Loads Design

  • November 2019
  • PDF

This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA


Overview

Download & View Loads Design as PDF for free.

More details

  • Words: 1,740
  • Pages: 35
‫أسس تصميم العمال‬ ‫والتركيبات الكهربائيه فى المبانى‬

‫إعداد‬ ‫أ‪.‬د ‪ /‬عبد الرزاق إبراهيم نصير‬ ‫أستاذ القوى الكهربائية – بكلية الهندسة – جامعة عين شمس‬

‫يلزم معرفة وحساب الحمال الكهربائية المتوقعه للمبنى وتشمل الحمال‬ ‫الكهربائية ما يلى ‪:‬‬ ‫‪ -1‬أحمال إنارة‬

‫يتم تحديدها طبقاًٌ للمساحات المختلفه داخل المبنى والغـرض المخصص‬ ‫لكل من هذه المساحات وتتراوح عادة شدة الستضاءه من ‪ 150‬لكس‬ ‫إلى ‪ 700‬لكس طبقا للستخدام ‪0‬‬ ‫وتعتمد أحمال النارة على عدد ونوعية وحدات النارة المستخدمه والتى‬ ‫تتحدد طبقا لرتفاع السقف وألوان الحوائط ‪ ........‬ألخ‬

‫‪ - 2‬أحمال مخارج ‪: Socket load‬‬

‫يتم تحديدها طبقاًٌ لعدد الدوائر الكهربيه التى تقوم بتغذية هـذه المخارج‬ ‫ومعاملت التباين ‪ Diversity Factor‬التى يتم إستخدامها فى التصميم‬ ‫‪ -3‬أحمال قوى صغيرة ‪:‬‬

‫مثل السخانات الكهربائيه – أجهزة التكييف شباك أو سبليت ‪....‬إلخ‬ ‫‪ -4‬أحمال قوى كبيرة ‪:‬‬

‫مثل أحمال التكييف المركزى – التدفئة المركزية للمبنى – أحمال المصاعد‬ ‫…‪ .‬إلخ ‪0‬‬

‫‪ -5‬أحمال الخدمات الميكانيكية والطلمبات ‪:‬‬

‫تشمل أحمال طلمبات خزانات المياه وطلمبات إطفاء الحريق و طلمبات‬ ‫الصرف الصحى ومراوح التهوية والشفط ‪....‬إلخ ‪.‬‬

‫‪ -6‬أحمال متنوعة ‪:‬‬

‫مثل أحمال سنترال التليفونات – أحمال الحاسب اللى – أحمال أجهزة‬ ‫النذار بالحريق ‪......‬إلخ ‪0‬‬

‫الحمل الجمالى‬ ‫للمبنى‬ ‫يتم بعد ذلك تحديد إجمالى الحمال الكهربائية باستخدام معاملت التباين‬ ‫‪ Diversity Factor‬المناسبة ‪0‬‬ ‫ويتم توزيع الحمال على مختلف أدوار المبنى‬ ‫أو على مختلف المبانى والمساحات بالموقع‬

‫توزيع رأسى‬ ‫توزيـع أفقى‬

‫وذلك لتحديد أنسب مكان للوحة التوزيع الرئيسيه للمبنى ‪0‬‬

‫إختيار مكان لوحة التوزيع الرئيسيه‬ ‫للمبنى‬ ‫أنسب مكان للوحة التوزيع الرئيسية ( المحول الرئيسى) هو مركز ثقل‬ ‫الحمال الكهربائية المختلفة ويتم تحديده بحساب عزوم الحمال حول‬ ‫محور السينات وكذلك حول محور الصادات ‪0‬‬

‫ص‬

‫بأخد العزوم حول محور الصادات‬

‫ح‪1‬س‪+ 1‬ح ‪2‬س‪( = 2‬ح‪+1‬ح‪ )2‬س‬

‫س‪1‬‬

‫ح‪1‬‬

‫بأخد العزوم حول محور السينات‬

‫ح‪1‬ص‪+ 1‬ح‪2‬ص‪( = 2‬ح‪+1‬ح‪ )2‬ص‬

‫س‬

‫ص‪1‬‬

‫ح‪2‬‬

‫ص‬ ‫ص‪2‬‬

‫س‬ ‫وبذلك يمكن تحديد س ‪ ،‬ص‬

‫( إحداثيات مركز الثقل )‬

‫س‪2‬‬

‫الدور الثلثين‬ ‫‪L 2/3‬‬

‫‪C .G‬‬

‫الدور الثانى‬

‫الدور الول‬

‫‪L/3‬‬

‫‪Zero level‬‬

‫جراج ( ‪)1‬‬

‫مستوى الرض‬

‫جراج ( ‪)2‬‬

‫بالنسبة للمبانى الرأسية يكون عادة مركز الحمال عند ‪ 1/3‬المبنى من أسفل تقريبا‬

‫تقوم لوحة التوزيع الرئيسية‬ ‫بتغذية عدد من لوحات التوزيع الفرعية‬

‫(‬

‫يجب أل تغذى أى حمل مباشرة‬

‫)‬

‫قاطع رئيسى‬

‫‪ph + N + E 3‬‬ ‫قواطع‬ ‫تغذية اللوحات‬ ‫الفرعيه‬

‫إلى اللوحات الفرعيه للتوزيع‬

‫لوحة التوزيع الرئيسية‬

‫قواطع التيار الوتوماتيكية‬ ‫يتم توصيف قواطع التيار الوتوماتيكية بالتى ‪-:‬‬

‫ التيار المقنن ‪Rated Current‬‬‫ سعة القطع ‪Short – Circuit Capacity‬‬‫ الجهد المقنن ( يكون عادة ‪ 1000‬فولت بالنسبة للجهد المنخفض )‬‫‪ -‬عدد القطاب ‪No . of Poles‬‬

‫‪P-1‬‬ ‫‪P-2‬‬ ‫‪P-3‬‬

‫‪ -‬نوعية القاطع‬

‫‪m.c.b‬‬ ‫‪P-4‬‬

‫‪m.c.c.b‬‬ ‫‪Air – C.B‬‬

‫تكـون القواطـع الوتوماتيكية مـزودة عـادةً بالفصل الحـرارى‬ ‫‪ Thermal Trip‬وذلك للحماية من زيادة الحمل ‪Over – Load 0‬‬ ‫زمن الفصل‬

‫وكـذلك مـزودة بالفصل المغناطيسى‬ ‫‪ Magnetic Trip‬للحماية من حدوث‬ ‫دائرة قصر ‪Short - Circuit‬‬

‫زات‬ ‫يو‬

‫ص الف‬ ‫خوا‬

‫فصل حرارى‬

‫فصل مغناطيسى‬

‫التيار‬

‫‪I mag‬‬ ‫الخواص الزمنيه لقواطع التيار الوتوماتيكية‬

‫‪I C. B‬‬

‫تحتوى اللـوحة على البارات ( ‪ 4‬بارات للفازات الثلثة ولخـط‬ ‫•‬ ‫التعادل ) وتكون جميعها بنفس مساحة المقطع ‪ ،‬بالضافة إلى بارة‬ ‫الرضى ‪.‬‬ ‫• يتم تثبيت البارات داخـل اللوحـة باستخدام عـوازل كهـربائية‬ ‫• المسافة بين البارات تعتمد على جهد اللوحة وكذلك على قيمة تيار‬ ‫القصـر ‪ Short – Circuit Current‬حيث أنه يوجـد قـوى‬ ‫تجاذب أو تنافر بين البارات نتيجة مرور التيارات فى‬ ‫البارات‬

‫‪F ∞ I1 . I2‬‬

I1

+

+

Attraction Force

I2

‫تجاذب‬

‫قوى تجاذب‬

I1

-

+ ‫تنافر‬

‫قوى تنافر‬

I2

Repulsion Force

‫يتم توصيف لوحـة التوزيع بالتيار المقـنن للوحـة ‪ ،‬وكـذلك بتيـار القصر‬ ‫‪ Short – Circuit Current‬الذى يمكن أن تتحمله اللوحة‬ ‫كما يتم توصيف اللوحة طبقا لدرجة الحماية ‪ IP‬من دخـول المـواد الغريبة‬ ‫أو التربة وكذلك الحماية من دخول رذاذ أو رشاشات المياه داخل اللوحة‬

‫( ‪IP degrees ) Ingress Protection‬‬ ‫‪IP X X‬‬ ‫‪IP X . Y‬‬ ‫* الرقم الول ‪ X‬خاص بدرجة الحماية من التلمس مع البارات أو الحماية‬ ‫من دخول أجسام غريبة‬ ‫* الرقم الثانى ‪ Y‬فخاص بدرجة الحماية من دخول السوائل ( المياه ) داخل‬ ‫اللوحة‬

‫‪Ingress Protection ))I P Protection‬‬ ‫الرقم الكودى الثانى ‪Y .‬‬ ‫درجة الحمايه من دخول المياه‬

‫ل توجد حمايه‬ ‫الحمايه من قطرات المياه المتساقطه‬ ‫رأسيا‬ ‫الحمايه من قطرات المياه المتساقطه‬ ‫بزاويه حتى ‪ ْ 15‬مع الرأسى‬ ‫الحمايه من قطرات المياه المتساقطه‬ ‫بزاويه حتى ‪ ْ 60‬مع الرأسى‬ ‫‪ْ 60‬‬

‫‪water‬‬ ‫الحمايه من رذاذ المياه المتساقط من أى‬ ‫إتجاه‬ ‫الحمايه من المياه المندفعه من أى إتجاه‬

‫الرقم الكودى الول ‪X .‬‬ ‫درجة الحمايه من التلمس أو دخول‬ ‫الجسام الغريبه‬

‫ل توجد حمايه‬

‫الحمايه من تلمس الصابع للتوصيلت الحيه داخل الجهاز‬ ‫والحمايه من دخول أجسام غريبه أكبر من ‪50‬مم‬ ‫الحمايه من تلمس الصابع للتوصيلت الحيه داخل الجهاز‬ ‫والحمايه من دخول أجسام غريبه أكبر من ‪12‬مم‬

‫الرقم‬ ‫الكودى‬

‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬

‫‪2‬‬

‫الحمايه من دخول السلك أو الجسام الغريبه أكبر من ‪ 2.5‬مم‬

‫‪3‬‬

‫الحمايه من دخول السلك أو الجسام الغريبه أكبر من ‪ 1‬مم‬

‫‪4‬‬

‫الحمايه الكامله من دخول اجسام غريبه‬

‫‪5‬‬

Ingress Protection ))I P Protection 1st code digit : Degree of protection against

2nd code digit : Degree of protection against contact and ingress of liquids

0

contact and ingress of foreign bodies No protection

1

Protection against ingress of solid foreign bodies with diameters greater than 50 mm

Code digit

No protection Protection against vertically falling water drops

2

Protection against contact with the fingers , Protection against ingress of solid foreign bodies with diameters greater than 12 mm

3

Protection against contact with wires etc ., with diameters greater than 2.5 mm , or ingress of solid foreign bodies with diameters greater than 2.5 mm

Protection against obliquely sprayed water , up to an angle of 60 ْfrom the vertical

4

Protection against contact with wires etc ., with diameters greater than 1 mm , or ingress of solid foreign bodies with diameters greater than 1 mm

Protection against splash water from any direction

5

Complete protection against contact with live parts , protection against harmful deposits of dust

Protection against water – jets from any direction

6

Complete protection against contact with live parts , protection against ingress of dust

Protection against heavy seas , temporary flooding

Protection against obliquely falling water , up to an angle of 15ْ

‫‪Coordination Of C.B. Tripping Times‬‬

‫لوحة التوزيع الرئيسيه‬

‫قاطع رئيسى‬

‫قاطع أ‬

‫قاطع ب‬

‫إلى اللوحات الفرعية‬ ‫لوحة توزيع فرعية‬ ‫قاطع ج‬ ‫‪F‬‬

‫زمن الفصل‬

‫قاطع أ‬ ‫قاطع ب‬

‫قاطع ج‬

‫‪I‬‬

‫التيار‬

‫‪I mag‬‬

‫‪A‬‬

‫‪Imag‬‬

‫‪B‬‬

‫‪mag‬‬ ‫‪C‬‬

‫‪I‬‬

‫‪I CB‬‬

‫‪I CB‬‬

‫‪A‬‬

‫‪B‬‬

‫‪I CB‬‬ ‫‪C‬‬

‫الخواص الزمنية لقواطع التيار أ و ب و ج (موضحاً التنسيق بين أزمنة‬ ‫القواطع )‬

‫‪T‬‬

‫فى حالة عدم توافر الخواص الزمنية للقواطع‬ ‫فإن الطريقه التقريبية لضمان التنسيق بين قواطع التيار هى أن يكون التيار المقنن‬ ‫للقاطع الرئيسى أكبر من ضعف التيار لى من القواطع الفرعية‬ ‫‪ 100‬أمبير‬

‫‪ 100‬أمبير‬

‫قاطع رئيسى‬

‫‪ 40‬أمبير‬

‫‪.‬‬

‫‪ 40‬أمبير‬

‫‪ 40‬أمبير‬

‫قاطع رئيسى‬

‫‪ 80‬أمبير‬

‫‪40‬أمبير‬

‫إختيار سليم لقواطع التيار‬

‫إختيار غير سليم لقواطع التيار‬

‫√‬

‫×‬

Earth Leakage m .c . b ‫تيار الوقايه من التسرب الرضى _ يستخدم لحماية الفراد فى حالت الحمال التى يمكن‬ ‫ألخ‬.... ‫أن يلمسها النسان أو فى حالت إناره حمامات السباحه والحدائق‬ ) ‫ملف ( أ‬ L

AMP

Trip Coil

Search coil

L Test Botton LD

N R

)‫ملف (ب‬

N

ILeakage = 5 m.A , 10 m.A , 20 m.A , 50 m.A

It is a 2-pole m.c.b When There is no leakage current to earth , . no flux will be in the iron core

‫إختيار الكابل المناسب ‪Selection of Suitable Cable‬‬ ‫‪Size‬‬ ‫بالنسبة للتوصيلت الداخلية فى المبانى تكون جميع الكابلت المستخدمة‬ ‫ذات موصلت نحاسية ( ذات موصل واحد أو عدة موصلت )‪.‬‬ ‫العزل المستخدم يكون عادة ‪ ( PVC‬أقصى درجة حوالى ‪C ْ70‬‬ ‫( أو ‪ XLPE‬أقصى درجة حوالى ‪) C ْ90‬‬ ‫يشترط أن تكون درجة الحرارة المولدة فى الموصل نتيجة مرور التيار‬ ‫( ‪ 2) RI‬ل تتسبب فى إرتفاع درجة حرارة الموصل أعلى من الدرجة‬ ‫القصوى المسموح بها للمادة العازلة المستخدمة فى عزل الكابل‬

‫‪L‬‬ ‫‪A‬‬

‫حيث ‪:‬‬

‫‪=R ρ‬‬

‫‪ : R‬المقاومة بالوم‬ ‫‪ :‬المقاومة النوعية‬ ‫‪ : L‬طول الموصل‬ ‫درجة حرارة الكابل تعتمد على ‪:‬‬

‫‪ : A‬مساحة مقطع الموصل‬

‫ التيار المار فى الموصل ( ‪) I‬‬‫ درجة حرارة الجو المحيط بالكابل حيث ترتفع خلل أشهر الصيف وتقل‬‫فى الشتاء‬ ‫‪ -‬وجود كابلت أخـرى مجاورة للكابل تقوم بتغذية أحمال أخـرى حيث‬

‫حتى يمكن تحديد مساحة مقطع الموصل يلزم التفرقة بين ثلث تيارات وهى‬ ‫أول ً ‪ :‬تيار الحمل التصميمى ‪Irated‬‬ ‫وهو التيار اللزم للحمل‬

‫‪P‬‬ ‫‪V cos φ‬‬

‫‪√3‬‬

‫حيث ‪ : P‬القدرة الكهربية للحمل‬ ‫‪V‬‬ ‫‪cosφ‬‬

‫‪ :‬الجهد بين طورين ‪Line Voltage‬‬ ‫‪ :‬معامل القدرة‬

‫= ‪I‬‬ ‫‪rated‬‬

‫ثانيا ً ‪ :‬التيار المقنن لقاطع التيار ‪IC.B‬‬ ‫وهو الذى سيتم عنده فصل الدائرة ويكون عادة‬

‫‪Irated‬‬ ‫‪Irated‬‬

‫>‪C.B‬‬

‫‪C.B∼ 1.2‬‬

‫‪I‬‬

‫‪I‬‬

‫أما بالنسبة للحمال الصغيرة فإن التيار المقنن للقاطع يمكن أن يصل إلى‬

‫‪Irated‬‬ ‫وسبب إختيار ‪ IC.B‬بحيث يكون أكبر من‬ ‫‪C.B∼ 1.5‬‬

‫‪I‬‬

‫‪Irated‬‬

‫هو أن يكـون القاطـع‬

‫قادر على تغذية الحمل بصفة مستمرة بدون أن يتسبب ذلك فى إرتفاع درجة‬ ‫حرارة أطراف التلمس ‪ Contacts‬الخاصة بالقاطع‪.‬‬

‫ثالثا ً ‪ :‬التيار المقنن للكابل أو سعة الكابل ‪Cable‬‬ ‫‪Current Rating‬‬

‫وهو التيار الذى يمكن أن يمر فى الكابل بأمان بدون رفع درجة حرارة‬ ‫الكابل إلى درجة أعلى من الدرجة القصوى المسموح بها للمادة العازلة‬ ‫المستخدمة فى عزل الكابل‬

‫‪Icable > IC.B‬‬ ‫أى يقوم القاطع بفصل التيار قبل أن يصل التيار إلى أعلى قيمة مسموح‬ ‫بها للكابل ‪ ،‬وقيمـة ‪ I cable‬تعتمد على درجة حـرارة الجـو وعلى‬ ‫العوامل الخرى التى تساعد على رفع درجة حرارة الكابل‬

‫ويتم حساب‬

‫‪ Icable‬كالتى ‪:‬‬

‫‪I C.B‬‬

‫‪I‬‬ ‫‪= cable‬‬

‫‪C.F‬‬

‫حيث‬

‫‪: C.F‬‬

‫وقيمة ‪: C.F‬‬ ‫حيث‬ ‫‪Cg‬‬ ‫)‬

‫هى معاملت التصويب ‪Correction Factors‬‬ ‫تكون أقل من ‪ 1‬وهى تشتمل على‬

‫‪C.F = Ca × Cg‬‬

‫التصويب الخاص بدرجة حرارة الجو ‪ambient temp‬‬

‫‪: Ca‬‬ ‫‪ :‬التصويب الخاص بتجميع الكابلت ‪grouping factor‬‬ ‫يعتمد على عدد الكابلت المجاورة لبعضها)‬ ‫أقل من ‪1‬‬ ‫وتكون‪Ca‬‬ ‫‪ : Cg‬أقل من ‪1‬‬ ‫وكذلك‬

‫وبالتالى يتم تحديد مساحة مقطع الكابل المناسبة باستخدام جداول الكابلت مع‬ ‫الخذ فى العتبار طريقة تركيب الكابل ( مثبت على الحائط أو على حوامل‬ ‫كابلت أو داخل مواسير ‪ ...‬إلخ )‬ ‫وبعد تحديد مساحة مقطع الكابل المناسب يلزم التحقق من أن الهبوط فى‬ ‫الجهد ‪Voltage Drop‬نتيجة مرور الحمل التصميمى ل تتجاوز الحدود‬ ‫المسموح بها وهى ‪ % 2.5‬من قيمته عند نقطة التغذية الرئيسية‬ ‫أى أن الهبوط فى الجهد بين نقطة التغذية الرئيسية فى المبنى وأبعد نقطة عن‬ ‫نقطة التغذية الرئيسية يجب أل تتجاوز ‪ 5.5‬فولت فى حالة جهد التغذية ‪220‬‬ ‫فولت‬ ‫أما إذا كان هبوط الجهد أكبر من ذلك ‪ ،‬فإنه يتم إختيار كابل ذو مساحة مقطع‬

‫ش‬ ‫كراً‬

Related Documents

Design Loads
May 2020 4
Loads Design
November 2019 14
Learn Loads
November 2019 20
Phantom Loads
October 2019 18
Case Loads
May 2020 5
Dawn Loads
November 2019 20