. وضع طوب رأسى بين الكابلين
5. تكرار باقى الخطوات فى حالة كابل واحد
اليك هذه الملفات الهامة فى الرابط التالى:
https://drive.google.com/file/d/1hUUO7skUIqKdfmrK_kNJfcWQ4GHSyb3g/view?usp=drive_link
تعليقات
إرسال تعليق