محاسبه دیماند برق یا برآورد بار در تاسیسات الکتریکی

برآورد بار در تاسیسات یا محاسبه دیماند برق اولین گام در طراحی تاسیسات الکتریکی است. در این مرحله مشخص می شود که تاسیسات به چه مقدار انرژی الکتریکی نیاز دارد. برآورد بار یا محاسبه دیماند در تمام تاسیسات الکتریکی مانند ساختمان، صنعتی، بیمارستان ها و غیره انجام می شود. در این مقاله روش برآورد بار با در نظر گرفتن ضریب بهره برداری و ضریب هم زمانی شرح داده می شود. در بخش های پایانی مقاله دو مثال از برآورد دیماند برق ساختمان و تاسیسات صنعتی را مشاهده می کنید.

دیماند برق چیست؟

به صورت کلی تعریف دیماند برق را می توان به انرژی مورد نیاز تاسیسات خلاصه کرد. اطلاعات به دست آمده از دیماند یا توان مورد نیاز تاسیسات در خرید انشعاب، ترانسفورماتور، ژنراتور، طراحی تابلوها، سایزکردن کابل ها و غیره بسیار اهمیت دارد.

در این ویدئو روش محاسبه دیماند را مشاهده می کنید. این ویدئو برگرفته از دوره طراحی تاسیسات فشار متوسط است.

توان مورد نیاز تاسیسات الکتریکی

به منظور طراحی تاسیسات الکتریکی و خرید انشعاب باید حداکثر دیماند برق مورد تقاضا از شبکه یا سیستم محاسبه شود. هنگام طراحی تاسیسات الکتریکی صرفا جمع کردن توان بارهای نصب شده غیر مهندسی و غیر اقتصادی است. به عبارت ساده تر نمی توان به منظور محاسبه ی دیماند یا برآورد بار از جمع ساده ی لیست بارها استفاده کرد. هدف این بخش نشان دادن اهمیت برخی فاکتورهای مهم هنگام محاسبه بار مصرفی شامل موارد زیر است:

• ضریب همزمانی: عدم کارکرد تمام تجهیزات الکتریکی در یک گروه خاص
• ضریب بهره برداری یا حداکثر بار: عدم کار کرد تمام تجهیزات مانند موتورهای الکتریکی در بار کامل
• ارزیابی بارهای موجود و پیش بینی شده

مقادیر ارائه شده در این بخش بر اساس تجربه و اطلاعات جمع آوری شده از تاسیسات الکتریکی در حال کار است. در این بخش علاوه بر ارائه‌ی داده‌های اساسی به منظور طراحی مدارهای جداگانه، نتایج و مقادیر جهانی در طراحی تاسیسات الکتریکی نیز آورده شده است. اطلاعات فوق مشخص کننده‌ی الزامات مربوط به منبع تغذیه مانند شبکه توزیع، ترانسفورماتور MV/LV و ژنراتور خواهند بود. در نظر داشته باشید که نحوه محاسبه دیماند به صورت مستقیم در هزینه های انشعاب، کابل ها، رنج بریکرها و غیره تاثیر گذار است.

توان نصب شده یا منصوبه بر اساس کیلو وات

تمام تجهیزات و وسایل الکتریکی دارای مشخصاتی به منظور نشان دادن توان نامی یا Pn هستند. توان نصب شده یا منصوبه، حاصل جمع توان نامی تمام تجهیزات مصرف کننده‌ی موجود در تاسیسات الکتریکی است. این توان را می توان از طریق لیست بار لود لیست به دست آورد. کافی است تمام بارهای الکتریکی موجود در تاسیسات را لیست کرده و مقابل آن توان نامی را ثبت کنید. این روند به منظور به دست آوردن توان نصب شده در ساختمان ها نیز صادق است.

در نظر داشته باشید که جمع توان نصب شده در تاسیسات الکتریکی در عمل به معنی توان حقیقی مورد نیاز نیست. به عنوان مثال موتورهای الکتریکی را در نظر بگیرید:

• توان درج شده روی الکتروموتورها نشان دهنده‌ی توان مکانیکی روی شفت آن‌ها است.
• تجهیزات الکتریکی از جمله الکتروموتورها دارای تلفات و ضریب توان هستند.
• با توجه به دو نکته ی بالا می توان اثبات کرد که توان دریافت شده از شبکه بیشتر توان خروجی خواهد بود.

لامپ‌های فلورسنت و گازی با بالاست از دیگر نمونه‌ها هستند. در این تجهیزات نیز توان درج شده روی لامپ کمتر از توان مصرفی لامپ و بالاست است. روش‌های محاسبه‌ی توان واقعی موتورها و تجهیزات روشنایی در بخش 3 راهنمای تاسیسات الکتریکی اشنایدر شرح داده شده است. توان مورد نیاز بر اساس KW به منظور انتخاب توان نامی ژنراتورها و باطری‌ها ضروری است. این روش در محاسبه‌ی توان یک محرک اولیه مانند دیزل نیز صادق می‌باشد. در تغذیه از شبکه‌ی LV عمومی یا ترانس MV/LV اغلب توان به شکل ظاهری و بر اساس KVA بیان می‌شود.

توان نصب شده یا منصوبه بر اساس کاوا

توان ظاهری نصب شده در تاسیسات الکتریکی معمولا حاصل جمع KVA بارهای مجزا است. با این حال حداکثر توان ظاهری یا KVA مورد نیاز برابر با توان ظاهری منصوبه نیست. حداکثر توان ظاهری مورد تقاضای یک بار که ممکن است یک دستگاه مجزا باشد؛ حاصل توان نامی آن و ضرایب زیر خواهد بود:

• راندمان به صورت واحد یا پریونیت که مساوی با \(\eta  = \frac{{output\;kW}}{{input\;kW}}\) است.
• کسینوس فی یا ضریب توان که مساوی با \(\frac{{kW}}{{kVA}}\) می باشد.

به صورت کلی توان ظاهری مورد تقاضای بار بر اساس kva به صورت \({P_a} = \frac{{{P_n}}}{{\eta  \times Cos\varphi }}\) محاسبه می‌شود.

باتوجه به مطالب فوق حداکثر جریان یا Full-load Current یا همان Ia برای بارهای تکفاز و سه فاز  متعادل به این شکل محاسبه می‌شود:

به منظور دقت بیشتر باید حداکثر میزان بار موتور در نظر گرفته شود. گاهی ممکن است موتور با توانی کمتر از مقدار نامی در حال کار باشد.

\[{I_a} = \frac{{{P_a} \times {{10}^3}}}{V}\]

\[{I_a} = \frac{{{P_a} \times {{10}^3}}}{{\sqrt 3  \times U}}\]

در این فرمول‌ها:

• Pa توان ظاهری یا توان اصلاح شده
• V ولتاژ فاز با نول
• U ولتاژ فاز با فاز

تخمین توان ظاهری نصب شده

لازم به ذکر است که توان ظاهری کل به صورت دقیق حاصل جمع توان ظاهری محاسبه شده برای هر بار مجزا نیست. این نکته در خصوص بارهای با ضریب توان یکسان صدق نمی‌کند. با این حال معمولا توان ظاهری یا KVA تمام بارها به صورت ساده باهم جمع می‌شوند. نتیجه‌ی جمع توان ظاهری بارها یک عدد برحسب KVA بوده که با حاشیه‌ی طراحی قابل قبول، مقداری بالاتر از توان واقعی خواهد بود.

هنگامی که ویژگی برخی یا تمام بارها نامشخص باشد می توان از جدول‌های راهنما به منظور برآورد تقریبی توان مورد نیاز بر اساس VA استفاده کرد. قابل ذکر است که بارهای مجزا معمولا بسیار کوچک بوده و توان آن‌ها با واحدهای kVA یا kW بیان نمی‌شود. در ادامه جدول برآورد توان ظاهری نصب شده را مشاهده می‌کنید. قابل ذکر است که تخمین بارهای روشنایی براساس محیط 500 متر مربعی هستند.

جدول محاسبه دیماند یا بار مصرفی مدارهای روشنایی فلورسنت با ضریب توان اصلاح شده 0/86

نوع تاسیسات یا محیط	توان ظاهری تخمینی به شکل VA بر متر مربع  با لامپ فلورسنت و رفلکتور صنعتی (1)	میانگین سطح روشنایی \(Iux = Im/{m^2}\)
راه ها و بزرگ راه ها، محل های ذخیره سازی یا انبار، کارهای شیفتی	7	150
کارهای سنگین مانند ساخت و مونتاژ قطعات بسیار بزرگ	14	300
کارهای روزانه مانند امور اداری	24	500
کارهای ظریف مانند دفترهای طراحی و کارگاه های مونتاژ با دقت بسیار بالا	41	800

(1) به عنوان مثال لامپ 65 وات بدون محاسبه‌ی بالاست و شار نوری 5100 لومن و بازده  نوری 78.5 لومن بر وات

 

جدول محاسبه دیماند یا بار مصرفی مدارهای قدرت:

نوع تاسیسات یا محیط	توان تخمینی VA بر متر مربع
ایستگاه پمپاژ هوای فشرده	3 تا 6
تهویه محیط	23
بخاری‌های الکتریکی با همرفت هوا در: •          خانه‌های شخصی •          آپارتمان‌ها	115 تا 146 90
دفترها	25
کارگاه‌های توزیع	50
کارگاه‌های مونتاژ	70
کارگاه‌های ماشین سازی	300
کارگاه نقاشی	350
کارخانه‌های ذوب و فلز کاری	700

برآورد حداکثر دیماند واقعی بر اساس کاوا

هنگام محاسبه دیماند برق یا محاسبه بار مصرف در نظر داشته باشید که تمام بارهای جداگانه لزوما با قدرت اصلی و به صورت همزمان کار نمی‌کنند. به وسیله‌ی فاکتورهای ku و ks می‌توان حداکثر توان و دیماند حقیقی توان ظاهری مورد نیاز تاسیسات را تعیین کرد. این فاکتورها عبارتند از:

• Ku ضریب بهره برداری یا حداکثر بار
• Ks ضریب همزمانی

ضریب بهره برداری

در نظر گرفتن ضریب بهره برداری هنگام محاسبه دیماند بسیار مهم است. همانطور که می دانید در شرایط بهره برداری عادی معمولا میزان توان دریافتی یک بار یا Load کمتر از توان نامی آن است. با توجه به این موضوع استفاده از ضریب بهره برداری یا میزان بار با عنوان ku هنگام برآورد مقدار واقعی بار بسیار رایج است. این ضریب باید برای تمام بارهای جداگانه به ویژه موتورهای الکتریکی در نظر گرفته شود. تاکید می شود که موتورها به ندرت با توان نامی یا بار کامل کار می‌کنند.

ضریب بهره برداری یا فاکتور ku برای موتورهای نصب شده در تاسیسات صنعتی معمولا به صورت متوسط 0.75 است. این ضریب در بارهای روشنایی با لامپ‌های رشته‌ای همیشه برابر با 1 است. برای مدار پریز‌ها این ضریب کاملا به نوع وسایل متصل شده یا تغذیه شده از پریزها بستگی دارد. ضریب بارگیری در خودروهای الکتریکی به صورت سیستماتیک معادل 1 برآورد می‌شود. علت در نظر گرفتن ضریب 1 در خودرو بعلت زمان طولانی معمولا چند ساعت برای شارژ کامل باتری‌ها است. در ضمن برای این تجهیزات به یک مدار اختصاصی یا تابلوهای دیواری در ایستگاه‌های شارژ نیاز است.

ضریب همزمانی چیست؟

گام بعدی هنگام محاسبه بار مصرف در نظر گرفتن ضریب همزمانی است. این یک تجربه‌ی رایج و مهم است که در عمل هرگز تمام بارهای نصب شده در یک تاسیسات مشخص به صورت همزمان کار نمی‌کنند. با توجه به این موضوع همیشه میزانی از تنوع بارها وجود داشته و این قانون باید هنگام برآورد بار در نظر گرفته شود. به همین منظور ضریب همزمانی و تنوع با فاکتور ks هنگام برآورد میزان بار واقعی لحاظ می‌شود. در IEC 600500 با عنوان International Electrotechnical Vocabulary این ضریب به شرح زیر تعریف شده است:

• ضریب تصادفی یا مصرف هم زمان: یک نسبت که به صورت عدد یا درصد از حداکثر دیماند همزمان گروهی از وسایل یا مصرف کننده‌ها در یک زمان مشخص به مجموع حداکثر دیماند آن‌ها به صورت جداگانه در همان زمان بیان می‌شود. طبق تعریف این مقدار همیشه کوچکتر مساوی یک بوده و می‌تواند به شکل درصد محاسبه شود.
• ضریب گوناگونی: این فاکتور برخلاف ضریب تصادفی بوده و همیشه بزرگتر مساوی 1 است.

در عمل اصطلاح رایج فاکتور گوناگونی است اما به جای آن ضریب تصادفی استفاده شده و مقدار آن کمتر مساوی 1 است. اصطلاح پرکاربرد و جایگزین دیگر ضریب همزمانی است. با توجه به این توضیحات باید از ضریب همزمانی در محاسبات توان یا جریان مدارها استفاده کنیم.

نکات مهم جهت تعیین ضریب همزمانی

ضریب همزمانی یا ks به هر گروه از بارهای تغذیه شده از تابلوی توزیع  یا تابلوهای فرعی اعمال می‌شود. تعیین ضریب ks برعهده طراح بوده زیرا مستلزم داشتن اطلاعات دقیق در خصوص تاسیسات است. در این بخش حتما باید به بارهایی که باید از مدارهای جداگانه تغذیه شوند نیز دقت کرد. باتوجه به موارد شرح داده شده نمی‌توان مقادیر دقیق ks را اعلام کرد. در ادامه چند نمونه از جدول‌های ضریب همزمانی آورده شده است.  این جدول ها از استانداردها یا راهنماهای محلی تهیه شده و مربوط به استانداردهای بین المللی نیستند. جداول فقط به عنوان مثال بوده و هدف اصلی آن ها بیان مفهوم ضریب همزمانی است.

مطالب شرح داده شده در این مقاله را می توانید به صورت ویدئو در دوره ی تاسیسات فشار متوسط مشاهده کنید. در این دوره‌ی آموزشی با استانداردهای ولتاژی، آرایش پست‎‌های فشارمتوسط، تجهیزات اصلی MV، حفاظت ترانسفورماتور و غیره آشنا می شویم. از تجهیزات بررسی شده در این دوره می‌توان به کلیدهای قطع بار یا L.B.S، بریکر، ریکلوزر، رله‌ی پرایمری، رله‌ی ثانویه، رله‌ی بوخهلتس، ترمومتر، ترانس‌های اندازه‌گیری و غیره اشاره کرد. در این دوره دستورالعمل توانیر جهت حفاظت ترانس فشار متوسط بررسی شده و فانکشن‌های لازم و روش به دست آوردن اعداد شرح داده شده است. بخش حفاظت ترانسفورماتور شامل سیم بندی ترمومتر، بوخهلتس و آموزش تنظیم رله‌های MK2200 نیز می گردد. گام نهایی این دوره بازدید از تاسیسات اصلی فشار متوسط شرکت‌ها و ساختمان‌ها به همراه بررسی نقشه‌های تک خطی و حفاظتی است. لطفا جهت مشاهده‌ی سرفصل‌ها و لیست ویدئوهای این دوره روی عبارت تاسیسات الکتریکی فشار متوسط کلیک کنید.

ضریب همزمانی برای یک بلوک آپارتمان

برخی مقادیر معمول ضریب همزمانی را در جدول زیر مشاهده می‌کنید. این جدول طبق استاندارد NFC14-100  فرانسه برای یک بلوک آپارتمان در نظر گرفته شده است. این ضرایب برای مصرف کننده‌های خانگی، بدون گرمایش الکتریکی با تغذیه از مدار سه فاز 4 سیمه با ولتاژ 400/230 هستند. در صورت استفاده‌ی مشترکین از واحدهای الکتریکی ذخیره‌ی گرما، ضریب 0.8 صرف نظر از تعداد مصرف کننده گان توصیه می‌شود.

تعداد مصرف کننده‌گان پائین دست	ضریب همزمانی یا ks
2 تا 4	1
5 تا 9	0.78
10 تا 14	0.63
15 تا 19	0.53
20 تا 24	0.49
25 تا 29	0.46
30 تا 34	0.44
35 تا 39	0.42
40 تا 49	0.41
50 و بیشتر	0.38

مثال محاسبه دیماند برق ساختمان

طبق تصویر زیر یک آپارتمان دارای 25 مشترک و 6 کاوا بار نصب شده برای هر متقاضی می‌باشد. جمع کل بار نصب شده در ساختمان برابر با 24+36+30+24+36 یعنی 150 کاوا می باشد. طبق جدول فوق ضریب همزمانی در این آپارتمان با 25 مشترک معادل معادل 0.46 خواهد بود. توان ظاهری مورد نیاز این واحد معادل ضرب 150 در 0.46 یعنی 69 کاوا است. باتوجه به شکل می‌توان میزان جریان دریافتی هر بخش از فیدر اصلی را مشخص کرد.

می‌توان سطح مقطع کابل تغذیه کننده‌ی ساختمان به صورت عمودی را با افزایش طبقات کاهش داد. در این حالت کابل طبقه‌ی اول بزرگترین سطح مقطع و طبقه‌ی آخر کوچکترین سطح مقطع را دارد. تغییر در سطح مقطع هادی ها حداقل باید 3 طبقه فاصله داشته باشد.

• جریان طبقه همکف تا طبقه سوم:

\[\frac{{150kva \times 0.46 \times {{10}^3}}}{{400\sqrt 3 }} = 100A\]

• جریان وارد شده به طبقه سوم:

\[\frac{{\left( {36 + 24} \right)kva \times 0.63 \times {{10}^3}}}{{400\sqrt 3 }} = 55A\]

ضریب همزمانی در تابلوهای توزیع

استانداردهای IEC61439-1 و 2 ضریب همزمانی در تابلوهای توزیع را به یک شکل تعریف کرده و مقدار آن را همیشه کمتر مساوی یک در نظر گرفته‌اند. IEC61439-2 همچنین بیان می‌کند که در صورت عدم توافق بین سازنده‌ی تابلو و کاربر در خصوص جریان حقیقی بار می‌توان از جدول زیر استفاده کرد. جدول 101 از IEC61439-2 در خصوص تخمین بار مدارهای خروجی یا گروهی از مدارهای خروجی یک تابلو است. اگر مدارها عمدتا روشنایی هستند توصیه می‌شود تا ضریب ks را نزدیک به یک در نظر بگیرید.

نوع بار	ضریب بارگذاری فرض شده
توزیع شامل 2 یا 3 مدار	0.9
توزیع شامل 4 تا 5 مدار	0.8
توزیع شامل 6 تا 9 مدار	0.7
توزیع شامل 10 مدار و بیشتر	0.6
محرک های برقی	0.2
موتورهای کوچکتر مساوی 100 کیلو وات	0.8
موتورهای بزرگتر از 100 کیلو وات	1

ضریب همزمانی با توجه به عملکرد یا نوع مدار

در جدول زیر ks قابل استفاده در مدارهای تغذیه کننده‌ی بارهای متداول آورده شده است. این جدول برگرفته از راهنمای عملی UTEC 15-105 جدول AC فرانسه است. در این جدول باید به اعداد یک و دو توجه شود. عدد (1) به این اشاره می کند که در شرایط خاص مخصوصا تاسیسات صنعتی این ضریب می‌تواند بیشتر باشد. (2) نیز بیانگر این است که جریان درنظر گرفته شده باید معادل جریان نامی موتور بعلاوه ی یک سوم جریان راه انداز آن باشد.

نوع یا کاربرد مدار	ضریب همزمانی
روشنایی	1
گرمایش و تهویه‌ی هوا	1
پریزها	0.1 تا 0.2 (1)
آسانسور و بالابرها (2): •          برای قوی ترین موتور •          برای دومین موتور قوی •          برای تمام موتورها	1 0.75 0.6

برآورد با یا نحوه محاسبه دیماند برق در یک بخش صنعتی

در این بخش یک مثال به منظور برآورد حداکثر دیماند ظاهری به شکل kVA در تمام سطوح تاسیسات آورده شده است. نکته ی مهم در در این مثال روش استفاده از فاکتورهای ku و ks در محاسبه بار مصرفی می باشد. محاسبه دیماند این شرکت به صورت مرحله به مرحله بوده و تا نقطه‌ی دریافت انرژی ادامه پیدا می‌کند. با توجه به لیست بارها می توان دید که کل توان ظاهری نصب شده در این تاسیسات 126.6 کاوا است. این مقدار با در نظر گرفته ضرایب همزمان و بهره برداری کاهش یافته و مقدار دیماند واقعی در ترمینال های LV ترانس MV/LV معادل 65 کاوا می شود. در نظر داشته باشید که جمع کردن توان بارها غیر مهندسی بوده و فقط هزینه های دیماند، ترانس، کابل ها و غیره را افزایش می دهد.

در این ویدئو یک روش محاسبه دیماند یک کارخانه را مشاهده می کنید. برای محاسبه ی دیماند باید لیست لوازم نصب شده به همراه ضرایب همزمانی و بارگیری را داشته باشید. با این اطلاعات می توانید میزان برق مورد نیاز تاسیسات را محاسبه کرده و برای خرید اشتراک از شرکت های توزیع نیروی برق اقدام کنید. این ویدئو برگرفته از دوره تخصصی تاسیسات فشار متوسط است.

به منظور انتخاب سایز کابل مدارهای توزیع داخلی در تاسیسات باید مقدار جریان را طبق فرمول \(I = \frac{{kVA \times {{10}^3}}}{{U\sqrt 3 }}\) محاسبه کرد. در این فرمول:

• kVA توان ظاهری واقعی سه فاز نشان داده شده در دیاگرام
• U ولتاژ فاز با فاز برحسب ولت

لیست بارها و دیاگرام تاسیسات به منظور محاسبه ی دیماند در تصویر زیر آورده شده است. فاکتورهای در نظر گرفته شده فقط به عنوان شرح روش محاسبه بار مصرفی هستند. به منظور مشخص کردن فاکتورهای همزمانی و میزان بار باید به استانداردهای منطقه‌ای مراجعه کرد. در نظر داشته باشید که الگوی مصرف و ضرایب فوق با توجه به کشور، شرایط آب و هوایی، استانداردها و غیره متفاوت بوده و ما باید از جداول مربوط به کشور خود استفاده کنیم.

در اولین بخش از سمت چپ لیست بارها و تعداد آن ها آورده شده است. همانطور که مشاهده می کنید این شرکت دارای سه بخش یا کارگاه با عنوان های A و B و C است. در ستون بعدی توان ظاهری یا Apperent Power هر بار را مشاهده می کنید. توان ظاهری در این بخش با Pa و واحد kVA مشخص شده است. ستون بعدی با عنوان ضریب بهره برداری بوده و مقدار توصیه شده برای هر بخش را در یک مربع نمایش می دهد. نتیجه ی ضرب این فاکتور در Pa در ستون بعدی با عنوان حداکثر توان ظاهری دیماند یا Apperent power demand max. kVA آورده شده است.

در بخش اول یا Level 1 بارها دسته بندی شده و به تابلوی توزیع فرعی یا Distribution box متصل می شوند. در این بخش نیز از ضرایب مختلفی برای خروجی ها استفاده شده است. به عنوان مثال در کارگاه A از ضریب 0.75 برای موتورها و ضریب 0.2 برای پریز ها و ضریب 1 برای روشنایی استفاده شده است. ضریب این مقادیر در ستون حداکثر توان ظاهری دیماند یا Apperent power demand max. kVA باعث کاهش مجدد مقادیر می شود. مقادیر جدید با عنوان Apperent power demand kVA در طراحی خروجی های تابلوی سطح دوم یا Level 2 در نظر گرفته خواهد شد. تمام بارهای کارگاه A در نهایت به تابلوی سطح دو یا Level 2 متصل می شوند. در این تابلو نیز از ضریب همزمانی 0.9 استفاده شده و توان کل یا دیماند کل کارگاه معادل 18.9 محاسبه می شود.

مرحله ی بعدی تابلوی اصلی شرکت است. این تابلو در سطح 3 یا Level 3  بوده و دارای سه خروجی برای کارگاه های A تا C می باشد. در این تابلو نیز از ضریب هزمانی 0.9 استفاده شده است. ضریب عدد 0.9 در دیماند مورد نیاز هر کارگاه یعنی 18.9+15.6+37.8 معادل 65 کاوا خواهد شد. همانطور که مشاهده می کنید دیماند مورد نیاز کارگاه 65 کاوا بوده در حالی که لیست بارها معادل 126 کاوا است. اختلاف این دو عدد نشان دهنده ی ضرایب بهره برداری و هزمانی در محاسبه ی دیماند یا بار مصرفی حقیقی می باشد. برای درک بهتر موضوع می توانید سالن های B و C از تصویر زیر را در نظر گرفته و مقادیر را خودتان محاسبه کنید. ضرایب ذکر شده در این بخش ها را می توان از جدول های قبلی به دست آورد.

انتخاب سایز ترانسفورماتور

هنگام تغذیه ی تاسیسات به صورت مستقیم از ترانسفورماتور MV/LV باید سایز مناسب آن را انتخاب کنیم. انتخاب سایز مناسب ترانسفورماتور پس از برآورد و محاسبه حداکثر دیماند برق و با توجه به موارد زیر انجام می‌شود:

• امکان ارتقاء ضریب توان تاسیسات با جبران سازی توان راکتیو
• برنامه‌های توسعه و افزایش بار تاسیسات
• محدودیت‌های نصب مانند دما و ارتفاع از سطح دریا
• رنج استاندارد ترانسفورماتورها

جریان نامی سمت LV در بار کامل ترانسفورماتور سه فاز با فرمول \({I_n} = \frac{{{P_a} \times {{10}^3}}}{{U\sqrt 3 }}\) محاسبه می‌شود. در این فرمول:

• Pa توان ظاهری ترانسفورماتور بر حسب kVA
• U ولتاژ فاز با فاز در بی باری بر حسب ولت مانند 237 یا 410 ولت
• جریان بر حسب آمپر

در ترانسفورماتورهای 400 ولت سه فاز می توان از ضرب kVA در 1.4 جریان را به صورت تقریبی به دست آورد. جریان در ترانسفورماتورهای تکفاز به شکل \(In = \frac{{Pa \times {{10}^3}}}{V}\) محاسبه می شود. در این فرمول V ولتاژ بین ترمینال های LV در بی باری است.

رنج استاندارد ترانسفورماتورها

این جدول طبق IEC 60076 بیان کننده ی رنج استاندارد ترانسفورماتورهای MV/LV و جریان نامی LV آن ها است. جهت محاسبه‌ی جریان نامی در ولتاژ متفاوت می‌توان از فرمول‌های زیر استفاده کرد:

\[{I_n} = \frac{{{P_a} \times {{10}^3}}}{{U\sqrt 3 }}\]

\[In = \frac{{Pa \times {{10}^3}}}{V}\]

توان ظاهری kVA	جریان در ولتاژ 237	جریان در ولتاژ 410
100	244	141
160	390	255
250	609	352
315	767	444
400	974	563
500	1218	704
630	1535	887
800	1949	1127
1000	2436	1408
1250	3045	1760
1600	3898	2253
2000	4872	2816
2500	6090	3520
3150	7673	4436

انتخاب منابع تغذیه

به منظور افزایش تداوم در تغذیه‌ی تاسیسات الکتریکی می‌توان از منابع آماده به کار یا استندبای نیز استفاده کرد. انتخاب‌ها و مشخصه‌های این منابع جایگزین بخشی از معماری شبکه است که در فصل‌های دیگر کتاب شرح داده شده است. انتخاب منبع اصلی معمولا بین اتصال به شبکه‌های توزیع LV یا MV است. در برخی از تاسیسات منبع اصلی نیز می‌تواند انواع ژنراتورهای گردان باشد. استفاده از ژنراتورها به عنوان منبع اصلی در مناطق بسیار دور افتاده و بدون دسترسی به شبکه‌های LV و MV انجام می‌شود. البته در مواردی که قابلیت اطمینان شبکه از قابلیت اطمینان درخواستی کمتر باشد نیز از ژنراتورها به عنوان منبع اصلی استفاده خواهد شد.

علت های اتصال به شبکه فشار متوسط

در عمل ممکن اتصال به شبکه‌های MV با دلایل مختلفی انجام می‌شود. برخی از مهمترین دلایل عبارتند از:

• بارهای بالا: این مقدار با توجه به قوانین منطقه‌ای تعیین شده ولی به صورت معمول توان‌های بیشتر از 250kVA به شبکه‌ی MV متصل می‌شوند.
• قابلیت اطمینان: در شرایطی که قابلیت اطمینان درخواستی بیشتر از قابلیت اطمینان شبکه LV باشد، تاسیسات به شبکه MV متصل می‌شوند.
• توسعه: در صورتی که تاسیسات در حال راه‌اندازی بوده و نیاز به توان بیشتری در آینده خواهد داشت.
• بروز اشکال و صدمه به دیگران: در صورت تاثیر تاسیسات روی شبکه‌ی LV و ایجاد اختلال در کار دیگر مشترکین معمولا از سطح MV استفاده می‌شود.

مزایای اتصال به شبکه‌ی فشار متوسط

مزایای مشترک MV:

• عدم اختلال توسط مشترکین LV
• انتخاب آزادانه‌ی سیستم زمین بخش LV
• تعرفه‌های اقتصادی گسترده
• توانایی افزایش بار در مقیاس‌های بزرگ

نکات مهم:

• متقاضی مالک پست MV/LV بوده و در برخی کشورها باید پست را با هزینه‌ی خود ساخته و تجهیز کند.
• نگهداری از پست نیز ممکن است با هزینه‌ی متقاضی انجام شود.
• در برخی از شرایط خاص ممکن است شرکت توزیع در احداث خط MV سرمایه گذاری کند.
• مقداری از هزینه‌های اتصال ممکن است در برخی کشورها به اولین مشترک بازگردانده شود.
• به عنوان مثال پس از اتصال مشترک دوم به شبکه‌ی MV احداث شده توسط اولین متقاضی در زمان مشخص
• متقاضی تنها به بخش LV تاسیسات دسترسی دارد. دسترسی به بخش عملیاتی و اندازه گیری MV تنها مخصوص پرسنل شرکت توزیع است.
• در برخی کشورها امکان کار با حفاظت اصلی مانند بریکر یا سکسیونر فیوزدار توسط متقاضی نیز وجود دارد.
• نوع و محل قرارگیری پست باید با توافق بین شرکت توزیع و متقاضی مشخص شود.

انرژی‌های تجدید پذیر

هر روزه استفاده از انرژی‌های تجدید‌پذیر مانند انرژی خورشیدی در تغذیه‌ی بارهای LV تاسیسات بیشتر می‌شود. پنل‌های خورشیدی به دو شکل استفاده می‌شوند:

• اتصال به شبکه‌های توزیع و کار موازی
• عمل به صورت مستقل و بدون اتصال به شبکه‌های توزیع

با توجه به اختلاف سطح و نوع ولتاژ تولید شده توسط پنل‌ها استفاده از مبدل D.C به A.C الزامی است. اطلاعات بیشتر در این خصوص در مقالات بعدی ارائه خواهد شد.

در ویدئوی زیر که برگرفته از دوره تاسیسات فشار متوسط است، مراحل کلی طراحی تاسیسات الکتریکی را شرح می دهیم:

محتوای این مقالات برگرفته از کتاب تاسیسات فشار متوسط تالیف مثلث زرد می باشد. این کتاب دارای مجوز از وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی بوده و هر گونه کپی و نسخه برداری و انتشار مجدد غیرمجاز بوده و پیگرد قانونی دارد.