תכנון מתקן ע"פ חוק החשמל חישוב שטחי חתך ע"פ עקרונות: איבודי הספק בהתנעות רגילות לעומת התנעות ישירות. 1. מפל מתח רשת רדיאלית, טבעתית. 2. חוק חשמל.Ib>In>Iz 3. חישוב מקדמים: טמפרטורה, קבוצה ולחבור מקבילי.. קביעת מאבטחים: קביעת מאבטח מתאים לשטח חתך. 1. קביעת זרם קצר על גבי המאבטח, חישוב מקורב, מדויק. 2. כושר ניתוק למפסקים ראשיים ומשניים. 3. סלקטיביות בזרם יתר ובזרם קצר כושר ניתוק זמן ניתוק.. מקדם הספק: חישוב מקדם הספק, משולש הספקים. 1. חישוב גודל הקבלים כוכב, משולש. 2. מאבטחים לקבלים והתאמתם למערכת. 3. תכנון מערכת מקדם הספק.. תאורה: הכרת הגופים עוצמת הארה תקנית ) X. E(I.1 תכנון מתקן תאורה על פי חישוב, לפי מקדמי תאורה.(LUX) 2. מעגלי הפעלה כולל בקרים מתוכנתים. 3. זרמי קצר: סיבות וסוגי הקצרים. 1. תרשים זרם קצר וחישוב. 2. כושר ניתוק נגזרת מזרם יתר זרם קצר זמן ניתוק. 3. זרם קצר התפתחותו מלולאת התקלה דרך פסי צבירה עד לטרנספורמציה.. פסי צבירה: חישוב פסי צבירה וכלל "האצבע" עמידות בזרם קצר. 1. עמידות בכוחות אלקטרו דינאמיים ובהלם תרמי. 2. תכנון מתקן: תכנון מתקן חשמלי על פי נתונים מקיפים. 1. הכרת חוק החשמל ותקנותיו. 2. תרשימי פיקוד, הגנה ובטיחות. 3. בנית לוח חשמל, כולל מערכת כיבוי וגילוי אש, מאוורר ו/או ממוזג טמפרטורה : C - 22 C על פי מידות הלוח, מאבטחים ראשיים, כבלי הזנה, פסי צבירה מאווררים. 1. מערכות כיבוי, כדוגמת משאבות ספרינקלים, הידרנטים. 2. מערכת גילוי אש גלאים, נורות ביקורת, גז כיבוי וכדומה. 3. 38
מידות הפס מ"מ זרם בפסי צבירה שטוחים מנחושת לא צבועים. חתך הפס. ממ"ר משקל למטר אחד ק"ג זרם בפס אחד זרם בשני פסים במקביל 20 300 1 10 1 0.22 0.27 0.0 ת כ נ ו ן מ ת ק ן 2 30 5 12 2 15 2 15 3 3 3 0 1 2 290 0.3 0.5 0.89 0 0 0 2 3 5 0 00 2 3 0.7 1.11 75 1 3 5 50 0 3 00 0. 1.3 0. 1 30 3 30 5 7 900 13 5 7 1.07 1.78 3.5 00 0 3 0 5 0 10 0 9 2.23.5 2 0 5 12 7 2.7 300 0 5 1900 5.3 00 0 10 9 3.5 00 5 טבלה מס' 1 הטמפרטורה האופפת. עלית הטמפרטורה 30. עמידת פסי הצבירה בפני כוחות אלקטרו-דינאמיים. חישוב זרמי קצר ומפלי מתח כושר הניתוק של מבטח, מוגדר בתקן שלו, יהיה גדול מזרם הקצר המרבי הצפוי לעבור דרכו. את כיול המפסק יש לעשות כך שבזרם הקצר הצפוי ינותק המעגל תוך פחות מ- 5 שניות. (5 שניות > t). t = ks I K 2 39
"k" מקדם לפי הטבלה שלהלן: סוג הבידוד בידוד 90 C 10 90 בידוד C 115 7 חומר המוליך נחושת אלומיניום "S" חתך המוליך בממ"ר; " K I" זרם הקצר החד מופעי הצפוי בנקודה המרוחקת ביותר של המעגל. בהתאם לתקן יש לקבוע את סוג המבטחים לכל מעגל ולכל לוח ולכייל את הניתוק בהגנה מפני זרם קצר צפוי כך שהמעגל ינותק ב- 5 שניות < t. עמידת פסי הצבירה בפני זרמי קצר שטח החתך של הפסים, המרווחים בין המופעים, המרווחים בין החיזוקים (מבודדים) נקבעים על ידי היצרן לפני זרם הקצר המקסימאלי שיכול להתפתח בלוח החשמל. שינוי זרם הקצר מחייב לבדוק את עמידות פסי הצבירה בהלם תרמי ובכוחות אלקטרו-דינאמיים שמתפתחים בתנאים החדשים. בלוח שלנו שטח החתך של הפסים שמתאים לזרם הנומינלי של 00 מתוך טבלה 00 ממ"ר ( 0 מ"מ). ראה טבלה מס' 1. כבל במעגל תלת-מופעי PVC C- (נחושת אלקטרוליטית צפיפות הזרם 115) לחיבור לוחות ראשיים ומשניים 3 173 = 3 3 19 = 3 3 123 = 3 3 97 = # - mm2 3 3 = 3 3 = 3 3 9 = 3 3 3 = 3 טבלה מס' 2 0
3 2 3 3 0 3 1 3 0 3 3 כבל במעגל תלת-מופעי (פוליאתילן מוצלב) XLPE 90 C- (נחושת אלקטרוליטית צפיפות הזרם 115) לחיבור לוחות ראשיים ומשניים = = = = = = = 3.9 3 9 = 3. 3 0 = 3 00 3.11 3 0 = 3 3 3.12 3 00 = 3 300 3.13 3 = 3 20 3.1 3 00 = 3 185 3.15 3 315 = 3 1 3 2 = 3 טבלה מס' 2.1 הזמנת חיבור מנית אנרגיה על פי מס' יחידות מס' יחידות רשת גודל חיבור מוזמן ע "י הצרכן () הספק חיבור קו"א 1. 5.8 8.1 9.2 17.3 2.2 27.7 3. 3. 55.3 9.2 8.5 1.7 138. 173 218 22 277 3 3 553 0 גודל החיבור ב 2.2308 0.5 1.9 2. 3 5..5 15 19 2. 3 5 5.2 72 90 11 11.7 157.7 1 2 378 5 גודל החיבור ב מחולק ב- 5 3 1 1 1 1 0 3 3 3 0 3 3 3 3 0 3 1 3 0 3 3 2 3 315 3 3 3 00 3 0 3 0 3 0 3 9 מעל 9 3 טבלה מס' 3 # - mm2 # - mm2 # - mm2 # - mm2 # - mm2 # - mm2.1.2.3..5..7.8 1
מנועים תלת-מופעיים ל- 00 וולט. 5 3 2 1 כיול חתך חיבור ב- האוטומט המוליכים חתך ממ"ר נתיך זרם (בקירוב) כח-סוס.0 3. 2.0 5.0 3 7.8.5 9.5 8.0 5 1 1 7.5 18 15 22 18 12 27 5. 22 15 29 5 37 3 30 58 5 57 0 0 71 0 1 85 0 0 75 0 11 0 190 2 7 1 1 230 2 1 20 300 3 2 3 397 300 0 00 0 50 00 00 0 0 0 8 900 79 00 0 930 00 928 0 טבלה מס' נתיכים למנועים המופעלים בהתנעה ישירה מותר בארץ לחבר לרשת ספקית החשמל, בהתנעה ישירה, מנועים תלת-מופעים בעלי הספק שאינו עולה על כ"ס. במקרים מסוימים, במיוחד כאשר מקום ההספקה ניזון משנאי נפרד, מאפשרת ספקית החשמל חיבור בהתנעה ישירה של מנועים בעלי הספק ניכר. במקרה כזה דרוש שעוצמת הזרם של נתיכי המנוע תהיה יותר גדולה מאשר בעת ההתנעה בעזרת מתנע, המקטין זרם ההתנעה. קיימים במסחר, נוסף על נתיכים מהירים, גם נתיכים מושהים המסוגלים לשאת זרם-יתר זמן יותר ממושך, מבלי להינתך. בהתנעה ישירה של מנועים בעלי הספק ניכר יש להשתמש בנתיכים מושהים. בטבלה הבאה רשומים נתונים המתייחסים לשני סוגי הנתיכים: 2
3 הרישי הענתה םיכילומה ךתח ר"ממ סוס-חכ םרז (בוריקב) רפמא ךיתנ ריהמ ךיתנ ההשומ 3.0 5.0.0.5 5.5 8.5 15 7.5 1 15 15 22 29 30 3 0 57 0 55 79 1 0 לש הלבט cos φ tg φ -ן cos φ tg φ תולעמ cos φ tg φ תולעמ 1.0 0.0 0 0.7 0.85 1 0.99 0.1 8 0.75 0.88 1 0.98 0. 11 0.7 0.91 2 0.97 0. 1 0.73 0.9 3 0.9 0.29 0.72 0.97 0. 0.33 18 0.71 0.99 5 0.9 0.3 0.7 1.0 5 0.93 0.39 21 0.9 1.05 0.92 0.3 23 0.8 1.08 7 0.91 0. 2 0.7 1.11 8 0.9 0.8 2 0. 1.1 9 0.89 0.51 27 0. 1. 0.88 0.5 28 0.2 1.2 52 0.87 0.57 29 0. 1.3 53 0.8 0.59 31 0.58 1.0 55 0.85 0.2 0.5 1.8 5 0.8 0.5 33 0.5 57 0.83 0.7 3 0.52 1. 59 0.82 0.7 0.5 1.73 0 0.81 0.72 3 0.5 1.99 0.8 0.75 37 0. 2.29 0.79 0.78 38 0. 2.8 0.78 0.8 39 0.3 3.17 73 0.77 0.83 0 0.2.91 78 כ ת נ ו ן ק ת מ ן " ע פ ח ק ו מ ש ח ה ל 'סמ הלבט 5 'סמ הלבט
הזרם המרבי בכבלים המותקנים במנועים לפי שיטות ההתקנה מעל סולמות מאווררות בהתנעה ישירה. כבלים נחושת אלקטרוליטית CU כבל רב-גידי במעגל תלת-מופעי כבלים חד-גידיים במעגל תלת-מופעי במבנה משולש Z I מרבי, n I נתיך, Z I מרבי, n I נתיך, 0 1 1 2 8 81 9 119 12 0 1 23 1 185 20 0 1 1 0 2 28 38 9 1 75 90 112 13 153 172 19 2 1 185 20 טבלה מס' 7 התנגדות תרמית סגולית של האדמה: מעלות צלסיוס ס"מ לוט. הטמפרטורה האופפת. עוצמת הזרם הנומינלי של הנתיכים בטבלאות מתייחסת לשימוש בהם כהגנה בפני עומס יתר וזרם קצר כאחד.
הזרם המרבי בכבלים המותקנים במנועים לפי שיטות ההתקנה מקום מאוורר התנעה ישירה. 5 כבל רב-גידי במעגל תלת זרם מתמיד מרבי, I Z n I נתיך, כבלים מנחושת אלקטרוליטית CU כבלים חד-גידיים במעגל תלת- כבלים חד-גידיים במעגל מופעימותקנים במשור אופקי תלת-מופעי במבנה משולש נתיך, n I זרם זרם מתמיד מתמיד נתיך, I מרבי, מרבי, n I Z I Z - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8 0 113 2 0 1 0 121 1 1 19 0 193 0 178 22 0 1 28 1 2 1 2 282 185 5 185 315 7 20 2 29 20 טבלה מס' 8 כבלים מאלומיניום כבלים חד-גידיים במעגל תלת-מופעי במבנה משולש זרם מתמיד נתיך, מרבי, I Z 5. 2 1 5 72 92 0 112 0 1 1 2 0 197 22 I n 1 1 1 0 2 2 8 8 77 9 113 10 8 192 215 23 282 כבל רב-גידי במעגל תלת -מופעי -מופעי 1 185 20 זרם מתמיד מרבי, I Z n I נתיך, כבלים חד-גידיים במעגל תלת- מופעימותקנים במשור אופקי זרם מתמיד I מרבי, נתיך, n I Z 0 1 0 0 88 5 12 153 18 7 ת כ נ ו ן מ ת ק ן טבלה מס' 9 0 1 0 2 2 315 18 23 28 3 9 9 1 1 172 197 221 29 288 1 185 20
קו"ט ת כ נ ו ן מ ת ק ן כח-סוס (מטרי) ע " פ הפיכת קילווטים לכוות-סוס כח-סוס (בריטי) ח ו ק וט כח-סוס (בקירוב 1/30 1/15 1/ 1/8 1/ 1/5 1/ 1/3 2/5 1/2 2/3 3/ 75 90 1 1 1 2 300 375 0 5 ( 0. 0.3 0.7 1.01 1.3 2.8.02 5.3.71 8.05 9.39.7 12.1 13. 2.8 0.2 53. 7.1.5 9 7 121 13 0.3 0.8 1.02 1.3 2.72.08 5.. 8. 9.52.9 12.2 13. 27.2 0.8 5. 8.0 81. 9 122 13 0.5 0.75 1 2 3 5 7 8 9 30 0 0 90 0 טבלה מס'
טבלאות של הזרם המתמיד המרבי במוליכים ובכבלים ושל הנתיכים המתאימים. הזרם המרבי במוליכים ובכבלים המותקנים לפי שיטות ההתקנה בתוך תעלה מאווררת. מעגל תלת-מופעי Z I מרבי, מוליכים מנחושת אלקטרוליטית CU n I נתיך, מעגל חד-מופעי Z I מרבי, n I נתיך, 0 1 0 2 22 29 38 53 9 1 10 178 215 2 ת כ נ ו ן מ ת ק ן טבלה מס' 11 0 1 0 1 19 2 33 82 3 12 159 192 222 הזרם המרבי במוליכים ובכבלים המותקנים לפי שיטות ההתקנה תוך תעלה מאווררת. מוליכים מאלומיניום מעגל תלת-מופעי Z I מרבי, n I נתיך, מעגל חד-מופעי Z I מרבי, נתיך, I n 0 1 0 0 29 0 5 73 91 9 139 8 1 0 1 0 2 3 9 97 123 19 173 טבלה מס' 12 הטמפרטורה האופפת. עוצמת הזרם הנומינלי של הנתיכים בטבלאות מתייחסת לשימוש בהם כהגנה בפני עומס יתר וזרם קצר כאחד. 7
הזרם המרבי בכבלים המותקנים לפי שיטות ההתקנה מעל סולמות מאווררות. מעגל תלת-מופעי Z I מרבי, מוליכים מנחושת אלקטרוליטית CU n I נתיך, מעגל חד-מופעי Z I מרבי, n I נתיך, 0 1 0 2 18 2 2 58 79 128 15 198 239 278 ת כ נ ו ן מ ת ק ן 0 1 0 2 22 29 33 53 9 1 10 178 215 2 טבלה מס' 13 הזרם המרבי בכבלים המותקנים לפי שיטות ההתקנה מעל סולמות מאווררות. מוליכים מאלומיניום חתך S מעגל תלת-מופעי Z I מרבי, n I נתיך, חתך S מעגל חד-מופעי Z I מרבי, n I נתיך, 0 1 0 33 5 1 0 121 15 18 215 0 1 1 0 29 0 5 73 90 9 139 8 1 טבלה מס' 1 הטמפרטורה האופפת. עוצמת הזרם הנומינלי של הנתיכים בטבלאות מתייחסת לשימוש בהם כהגנה בפני עומס יתר וזרם קצר כאחד. הזרם המרבי בכבלים המותקנים לפי שיטות ההתקנה מקום מאוורר. 8
הזרם המרבי בכבלים המותקנים לפי שיטות ההתקנה מקום מאוורר. כבלים מנחושת אלקטרוליטית CU כבל רב-גידי כבל רב-גידי במעגל חד-מופעי במעגל תלת-מופעי I נתיך, n I מרבי, Z מרבי, Z I n I נתיך, 0 1 1 0 2 33 1 52 71 91 1 10 5 3 27 2 1 1 0 2 2 315 00 23 29 3 2 79 1 121 1 1 2 27 277 312 31 1 185 20 כבלים מנחושת אלקטרוליטית CU כבלים חד-גידיים כבלים חד-גידיים במעגל תלת-מופעי במעגל תלת-מופעי מותקנים במשור אופקי משולש במבנה משולש נתיך, n I I נתיך, n I מרבי, Z מרבי, Z I 0 1 1 0 2 2 315 121 13 171 211 3 28 319 7 17 1 185 20 טבלה מס' 15 טבלה מס' 0 0 1 0 2 315 00 1 1 15 192 230 9 289 7 379 1 185 20 התנגדות תרמית סגולית של האדמה: מעלות צלסיוס ס"מ לוט. הטמפרטורה האופפת. עוצמת הזרם הנומינלי של הנתיכים בטבלאות מתייחסת לשימוש בהם כהגנה בפני עומס יתר וזרם קצר כאחד. 9
ע " פ נוסחאות ח ו ק 1. נוסחאות לתכנון π = 3.1 π / = 0.785 2 = 1.1 3 = 1.73 1 / 2 = 0.71 1 / 3 = 0.58 W I = V W V = I V I = R V = RI V V 2 W R = R = R = 2. זרם 3. מתח. התנגדות. 5 הספק בקילוואטים I W I 2 VI W = VI W = RI 2 KW = 00 W = VI cos φ VI cos φ KW = 00 1.73 VI cos φ W = 1.73 VI cos φ KW = 00 א. ג. ב. פאזה אחת, כפל ההספק = 1 פאזה אחת, כפל ההספק שונה מ- 1 שלש פאזות, עומס מחולק שווה בין הפאזות ד. שלש פאזות, העומס לא מחולק שווה בין הפאזות. דרוש למצוא את ההספק של כל פאזה במתקן חד-פאזי ולסכם. VI KV = 00. הספק בקילוואט-ים. א. פאזה אחת
KV = 1.73 VI 00 ב. שלש פאזות, העומס מחולק שווה בין הפאזות 7. חבר התנגדות. א. חבור התנגדות בטור. R 1 R 2 R 3 R = R 1 + R 2 + R 3 +... ב. חבור התנגדות במקביל. 1 1 1 1 = + + +... R R 1 R 2 R 3 R 1 R 2 R 3 ג. חבור 2 התנגדות במקביל. R = R 1 R 2 R 1 + R 2 R 1 R 2 L m R = k S mm 2 8. חשוב התנגדות המוליך. - L אורך המוליך במטרים - S חתך המוליך הממ"ר בשביל נחושת ב- - k התנגדות סגולית ב- m 1 Ohm mm 2 0.0175 k= מוליכות 57 Ohm mm 2 57 m בשביל אלומיניום ב- m 1 Ohm mm 2 0.0278 k= מוליכות 3 Ohm mm 2 3 m 9. עלות התנגדות עקב עלית הטמפרטורה. R = R 1 + 0.0039 R 1 ( t 2 t 1 ) R = R 1 + 0.00 R 1 ( t 2 t 1 ) נחושת: אלומיניום: 51
- טמפרטורה התחלתית - t 2 טמפרטורה סופית - התנגדות התחלתית בטמפרטורה של מעלות. t 1 t 1 R 1 - R..11 התנגדות סופית בטמפרטורה של t 2 מעלות. היחס בין מעלות צלסיוס למעלות פרנהייט. חוק ג'ול: - Q - t הפיכת אנרגיה חשמלית לחום. כמות החום בגרם-קלוריות הזמן בשניות לפי נוסחה זאת מקבלים: C = 5/9 ( F - ) F = 9/5 C + Q cal = 0.2 VIt = 0.2 Wt ק 1 וט"ש = 80 ק"ג-קוריות. ת כ נ ו ן מ ת ק ן 52
סמלים לתכניות מפסק חד-קטבי מפסק דו-קטבי מפסק כפול בית-תקע דו-קטבי מפסק מחליף מפסק צלב לחצן בית-תקע חד-פאזי עם הארקה בית-תקע לטרנספורמציה (לאנטנה וכד') נקודת מאור על תקרה בית-תקע עם מפסק בית-תקע תלת-פאזי עם הארקה נקודת מאור על תקרה נקודת מאור על תקרה עם ציון מספר והספק הנורות נקודת מאור על תקרה עם גוף התאורה 3 0 מנורת חירום מנורה פלואורסצנטית זרקאור תיבת חבור ) נקודה שחורה מסמנת חבור) תקע ובית-תקע לוח חבורים הארקה דוד מים תנור חמום מאורר תנור בשול מקרר מכשיר צורך זרם, סמל כללי נתיך, סמל כללי מכונת כביסה מערכת של 3 נתיכים במתקן תלת- פאזי 53
מפסק, סמל כללי מפסק תלת-פאזי מנתק-נתיכים תלת-פאזי (הנתיכים הם סכיני המנתק ( מפסק עם הגנה תרמית נגד זרם יתר מפסק זרם אוטומטי, סמל כללי מפסק תלת-פאזי עם סליל הפעלה מפסק תלת-פאזי מגעון מזגן אויר מפסק עם הגנה אלקטרו-מגנטית נגד קצר מפסק עם הגנה תרמית נגד זרם יתר, הגנה נגד קצר מכשיר טלפון: סמל כללי מנתק ללא עומס פס חבור חד-קטבי מנתק בעומס נתיך-מנתק מנתק כוכב-משולש מנתק עם אוטו-טרנספורמטור מנתק עם נגד מפסק מחליף מקור ההזנה ציון מספר וחתך המוליכים וקוטר הצינור מפסק מחליף כוון הסיבובים של מנוע 1 3 ממ"ר מוליך אחד או מוליכים אחדים, סמל כללי התקנה מעל לטיח הצטלבות ללא הסתעפות התקנה מתחת לטיח הצטלבות עם הסתעפות התקנה מתחת לרצוף הקו עולה הקו יורד הקו מגיע מלמעלה הקו מגיע מלמטה הקו עובר מלמטה למעלה הקו עובר מלמטה למעלה 5
עמוד עץ עמוד צינור רשת עילית עם ציון מספר העמוד עמוד עם עוגן זיז לקיר זרוע לקיר 37 עמוד עם משענת עמוד עם הארקה ממסר זמן (לחדר מדרגות וכד') מישר זרם t מונה נגד שעון חשמלי שעון מיתוג (מגביל זמן ( L L סליל מגבר: סמל כללי נגד משתנה רמקול קבל מקלט רדיו פעמון אנטנה צופר מגן ברק וולטמטר מטר V לחצן, מופסק בזמן מנוחה מפסק מחליף לוולטמטר לחצן, מחובר בזמן מנוחה מכשיר בעל בדוד כפול תו תקן של מכון התקנים הישראלי טלפון זרם חלופין זרם ישר 55
M מנוע סמל כללי זרם ישר או חלופין מנוע חד-פאזי M 3 מפסק צלב M 1 G גנראטור תלת-פאזי G 3 גנראטור לזרם ישר צמד מנוע-גנרטור טרנספורמטור 2/ M G משנה זרם משנה מתח חבור במשולש ובכוכב הארקה 5