Elektromos képletek kisfeszültségű elosztószekrények tervezéséhez és karbantartásához

Gyors válasz: Melyek a legfontosabb elektromos képletek a kisfeszültségű elosztószekrényeknél?

A kisfeszültségű elosztószekrények tervezéséhez és karbantartásához a leghasznosabb képletek a következők: terhelőáram, motoráram, feszültségesés, vezető ellenállása, Joule-hő, zárlati áram, megszakító megszakítóképességének ellenőrzése, transzformátoráram, teljesítménytényező, kondenzátorkompenzáció, háromfázisú aszimmetria és energiafogyasztás.

A gyakorlati elosztószekrény-szerelés során a képletek nem csupán elméleti díszek. Segítenek megválaszolni az olyan helyszíni kérdéseket, mint például:

• Megfelelő méretezésű-e ez az MCB, MCCB, mágneskapcsoló, relé vagy kábel?
• Miért melegszik túl a sorkapocs?
• Elindul-e a motor túlzott feszültségesés nélkül?
• Megfelelően magas-e a megszakító megszakítóképessége a hibaáram szintjéhez?
• Közel van-e a transzformátor a túlterheléshez?
• Mennyi kondenzátorkompenzáció szükséges a teljesítménytényező javításához?
• Melyik fázis van túlterhelve vagy kiegyensúlyozatlan állapotban?

Ez az útmutató gyakorlati képletgyűjteményként készült elosztóberendezés-gyártók, karbantartó villanyszerelők, üzemmérnökök és kisfeszültségű elosztóhálózatokkal foglalkozó csapatok számára.

Gyors referencia táblázat

Számítás	Alapképlet	Döntéstámogatás
Egyfázisú áramerősség	I = P / (V x PF x eta)	Áramköri áramerősség, kismegszakító mérete, kábelterhelés
Háromfázisú áramerősség	I = P / (sqrt(3) x VLL x PF x eta)	Motorbetáplálások, fő betápok, elosztószekrények
Látszólagos teljesítmény	S = sqrt(3) x VLL x I	Transzformátor, generátor, ATS, főkapcsoló kapacitása
Teljesítménytényező	PF = P / S	Meddőteljesítmény-diagnosztika és kondenzátortelep méretezése
Kondenzátoros fázisjavítás	Qc = P x (tan phi1 - tan phi2)	Fázisjavító berendezés méretezése
Vezető ellenállása	R = ró x L / A	Kábelveszteség, gyűjtősín-veszteség, feszültségesés
Joule-hő	Pheat = I^2 x R	Melegedő csatlakozók, laza kötések, érintkezőkopás
Feszültségesés	Feszültségesés % = Delta V / V x 100	Hosszú kábelnyomvonalak, motorindítás, zavaró feszültségesés
Rövidzárlati áram	Isc = V / Zhurok	MCB/MCCB megszakítóképesség kiválasztása
Transzformátor névleges áramerőssége	I = S / (sqrt(3) x VLL)	Kisfeszültségű kapcsolóberendezések, áramváltók, kábelek és megszakítók méretezése
Megszakító ellenőrzése	Megszakítóképesség >= PSCC	Hogy 6kA, 10kA, MCCB vagy magasabb védelem szükséges-e
Energiafogyasztás	kWh = kW x h	Üzemeltetési költség és terhelési profil becslése
Fázisaszimmetria	Aszimmetria % = maximális eltérés / átlag x 100	Háromfázisú terheléskiegyenlítés és hibaelhárítás

---

1. Egyfázisú terhelőáram

Egyfázisú váltakozó áramú terhelés esetén:

I = P / (V x PF x eta)

Hol:

• I = áramerősség amperben
• P = hatásos teljesítmény wattban
• V = tápfeszültség voltban
• PF = teljesítménytényező
• eta = hatásfok, amennyiben motor vagy átalakító érintett

Tisztán ohmos terhelés esetén a teljesítménytényező és a hatásfok gyakran közelít az 1-hez, így az egyszerűsített képlet a következő:

I = P / V

Példa:

Egy 2000 W-os fűtőtest egy 230 V-os áramkörön körülbelül ennyit vesz fel:

I = 2000 / 230 = 8,7 A

Fűtőtestek, lámpák és egyéb ohmos terhelések esetén ez a gyors számítás gyakran elegendő az első becsléshez. Motorok, transzformátorok, tápegységek és mágnesszelepek esetében a teljesítménytényező és a hatásfok is számít.

2. Háromfázisú terhelőáram

Kiegyensúlyozott háromfázisú terhelés esetén:

I = P / (sqrt(3) x VLL x PF x eta)

Hol:

• VLL = fázisok közötti feszültség
• sqrt(3) = 1.732
• PF = teljesítménytényező
• eta = hatásfok

Példa:

Egy 15 kW-os háromfázisú motor, 400 V-os táplálással, 0,85-ös teljesítménytényezővel és 0,90-es hatásfokkal:

I = 15000 / (1,732 x 400 x 0,85 x 0,90)

I ≈ 28,3 A

Ez egy számított becslés. A motor végleges védelmének és a mágneskapcsoló kiválasztásához mindig ellenőrizze a motor adattábláján feltüntetett névleges áramot. A motor kialakítása, hatásfokosztálya, szerviztényezője és az indítási módja módosíthatja a tényleges üzemi áramot.

Ha a számítás MCB vagy MCCB kiválasztásának része, használja azt a vezeték terhelhetőségével, az indítási árammal, a környezeti hőmérséklettel és a rövidzárlat-védelmi követelményekkel együtt. Az MCB kiválasztási logikájához lásd: MCB kiválasztási útmutató: Hogyan válasszuk ki a megfelelő kismegszakítót.

3. Motor indítási áram

A motor indítási árama gyakran sokkal magasabb, mint az üzemi áram. A közvetlen indításra (DOL) vonatkozó általános gyakorlati becslés:

Istart ≈ 5 - 8 x In

Hol:

• Istart = indítási áram
• Be = motor névleges árama

Ez a tartomány csak egy gyakorlati becslés. A tényleges állórész-áram (locked-rotor current) a motor kialakításától, a tápfeszültségtől, az indítási módtól és a terhelés tehetetlenségétől függ.

Miért fontos ez:

• A megszakító az indítás során akkor is leoldhat, ha az üzemi áram normális.
• A hosszú kábelnyomvonal az indítás során túlzott feszültségesést okozhat.
• A mágneskapcsolót a motor felhasználási kategóriája alapján kell kiválasztani, nem csupán az üzemi áramerősség figyelembevételével.
• Lágyindítóra vagy frekvenciaváltóra (VFD) lehet szükség azokban az esetekben, ahol a bekapcsolási áramlökés vagy a mechanikai igénybevétel problémát okoz.

Motoráramkörök esetén a védelmet ne kizárólag az üzemi áram képlete alapján válassza ki. Ellenőrizze az indítási áramot, a kioldási karakterisztikát, a mágneskapcsoló terhelhetőségét, a hőkioldó beállítását és a zárlatvédelmi koordinációt.

Látszólagos teljesítmény, hatásos teljesítmény, meddő teljesítmény és teljesítménytényező

A kisfeszültségű elosztók nemcsak hatásos teljesítményt szállítanak. Az ipari üzemekben a motorok, transzformátorok, hegesztőgépek és a teljesítményelektronikai eszközök meddőteljesítmény-igényt is támasztanak.

A legfontosabb összefüggések a következők:

S = P / PF

PF = P / S

Q = sqrt(S^2 - P^2)

Hol:

• P = hatásos teljesítmény kW-ban
• Q = meddő teljesítmény kvar-ban
• S = látszólagos teljesítmény kVA-ben
• PF = teljesítménytényező

Háromfázisú rendszerekhez:

S = gyök(3) x VLL x I / 1000

Példa:

Egy 400 V-os, 100 A-es háromfázisú betáplálás látszólagos teljesítménye:

S = 1,732 x 400 x 100 / 1000

S ≈ 69,3 kVA

Ha a teljesítménytényező 0,80:

P = S x PF = 69.3 x 0.80 = 55.4 kW

Ez az oka annak, hogy az alacsony teljesítménytényező növeli az áramerősséget még akkor is, ha a hasznos kW-kimenet nem nő. A nagyobb áramerősség nagyobb kábelveszteséget, nagyobb transzformátor-terhelést, több hőt és kevesebb tartalék kapacitást jelent az elosztószekrényben.

Az energia és a teljesítmény közötti alapvető különbségtételhez lásd: kW és kWh közötti különbség.

5. Teljesítménytényező-javító kondenzátor méretezése

A szokásos kondenzátor-kompenzációs képlet a következő:

Qc = P x (tan phi1 - tan phi2)

Hol:

• Qc = kondenzátor meddő teljesítménye kvar-ban
• P = hatásos teljesítmény kW-ban
• phi1 = fázisszög a korrekció előtt
• phi2 = fázisszög a korrekció után
• cos phi = teljesítménytényező

Példa:

Egy gyári terhelés 100 kW. A meglévő teljesítménytényező 0,75. A célzott teljesítménytényező 0,95.

Hozzávetőleges értékek:

• tan phi1 0,75-ös teljesítménytényezőnél (PF) ≈ 0,88
• tan phi2 0,95-ös teljesítménytényezőnél (PF) ≈ 0,33

Qc = 100 x (0,88 - 0,33)

Qc ≈ 55 kvar

A projekt tehát egy körülbelül 55 kvar-os kondenzátortelep értékelésével kezdődhet, majd a harmonikus viszonyok, a kapcsolási lépések, a terhelésingadozás, a közüzemi követelmények és a helyszíni mérések alapján módosítható.

Fontos karbantartási megjegyzés: ne adjon hozzá kondenzátortelepeket vakon olyan rendszerekhez, amelyek erős harmonikusokkal vagy sok frekvenciaváltóval (VFD) rendelkeznek. Hangolt fojtótekercsekre vagy harmonikus analízisre lehet szükség.

6. Vezetőellenállás

A vezető ellenállása a feszültségesés, a teljesítményveszteség és a csatlakozók melegedése mögött meghúzódó rejtett változó.

R = ró x L / A

Hol:

• R = ellenállás ohmban
• ró = az anyag fajlagos ellenállása
• L = a vezető hossza
• A = a vezető keresztmetszete

Használatkor ró a oldalon. ohm mm2/m, a 20°C-os közös referenciaértékek megközelítőleg:

• réz: 0,01724 ohm mm2/m
• alumínium: 0,0282 ohm mm2/m

Ezek tipikus referenciaértékek, nem univerzális állandók minden vezetőre vonatkozóan. Az anyagminőség, a hőmérséklet, a bevonat, a csatlakozások minősége és a hidegalakítás megváltoztathatja a valós értéket. Az anyagok összehasonlításához lásd: Vezetőképesség vs. fajlagos ellenállás vs. %IACS.

Gyakorlati jelentés:

• A hosszabb kábel növeli az ellenállást.
• A kisebb keresztmetszet növeli az ellenállást.
• Az alumíniumnak nagyobb keresztmetszetre van szüksége, mint a réznek a hasonló ellenállás eléréséhez.
• A laza csatlakozás nemkívánatos plusz ellenállásként viselkedhet.

7. Joule-hő: A forró csatlakozások mögötti képlet

Az elektromos ellenállás okozta melegedés:

Pheat = I^2 x R

Hol:

• Pheat = hőtermelés wattban
• I = áramerősség amperben
• R = ellenállás ohmban

Ez az egyik legfontosabb képlet a karbantartó villanyszerelők számára. A hő az áramerősség négyzetével nő. Ha az áramerősség megduplázódik, a hőtermelés négyszeresére nő, feltételezve, hogy az ellenállás állandó marad.

Sorkapcsok, gyűjtősín-csatlakozások, mágneskapcsoló-érintkezők és megszakító-csatlakozók esetében a veszélyes változó gyakran nem maga a kábel, hanem az átmeneti ellenállás.

A megnövekedett átmeneti ellenállás gyakori okai a következők:

• laza sorkapocs-csavarok
• helytelen krimpelés
• oxidált vezetőfelület
• alulméretezett sorkapocs
• nem megfelelő kezelésű vegyes vezetőanyagok
• vibráció és hőciklusok
• sérült érintkezőfelületek

Még a kontaktusellenállás kismértékű növekedése is helyi melegedést okozhat nagy áramerősség mellett. Ez a hő felgyorsítja az oxidációt, ami tovább növeli az ellenállást, ezzel egy hibaciklust hozva létre.

Részletesebb hibaelhárítási útmutatóért lásd: Sorkapocs túlmelegedése vezérlőszekrényekben.

8. Feszültségesés számítása

A feszültségesés a táplálási pont és a terhelés közötti feszültségcsökkenés. A túlzott feszültségesés a következőket okozhatja:

• motorindítási problémák
• mágneskapcsoló zúgása
• PLC tápegység instabilitása
• halvány világítás
• nagyobb áramerősség okozta túlmelegedés
• téves kioldások vagy feszültségesési riasztások

Egyszerűsített DC vagy ohmos áramkör:

Delta V = I x R

Egyfázisú AC áramkör, egyszerűsítve:

Delta V ≈ 2 x L x I x R_per_m

Háromfázisú váltakozó áramú áramkör, egyszerűsítve:

Delta V ≈ sqrt(3) x L x I x R_per_m

A pontosabb váltakozó áramú számításhoz vegye figyelembe az ellenállást, a reaktanciát és a teljesítménytényezőt:

Egyfázisú:

Delta V = 2 x L x I x (R cos phi + X sin phi)

Háromfázisú:

Delta V = sqrt(3) x L x I x (R cos phi + X sin phi)

Feszültségesés százalékos értéke:

Feszültségesés % = Delta V / V x 100

Hol:

• L = egyirányú kábelhossz
• I = terhelőáram
• R = vezető ellenállása egységnyi hosszra vetítve
• X = vezető reaktanciája egységnyi hosszra vetítve
• cos phi = teljesítménytényező

A feszültségesés különösen fontos hosszú motorbetáplálások, kültéri elosztók, ideiglenes áramellátás, szivattyúállomások és nagy indítási áramfelvételű berendezések esetében.

A kábelméretezéssel és a feszültségeséssel kapcsolatos részletekért lásd: IEC 60204-1 kábelméretezési képletek, feszültségesés és csatornakapacitási táblázatok.

9. Kábel terhelhetőségének és megszakító névleges értékének ellenőrzése

A megszakítónak a kábelt kell védenie, nem csupán a fogyasztót.

Egy általános IEC-szabvány szerinti kiválasztási logika:

IB <= In <= IZ

És:

I2 <= 1.45 x IZ

Hol:

• IB = tervezési terhelőáram
• Be = a védelmi eszköz névleges árama
• IZ = a vezető áramterhelhetősége a beépítési körülmények között
• I2 = a védelmi eszköz hagyományos működési árama

Egyszerűen fogalmazva:

• A terhelőáram nem haladhatja meg a megszakító névleges értékét.
• A megszakító névleges értéke nem haladhatja meg a kábel áramterhelhetőségét.
• A megszakítónak túlterhelés esetén a kábel túlmelegedése előtt ki kell oldania.

Gyakori hiba:

Egy elosztót bővítenek, nagyobb megszakítót szerelnek be, de a kábelt nem cserélik le. Az áramkör papíron nagyobb terhelhetőséggel rendelkezik, de a vezető már nem biztos, hogy védett.

Mindig alkalmazza a teljesítménycsökkentést a környezeti hőmérséklet, a csoportosítás, a szerelési mód, a burkolat melegedése és a vezeték szigetelési típusa alapján, a vonatkozó helyi előírásoknak vagy szabványoknak megfelelően.

10. Zárlati áram és PSCC

A várható zárlati áram (PSCC) az a hibaáram, amely egy adott ponton folyhatna, ha zárlat következne be.

Az alapelv a következő:

Isc = V / Zhurok

Hol:

• Isc = zárlati áram
• V = feszültség
• Zloop = a transzformátor, a kábel, a gyűjtősín, a forrás és a hibaáram-hurok teljes hurokimpedanciája

Az alacsonyabb impedancia nagyobb hibaáramot jelent.

Biztosítja, hogy a megszakító megfeleljen az elektromos előírásoknak

• A megszakítónak képesnek kell lennie a rendelkezésre álló hibaáram megszakítására.
• Egy 6kA-es kismegszakító (MCB) nem megfelelő, ha a telepítési ponton a feltételezett zárlati áram (PSCC) meghaladja a névleges zárlati megszakítóképességét.
• A transzformátorhoz közeli elosztókban gyakran nagyobb a hibaáram, mint a távolabbi elosztókban.
• A hosszú kábelnyomvonalak csökkentik a hibaáramot, de növelik a feszültségesést.

Részletes számítási útmutatóért lásd: Hogyan számítsuk ki a rövidzárlati áramot MCB-hez.

11. Megszakító megszakítóképességének ellenőrzése

A gyakorlati ellenőrzés a következő:

A megszakító megszakítóképessége >= a telepítési ponton mért feltételezett zárlati áram (PSCC)

Kismegszakítók esetében ezt gyakran 6kA kontra 10kA zárlati megszakítóképességként tárgyalják. Öntött házas megszakítók esetében a vonatkozó értékek magukban foglalhatják Icu, Ics, Icw, és Icm, a termékszabványtól és az alkalmazástól függően.

Ne kezelje a megszakítóképességet azonosnak a névleges áramerősséggel.

Példa:

• C32 a kioldási karakterisztikát és a névleges áramerősséget írja le.
• 6000 vagy 6kA a zárlati megszakítóképességet írja le.
• 10kA magasabb zárlati megszakítóképességet jelent, nem pedig magasabb folyamatos terhelőáramot.

További részletekért lásd: 6kA vs 10kA kismegszakító (MCB) megszakítóképesség és Icu vs Ics vs Icw vs Icm megszakító névleges értékek.

12. Transzformátor névleges áramerőssége

Háromfázisú transzformátor esetén:

I = S / (sqrt(3) x VLL)

Hol:

• I = névleges áramerősség
• S = transzformátor látszólagos teljesítménye VA-ben
• VLL = fázisok közötti feszültség

Példa:

Egy 500 kVA-es transzformátor 400 V-os kisfeszültségű kimenettel:

I = 500000 / (1,732 x 400)

I ≈ 722 A

Ez segít megbecsülni:

• a főmegszakító névleges keretméretét
• a gyűjtősín áramterhelhetőségét
• az áramváltó (CT) áttételét
• a kábel vagy síncsatorna méretét
• ATS vagy főkapcsoló kapacitása

A transzformátor kimeneti zárlati árama a transzformátor impedanciájából becsülhető:

Isc ≈ IFL / (Z% / 100)

Példa:

Ha a transzformátor névleges árama 722 A, az impedanciája pedig 5%:

Isc ≈ 722 / 0,05 = 14 440 A

Ez csak a transzformátor kimenetére vonatkozó becslés. A lefelé menő kábelek impedanciája csökkenti a zárlati áramot. A végső védelmi eszköz kiválasztásánál a tényleges beépítési ponton számított PSCC értéket kell használni.

13. Háromfázisú terheléskiegyenlítetlenség

Helyszíni karbantartásnál a fázisok közötti egyenlőtlenség gyors módszer a nem megfelelő terheléselosztás kimutatására.

Áramkiegyenlítetlenség képlete:

Kiegyenlítetlenség % = maximális fáziseltérés az átlagtól / átlag x 100

Példa:

Mért fázisáramok:

• L1 = 82 A
• L2 = 74 A
• L3 = 69 A

Átlag:

(82 + 74 + 69) / 3 = 75 A

Maximális eltérés az átlagtól:

82 - 75 = 7 A

Kiegyensúlyozatlanság:

7 / 75 x 100 = 9,31%

A magas kiegyensúlyozatlanság az alábbiakra utalhat:

• egyenetlen egyfázisú terheléselosztás
• laza nullavezető csatlakozás
• az egyik fázis túlterhelt
• hibás kondenzátorfokozat
• motor tekercselési hiba
• rossz csatlakozás az egyik fázisban

Az elfogadható határérték a berendezés típusától, a helyi gyakorlattól és a gyártói útmutatástól függ. Motorok esetében még egy kis feszültség-kiegyensúlyozatlanság is aránytalanul nagy áram-kiegyensúlyozatlanságot és melegedést okozhat, ezért a motorbetáplálások értékelésekor kövesse a motor gyártójának útmutatását.

14. Energiafogyasztás és üzemeltetési költség

Energiafogyasztás:

kWh = kW x h

Üzemeltetési költség:

Költség = kWh x villamosenergia-díj

Példa:

Egy 7,5 kW-os terhelés napi 10 órán át üzemel:

Energia = 7,5 x 10 = 75 kWh/nap

Ha az áram ára 0,12 kWh-nként:

Költség = 75 x 0,12 = 9 naponta

Ez a képlet egyszerű, de hasznos a gyári karbantartó csapatok számára az alábbiak értékeléséhez:

• motor üzemideje
• kompresszor energiafogyasztása
• HVAC terhelés
• világításkorszerűsítés
• felesleges működésből eredő energiaveszteség
• automatizálási módosítások megtérülése

15. Helyszíni karbantartási képletek forró pontokhoz

Amikor egy elosztószekrényben forró csatlakozó található, a képleteken alapuló gondolkodás segít elkerülni a találgatást.

Érintkezési feszültségesés

Delta Vérintkezés = I x Rc

Hol:

• Rc érintkezési ellenállás

Ha két azonos fázis hasonló áramerősséget szállít, de az egyik csatlakozónál nagyobb a feszültségesés, akkor az a kötés nagyobb érintkezési ellenállással rendelkezhet.

Érintkezési melegedés

Pheat = I^2 x Rc

Ez magyarázza, hogy egy csatlakozás miért válhat veszélyessé akkor is, ha a terhelőáram normálisnak tűnik. A probléma a helyi ellenállásban rejlik, nem a teljes áramkör túlterhelésében.

Gyakorlati diagnosztikai logika

Tünet	Képlet alapú útmutatás	Valószínűsíthető hiba
Az egyik csatlakozó melegebb, mint a szomszédos csatlakozók	P = I^2R	Magasabb érintkezési ellenállás
A hosszú betápvezeték végén alacsony a feszültség a terhelésnél	Delta V = I x R	Kábelhossz/keresztmetszet probléma
A megszakító leold a motor indításakor	Istart ≈ 5-8 x In	Bekapcsolási áramlökés vagy nem megfelelő kioldási karakterisztika
A fő betáplálási áram magas, de a kW érték normális	S = P / PF	Alacsony teljesítménytényező
A megszakító kA-értékelése megkérdőjelezve	Isc = V / Zhurok	A feltételezett zárlati áram (PSCC) számítást igényel
A nulla vezető túlmelegedett	Fázis-kiegyensúlyozatlanság és harmonikus áram	Kiegyensúlyozatlan vagy nemlineáris terhelések

16. Gyakori hibák az elektromos képletek használatakor

1. hiba: kW használata, mintha az egyenlő lenne a kVA-val

A kW a hatásos teljesítmény. A kVA a látszólagos teljesítmény. Az alacsony teljesítménytényező növeli az áramerősséget és a transzformátor terhelését.

2. hiba: A motoráram-becslés hatásfokának figyelmen kívül hagyása

A motor bemeneti árama a kimenő teljesítménytől, a hatásfoktól, a feszültségtől és a teljesítménytényezőtől függ. A végleges kiválasztáshoz használja az adattáblán szereplő áramértéket.

3. hiba: A névleges áram ellenőrzése a megszakítóképesség figyelmen kívül hagyásával

Egy 32 A-es megszakító folyamatosan képes 32 A-t vezetni, de a beépítési ponton megfelelő zárlati megszakítóképességgel is rendelkeznie kell.

4. hiba: A feszültségesés számítása kizárólag üzemi áram mellett

A motorok üzemi feszültsége megfelelő lehet, de az indítási feszültségesés mértéke elfogadhatatlan lehet.

5. hiba: A kábel terhelhetőségének állandóként való kezelése

A kábel áramterhelhetősége változik a környezeti hőmérséklet, a kötegelés, a burkolati körülmények és a szerelési mód függvényében.

6. hiba: Az érintkezési ellenállás figyelmen kívül hagyása

A kapcsolószekrények számos forró pontja nem a nem megfelelő terhelőáram miatt alakul ki. Ezeket a rossz csatlakozások, az oxidáció vagy a sérült érintkezőfelületek okozzák.

7. hiba: Durva közelítő képletek használata végleges tervezési igazolásként

A gyors képletek hasznosak a becslésekhez és a hibaelhárításhoz. A végleges tervezésnek meg kell felelnie az alkalmazandó szabványoknak, a helyi előírásoknak, a gyártói adatlapoknak és a projekt specifikációinak.

---

Kisfeszültségű képlet-ellenőrző lista kapcsolószekrény-gyártók számára

Egy kisfeszültségű kapcsolószekrény tervének jóváhagyása előtt ellenőrizze a következőket:

Ellenőrizd	Képlet vagy szabály
Terhelési áram	I = P / V vagy I = P / (sqrt(3) x VLL x PF x eta)
Kábelvédelem	IB <= In <= IZ
Feszültségesés	Delta V % = Delta V / V x 100
Megszakító zárlati megszakítóképessége	Megszakítóképesség >= PSCC
Transzformátor áramerőssége	I = S / (sqrt(3) x VLL)
Teljesítménytényező	PF = P / S
Kondenzátoros fázisjavítás	Qc = P x (tan phi1 - tan phi2)
Melegedő csatlakozópont diagnosztikája	Pheat = I^2 x R
Fázisegyensúly	Aszimmetria % = maximális eltérés / átlag x 100
Energiafelhasználás	kWh = kW x h

---

GYIK

Mi a legfontosabb képlet a kisfeszültségű elosztóberendezések tervezéséhez?

A leggyakrabban használt képlet az áramerősség képlete: háromfázisú terheléseknél, I = P / (sqrt(3) x VLL x PF x eta). Ez a kiindulópont a kábelméretezéshez, a megszakítók kiválasztásához, a mágneskapcsolók kiválasztásához, a transzformátor terheléséhez és a feszültségesés ellenőrzéséhez.

Melyik képlet magyarázza a sorkapcsok túlmelegedését?

A sorkapocs melegedését az alábbiak magyarázzák: Pheat = I^2 x R. Ha az érintkezési ellenállás megnő a laza csavarok, nem megfelelő krimpelés, oxidáció vagy sérült érintkezőfelületek miatt, a sorkapocs akkor is túlmelegedhet, ha a terhelőáram normálisnak tűnik.

Hogyan számítható ki a háromfázisú áramerősség?

Használja a címet. I = P / (sqrt(3) x VLL x PF x eta). Ha csak a látszólagos teljesítmény ismert, használja az alábbi képletet: I = S / (sqrt(3) x VLL).

Hogyan számítható ki a feszültségesés?

Háromfázisú rendszerek egyszerűsített becsléséhez használja az alábbi képletet: Delta V ≈ sqrt(3) x L x I x R_per_m. A pontosabb váltakozó áramú számításokhoz vegye figyelembe a reaktanciát és a teljesítménytényezőt: Delta V = sqrt(3) x L x I x (R cos phi + X sin phi).

Hogyan számítható ki a zárlati áram?

Az alapképlet a következő: Isc = V / Zhurok. A gyakorlatban a transzformátor impedanciája, a kábel hossza, a vezető keresztmetszete és a felsőbb hálózati impedancia mind befolyásolják a kapcsolótáblánál fellépő várható zárlati áramot.

Mi a megszakító megszakítóképességének képlete?

Az ökölszabály a következő: megszakító megszakítóképessége >= várható zárlati áram. Ha a PSCC (várható zárlati áram) magasabb, mint a megszakító névleges értéke, akkor a megszakító nem alkalmas az adott beépítési pontra.

Mi a teljesítménytényező-javítás képlete?

Használja a címet. Qc = P x (tan phi1 - tan phi2), ahol P az aktív teljesítmény, phi1 a javítás előtti szög, és phi2 a korrekció utáni szög.

Miért növeli az alacsony teljesítménytényező az áramerősséget?

Az alacsony teljesítménytényező növeli a látszólagos teljesítményt ugyanakkora hasznos kW-kimenet mellett. Mivel váltakozó áramú rendszerben az áramerősség a látszólagos teljesítményt követi, az alacsony teljesítménytényező növeli az áramerősséget, a veszteségeket, a feszültségesést és a transzformátor terhelését.

Helyettesíthetik ezek a képletek az elektromos tervezőszoftvereket?

Nem. Becslésekhez, hibaelhárításhoz és előzetes kiválasztáshoz hasznosak. A végleges elosztótervezés során az alkalmazandó szabványokat, a helyi előírásokat, a gyártói adatokat, a védelmi koordinációs vizsgálatot és a projektkövetelményeket kell figyelembe venni.

---

Összefoglaló

A kisfeszültségű elosztók tervezése és karbantartása néhány alapvető képlet helyes alkalmazásán múlik. Az áramerősség-képletek a terhelések méretezésére szolgálnak. A feszültségesési képletek megmagyarázzák a berendezéseknél tapasztalt gyenge tápellátást. A zárlati képletek határozzák meg, hogy egy kismegszakító (MCB) vagy kompakt megszakító (MCCB) rendelkezik-e megfelelő megszakítóképességgel. A teljesítménytényező-képletek megmagyarázzák, miért nő az áramerősség akkor is, ha a hasznos kW-teljesítmény nem. A Joule-hő magyarázatot ad arra, miért válnak a laza csatlakozások és a rossz érintkezések forró pontokká.

A gyakorlati védelemkiválasztáshoz kapcsolja össze ezeket a képleteket az alkatrészek névleges értékeivel: MCB/MCCB névleges áramerősség, megszakítóképesség, kábelterhelhetőség, csatlakozóminőség, gyűjtősín-vezetőképesség, kontaktor-üzem és transzformátorkapacitás. A képletek ismerete itt válik biztonságosabb elosztótervezéssé és gyorsabb helyszíni hibaelhárítássá.

---

Források és kapcsolódó VIOX útmutatók

• Hogyan számítsuk ki a rövidzárlati áramot MCB-hez
• 6kA vs 10kA kismegszakító (MCB) megszakítóképességi útmutató
• Icu vs Ics vs Icw vs Icm megszakító névleges értékek
• IEC 60204-1 kábelméretezési képletek, feszültségesés és csatornakapacitási táblázatok
• Sorkapocs túlmelegedése vezérlőszekrényekben
• Vezetőképesség vs. fajlagos ellenállás vs. %IACS
• kW és kWh közötti különbség