مقدمه:
قبل از ورود به مقوله طراحی تابلوهای برق بهتر است بطور دقیق مشخص شود که منظور ما از تابلو برق چیست؟!
منظور از تابلو برق مجموعه ای از تجهیزات، وسایل و دستگاههای برقی و به هم پیوسته است که معمولاً داخل یک محفظه و در کنار هم قرار گرفته اند و وظیفه خاصی را انجام می دهند که متعاقباً تشریح می گردد.
هر تابلو برق دارای یک یا چند خط (فیدر) ورودی (مانند خط برق نرمال N، اضطراری E، و برق بدون وقفه U) و یک یا چند خط (فیدر) خروجی به مصرف کننده های پائین دست می باشد.
اصولاً تابلوهای برق سه وظیفه اصلی به عهده دارند که عبارت است از:
1- دریافت انرژی الکتریکی از سمت تولید نیرو
2- تقسیم انرژی الکتریکی بین مصرف کننده ها یا تابلوهای کوچکتر دیگر (مانند یک جعبه تقسیم)
3- حفاظت و یا کنترل خطوط یا فیدرهای خروجی توسط وسایل و تجهیزات مناسب که به سمت بارهای مصرفی منشعب شده اند.
4- اندازه گیری انرژی, جریان یا پارامترهای دیگر الکتریکی توسط دستگاههای مخصوص
سفارش ساخت انواع تابلو برق
شماره همراه (مهندس عالی): ۰۹۱۲۳۰۱۹۴۵۶
به منظور سهولت در گفتار و جلوگیری از اشتباهات در تفهیم مطلب، معمولاً تابلوهای برق به سه گروه اصلی تقسیم می شوند:
1 – تابلو برق فرعی
2- تابلو برق نیمه اصلی
3- تابلو برق اصلی
منظور از طراحی یک تابلو برق تعیین اندازه و مشخصات الکتریکی در کلیه قطعات و تجهیزات به کار رفته در تک تک فیدرهای ورودی و خروجی می باشد.
در سایت پاورکامپ برنامه های آنلاین برای طراحی تابلوهای برق مهیا شده است که کار با آنها بسیار راحت و سریع می باشد.
در این مقاله به اختصار اصول طراحی هر یک از انواع تابلوهای برق فوق الذکر تشریح می گردد.
طراحی تابلو برق فرعی:
تابلوهای برق فرعی نزدیکترین تابلو برق به بارهای مصرفی می باشند که از سمت ورودی معمولاً از تابلوهای نیمه اصلی یا اصلی تغذیه می شوند و در بخش خروجی دارای مداراتی هستند که مستقیماً به بارهای مصرف کننده انرژی الکتریکی یا همان بارهای نهائی مانند مدارات روشنائی، پریزهای برق، انواع الکتروموتور و غیره ختم می گردند.
همانگونه که در مقدمه اشاره شد, منظور از طراحی یک تابلو برق تعیین مشخصات الکتریکی کلیه تجهیزات به کار رفته در تابلو می باشد؛ برای این منظور ابتدا از فیدرهای خروجی شروع می کنیم.
طراحی یک تابلو برق فرعی را در نه گام به شرح زیر آغاز می کنیم:
گام اول: تعیین اطلاعات اولیه در طراحی تابلو برق
تعیین مشخصات الکتریکی بار مصرفی شامل: نوع مصرف کننده (روشنائی، پریز، الکترو موتور و…)، سطح ولتاژ مصرفی (220 یا 380 ولت)، تعداد فاز (یک یا سه فاز)، ضریب قدرت، فاصله مصرف کننده تا تابلو برق و غیره.
در صورت استفاده از ماژول طراحی آنلاین تابلو برق فرعی در سایت پاورکامپ، لازم است که اطلاعات ورودی مذکور در بخش مربوطه درج گردد.
تذکر 1- مشخصات مذکور در گام اول نیاز به محاسبه نداشته و با توجه به کاتالوگ بار مصرفی یا تجربه مهندس طراح تعیین می گردد.
تذکر 2- اگر چنانچه مصرف کننده از نوع روشنائی باشد، محاسبات توان مصرفی آن مستقل از محاسبات تابلو برق و در بخش محاسبات روشنائی تعیین خواهد شد که روش آن خارج از موضوع این مقاله می باشد.
گام دوم: محاسبه جریان نامی بار
با توجه به اطلاعات به دست آمده در گام اول، جریان مصرفی بار به روش زیر محاسبه می گردد:
برای بارهای تک فاز:
برای بارهای سه فاز:
که در آن
P: قدرت حقیقی kw بار
U: ولتاژ v بار
COSΦ: ضریب توان بار
در صورت استفاده از ماژول طراحی آنلاین تابلو برق فرعی در سایت پاورکامپ، محاسبات جریان بصورت خودکار انجام شده و در محل خود قرار می گیرند.
گام سوم: تعیین نوع تجهیزات
نوع تجهیزات کنترل و حفاظت برای مصرف کننده با توجه به ماهیت، مورد مصرف و سطح جریان یا توان مصرفی تعیین می گردد. مثلاً اگر چنانچه بار مصرفی یک الکتروموتور با کاربری کولر اسپلیت یونیت یا چیلر سیستم تهویه مطبوع باشد، قطعاً خود این تجهیزات وسایل کنترلی ویژه ای برای الکتروموتور به کار رفته خواهند داشت و در اینصورت در تابلو برق در دست طراحی فقط کافیست که تجهیزات حفاظتی برای فیدر این قبیل مصرف کننده ها پیش بینی گردد ولی اگر چنانچه بار مصرفی یک الکتروموتور از نوع الکتروپمپهای گردش آب مصرفی یا یک هواکش نسبتاً بزرگ باشد, لازم است که وسایل کنترلی هم در کنار حفاظت برای فیدر پیش بینی گردد؛ و یا ممکن است که بار مصرفی پریزهای برق عمومی باشند که در اینصورت نیازی به وسایل کنترلی در تابلو برق نخواهند داشت و پیش بینی حفاظت کافیست.
انواع وسایل کنترلی مانند: کلیدهای گردان، کنتاکتور، کلیدهای قابل قطع زیر بار و غیره
انواع وسایل حفاظتی مانند: کلیدهای اتوماتیک مینیاتوری،رکلیدهای اتوماتیک کمپکت، کلیدهای اتوماتیک هوائی، انواع فیوز و غیره.
در صورت استفاده از ماژول طراحی آنلاین تابلو برق فرعی در سایت پاورکامپ، لیستی از انواع وسایل کنترل و حفاظت پیش روی شما قرار خواهد گرفت که به سهولت میتوانید انتخاب مناسبی از آن داشته باشید.
گام چهارم: تعیین جریان نامی تجهیزات
پس از اینکه نوع وسایل کنترل و حفاظت تعیین شد، با توجه به میزان جریان مصرفی بار و ماهیت یا نوع بار، لازم است که میزان جریان نامی وسایل حفاظتی و کنترلی تعیین گردد. آنچه که واضح است این است که جریان نامی تجهیزات خط بایستی بگونه ای انتخاب شوند که تجهیزات در شرایط عادی به شکل صحیحی به وظیفه خود عمل نمایند، یعنی جریان نامی را بدون تولید گرمای اضافی برای مدت زمان نامحدود (با توجه به طول عمر تجهیز) از خود عبور دهند و در صورت لزوم جریان نامی بار را قطع و وصل نمایند.
جریان نامی یا تنظیمی وسایل کنترل و حفاظت بایستی حداقل بزرگتر یا برابر جریان نامی بار باشند. همچنین بایستی ضریب کاهش یا D.F (Derating Factor) تجهیزات مد نظر قرار گیرد. بنابراین
که در آن :
In: جریان نامی یا تنظیمی وسیله حفاظت یا کنترلی
D.F: ضریب کاهش وسیله حفاظت یا کنترلی(تابع دما و تجهیزات همجوار)
Ib: جریان نامی بار
در صورت استفاده از ماژول طراحی آنلاین تابلو برق فرعی در سایت پاورکامپ، با توجه به نوع وسائل کنترل و حفاظت انتخابی مختص فیدر مورد نظر، با توجه به جریان نامی بار و ضریب کاهش D.F، برنامه بصورت خودکار جریان نامی یا جریان تنظیمی وسایل کنترل و حفاظتی را انتخاب می کند.
گام پنجم: بررسی جریان اتصال کوتاه
پارامتر بعدی که به هنگام انتخاب وسیله حفاظتی بایستی مد نظر مهندسین طراح قرار گیرد، دو سطح جریان حداقل و حد اکثر اتصال کوتاه می باشد.
حداکثر جریان اتصال کوتاه از آن جهت حائز اهمیت است که هر وسیله حفاظتی یک ظرفیت محدود و مشخصی را برای قطع اتصال کوتاه می تواند متحمل شود و سطح تحمل جریان خطا توسط وسیله حفاظتی از سطح جریان اتصال کوتاه در محل نصب وسیله نباید کمتر باشد. شایان ذکر است که حداکثر جریان اتصال کوتاه را زمانی یک وسیله حفاظتی تجربه خواهد کرد که محل وقوع خطا دقیقاً در محل نصب وسیله حفاظتی رخ دهد.
همچنین حداقل سطح جریان اتصال کوتاه از آن جهت حائز اهمیت است که وسیله حفاظتی بایستی در یک مدت زمان محدود و معینی جریان خطا را قطع کند و در غیر اینصورت ممکن است کابلها یا دیگر ادوات تأسیساتی آسیب ببینند، از آنجا که مدت زمان قطع اتصال کوتاه توسط کلیدهای خودکار یا فیوزها، با سطح جریان خطا نسبت عکس دارند، لذا کاهش بیش از حد سطح جریان خطا باعث افزایش بیش از حد زمان قطع و نهایتاً آسیب رسیدن به سیستم می شود. شایان ذکر است که حداقل جریان اتصال کوتاه زمانی رخ میدهد که محل خطا در انتهای کابل متصل به وسیله حفاظتی به وقوع بپیوندد.
سطح جریان خطا تابع سطح مقطع و طول هادی کابل می باشد، لذا با تغییر این دو پارامتر می توان سطح جریان خطا و لذا زمان قطع مدار توسط فیوز یا کلید اتوماتیک را تغییر داد و به حد مورد رضایت رسید.
بنابراین ملاحظه می گردد که آگاهی از حداقل و حداکثر سطح جریان خطا در انتخاب وسیله حفاظت از خط مهم است و خوشبختانه در ماژول محاسبات آنلاین اتصال کوتاه که در سایت پاور کامپ موجود است، مهندسین گرامی به راحتی میتوانند محاسبات آنلاین جریان اتصال کوتاه را انجام دهند.
گام ششم: محاسبه جریان نامی کل تابلو برق
همانطور که ملاحظه شد، طی پنج گام توانستیم، مشخصات وسایل کنترلی و حفاظتی برای یک فیدر را بدست بیاوریم.
در این مرحله بایستی پروسه پنج گانه فوق را برای بقیه فیدرها به کار ببریم و علاوه بر تعیین مشخصات تجهیزات کلیه فیدرها، جریان نامی کل تابلو برق را که حاصل جمع جبری تک تک فیدرهای خروجی است را محاسبه کنیم.
در تعیین جریان کل بایستی به تعادل جریان فازها دقت کافی بعمل آید، لذا در پروسه طراحی و به هنگام محاسبات هر یک از فیدرها، بطور همزمان برای بارهای تکفاز, طراح می بایستی فاز مربوطه را نیز مشخص کند و در هنگام محاسبه جریان کل تابلو، حاصل جمع جریان تک تک فازها را نیز با هم مقایسه نماید و در صورت لزوم نسبت به تغییر فازهای هر یک از فیدرهای خروجی اقدام نماید.
در صورت استفاده از ماژول طراحی آنلاین تابلو برق فرعی در سایت پاورکامپ، علاوه بر اینکه برنامه جریان کل هر یک از فازها را به تفکیک نمایش می دهد، در صورت نیاز به تغییر هر یک از فازهای فیدرهای تکفاز، این کار به سهولت توسط کاربر قابل انجام می باشد و نتیجه آن بصورت آنی در جریان کل کلیه فازها قابل مشاهده خواهد بود.
گام هفتم: محاسبه توان کل مصرفی
همانطور که میدانیم یکی از مشخصه های مهم هر مصرف کننده اعم از یک تابلو برق اصلی یا فرعی و یا کل یک پروژه, توان مورد تقاضای کل یا بار دیماندی کل Total Demand Load )T.D.L) می باشد؛ بنابراین در گام هفتم لازم است که بار دیماند تابلو برق را محاسبه نمائیم.
برای تعیین بار دیماند کل، ابتدا لازم است که مجموع توانهای نصب شده یا توان نامی کلیه فیدرها را اعم از تکفاز یا سه فاز با هم جمع کنیم T.C.L (l Calculated LoadTota) و سپس با اعمال ضریب دیماند (Demand Factor (D.F در آن, به T.D.L برسیم (این روش معمولاً توسط اکثر مهندسین طراح مورد استفاده قرار می گیرد که نسبت به روش دوم که متعاقباً تشریح خواهد شد، از دقت کمتری برخوردار است)
روش دوم که بهتر و دقیقتر می باشد، به اینصورت است که مجموع توانهای نصب شده به تفکیک نوع و ماهیت (از قبیل روشنائی، پریز، الکتروموتور و تجهیزات دیگر) با هم جمع شوند و ضریب دیماند هر یک بصورت جداگانه در آنها اعمال گردد و سپس نتیجه نهائی از حاصل جمع این چهار گروه بار با هم جمع و به عنوان بار کل دیماند تابلو برق مد نظر قرار گیرد که این روش نیز در ماژول طراحی آنلاین تابلو برق فرعی در سایت پاورکامپ به کار گرفته شده است و لذا پاسخ نهائی خیلی دقیقتر از روش اول است.
گام هشتم: تعیین ضریب دیماند و جریان مصرفی کل
با در دست داشتن توان کل محاسبه یا نصب شده T.C.L و همچنین توان کل مورد تقاضی T.D.L که در گام هفتم به دست آمد، می توان ضریب دیماند کل D.F را که نسبت این دو مقدار است نیز به دست آورد و با ضرب کردن این ضریب در جریان نامی کل تابلو که در گام شش به دست آمد, جریان مصرفی Ib یا جریان واقعی تابلو به دست می آید، بدیهی است که این جریان، مبنای انتخاب وسیله کنترلی یا حفاظتی در ورودی یا کابل تغذیه ورودی و همچنین وسیله حفاظتی در تابلو برق بالا دست خواهد بود.
در صورت استفاده از ماژول طراحی آنلاین تابلو برق فرعی در سایت پاورکامپ، هرسه پارامتر فوق الذکر بصورت خودکار محاسبه و در شیت محاسباتی نمایش داده می شوند.
گام نهم: تعیین تجهیزات کنترل و حفاظت ورودی
پس از تعیین جریان کل مصرفی برای تابلو لازم است که برای حفاظت و یا کنترل کل تابلو و در قسمت ورودی و به منظور کنترل و یا حفاظت تابلو برق در برابر اضافه جریان تجهیزات مناسبی انتخاب گردد، پروسه انتخاب این تجهیزات مانند روش انتخاب تجهیزات کنترل و حفاظت برای هر یک از فیدرهای خروجی است که در گامهای 3 الی 5 توضیح داده شد.
در صورت استفاده از ماژول طراحی آنلاین تابلو برق فرعی در سایت پاورکامپ، با انتخاب نوع وسایل و تجهیزات در قسمت ورودی، بصورت خودکار جریان نامی تجهیزات انتخاب و نمایش داده می شود.
ادامه دارد…
پاورکامپ ارائه دهنده خدمات طراحی و ساخت انواع تابلو برق
برای مشاهده خدمات ما در این حوزه اینجا کلیک کنید.