حساب الاحمال الكهربائية لوحدات السكنية
حسابات الأحمال الكھربائیةفي الوحدات السكنیة
إعداد
المھندس : نضال محمد الفرج
عضو الھیئة السعودیة للمھندسین
2006
حسابات الأحمال الكھربائیة في الوحدات السكنیة
مقدمة .
من التطبیقات الكھربائیة (Dwelling Units) تعتبر الأحمال الكھربائیة المنزلیة أو الموجودة في الوحدات السكنیة
الیومیة اللتي یتعامل معھا الإنسان ، وھذه الأحمال المستخدمة لایتم إستخدامخھا في المنزل إلا بعد حسابات ھندسیة
لتقییم كمیة الحمل الكھربائي المتوقع إستخدامھ ، وتقوم الشركة المزودة للكھرباء في الغالب على عمل ھذا التقییم بناء
على الرسم الھندسي للمنزل أو الوحدة السكنیة ، وبتحدید كمیة الحمل یتم على أساسھا تحدید حجم الكابل الموصل
للخدمة الذي یجب إستخدامھ وأجھزة الحمایة الخاصة بھ .
سنتناول ھنا الحسابات الھندسیة المتعلقة بتحدید حجم كابل الخدمة الذي یكون موصل من المحول الكھربائي الخارجي
إلى لوحة توزیع الكھرباء الرئیسیة ، وسنستند على نظام كود الكھرباء العالمي في حساباتنا فأي إشارة لرقم مقالة أو
جدول یجب الرجوع إلیھا في كود الكھرباء العالمي .
كیف تختار حجم الكابل الرئیسي المغذي للوحدة السكنیة ؟
الطریقة الھندسیة المتبعة عالمیا لتحدید حجم الكابل الرئیسي للوحدة السكنیة تتطلب 6 خطوات حسابیة كالتالي : -
أولا : حساب الحمل الكھربائي العام والذي یتكون من : -
(220- 3A - الإنارة العامة والمخارج الكھربائیة: 3 فولت أمبیر لكل قدم مربع أو لكل 0.093 متر مربع.. (جدول
(NEC 220.16(A) – 210.11(C)) .. - إعتبار لوجود جھازین عادیین على الأقل لكل منھما 1500 فولت أمبیر
- الحمل الخاص بغسالة الملابس 1500 فولت أمبیر (جدول 220.11 ) ، وفي حالة كون المبنى مجمع سكني بھ
NEC ) مغسلة رئیسیة واحدة بدون وجود مغاسل في كل شقة فإننا في ھذه الحالة بإمكاننا حذف حسابات المغسلة
210.52 (F) )
بما أن ھذه الأحمال لاتتزامن في وقت واحد ، نطبق قیمة معامل الطلب (معامل الإستھلاك) كما ھو موضح في جدول
220.11 على مجموع الأحمال المذكورة أعلاه كالتالي : -
في حالة كون المبنى مجمع سكني یتكون من عدة وحدات سكنیة
100 % من أول 3000 فولت أمبیر من الحمل .
35 % من ال 117000 فولت أمبیر التالیة لل 3000 فولت أمبیر
25 % من الحمل المتبقي .
( ثم نوجد مجموع النسب المستھلكة ( مجموع 1
في حالة كون المبنى عبارة عن وحدة سكنیة واحدة
100 % من أول 3000 فولت أمبیر من الحمل .
35 % من الحمل المتبقي .
( ثم نوجد مجموع النسب المستھلكة ( مجموع 1
كالتالي : - (NEC220.15 - ثانیا : حساب أحمال أجھزة التكییف و التدفئة ( 220.21
% أعتبر أن حمل أجھزة التكییف تستھلك بنسبة 100
% أعتبر أن حمل أجھزة التسخین تستھلك بنسبة 100
بما أن ھذه الأجھزة لاتستخدم متزامنة في وقت واحد بإمكانك حذف الحمل ذو القیمة الأقل
. ( أحذف الحمل الذي قیمتھ أقل وسجل الذي قیمتھ الأكبر ( مجموع 2
ثالثا : حساب أحمال الأجھزة المتنوعة : أستخدم معامل إستھلاك بنسبة 75 % إذا كان لدیك 4 أجھزة أو أكثر
لكن . ( NEC 220.17 ) . Disposal متواجدة في مكان واحد مثل غسالة الأواني أو السخان الكھربائي أو جھاز
ومعدات الطبخ الكھربائیة . ( NEC ومنشفة الملابس . ( 220.18 ( NEC استثني المدفئة الكھربائیة . ( 220.15
. ( وأجھزة التكییف ( مجموع 3 ( NEC 220.19 )
رابعا : حساب حمل منشفة الملابس : حدد 5000 وات لكل منشفة ملابس أو خذ القیمة المزودة من المصنع إذا كانت
أكثر من 5000 وات وبعد ذلك أختر معامل الإستھلاك المناسب حسب عدد المناشف المستخدمة من الجدول 222.18
( ، والحد الأدنى من الفولت أمبیر ھنا 5000 فولت أمبیر. (مجموع 4
خامسا : حسابات حمل الفرن الكھربائي (معدات الطبخ الكھربائیة) : أتبع الجدول 220.19 والذي یوضح معامل
الإستھلاك الذي یجب إستخدامھ حسب الكیلو وات وأتبع أیضا الملاحظات المدونة أسفل الجدول .
سادسا : قم بجمع الفولت أمبیر الذي حصلت علیھ في الخطوات من 1 إلى 5
. ثم قم بإیجاد التیار الكھربائي وبالتالي قم بإختیار الكابل الرئیسي المناسب من الجدول 310.16
والجھد KW لكل جھاز كھربائي نوجده بمعلومیة التیار والجھد الكھربائي أو بمعلومیة ال VA ملاحظة : ال
قیمة التیار فإننا نستخدمھا ( Name Plate) الكھربائي ، فإذا كان الجھاز مكتوب على صفیحة الإسم الخاص بھ
بغضالنظر عن القیمة المكتوبة في الجداول ، وفي حال عدم وجوده مكتوب نأخذ القیمة من الجدول .
. مثال مفصل : 1
أفترضأن لدیك وحدة سكنیة مساحتھا 1500 قدم مربع وتحتوي على الأجھزة الكھربائیة التالیة:-
جھاز تكییف بمحرك أحادي الطور و یتغذى من مصدر جھد كھربائي 240 فولت.
مدفئة كھربائیة بقوة 10 كیلو وات وتتغذى من من مصدر جھد كھربائي 240 فولت.
240 فولت . / معدات طبخ كھربائیة مدى قوتھا 14 كیلو وات ثنائي الجھد 120
سخان كھربائي بقوة 4 كیلو وات
منشفة ملابس بقوة 4 كیلو وات
جھاز غسیل صحون بقوة 2 كیلو وات وتتغذى من من مصدر جھد كھربائي 120 فولت.
1 حصان عند 120 فولت. / بقوة 2 (Compactor ) جھاز ضاغط كھربائي للفضلات المنزلیة
1 حصان عند 120 فولت / للمسالك المائیة في المنزل بقوة 3 Disposal جھاز
مضخة میاه بقوة حصان واحد عند 240 فولت .
أوجد الكابل الرئیسي المناسب الذي یجب إستخدامھ لیزود ھذه الوحدة السكنیة بالطاقة اللازمة .
الحل :-
أولا: حساب الحمل الكھربائي العام .
. VA 4500 = 3 X - الإنارة العامة والمخارج الكھربائیة : 3 فولت أمبیر لكل قدم مربع ==> 1500
VA 3000 = 1500 X - جھازین عادیین على الأقل لكل منھما 1500 فولت أمبیر ==> 2
VA - الحمل الخاصبغسالة الملابس 1500 فولت أمبیر ==> 1500
9000 = 1500 + 3000 + 4500 <===
VA 3000 = 1 X 3000 <== 100 % من أول 3000
VA 2100 = 0.35 X 6000 <== 35 % من الحمل المتبقي 6000
VA 5100 = 2100 + 3000 = ==> مجموع 1
ثانیا : حساب أحمال أجھزة التكییف و التدفئة
جھاز التكییف : محرك كھربائي قوتھ 5 حصان 240 فولت
==> جدول 430.147
A 28 = (Full Load Current) ==> قیمة تیار المحرك عند أعلى حمل
VA 6270 = 240 X 28 = VA <==
جھاز التسخین (المدفئة) : 10 كیلو وات عند 240 فولت
VA 10000 = VA <==
بما أن ھذه الأجھزة لاتستخدم متزامنة في وقت واحد بإمكانك حذف الحمل ذو القیمة الأقل
==> أحذف حمل جھاز التكییف
VA 10000 = ==> مجموع 2
ثالثا : حساب أحمال الأجھزة المتنوعة
VA سخان كھربائي بقوة 4 كیلو وات ==> 4000
VA جھاز غسیل صحون بقوة 2 كیلو وات ==> 2000
1 حصان وعند 120 فولت / جھاز ضاغط كھربائي بقوة 2
==> جدول 430.147
A ==> قیمة التیار عند أعلى حمل = 9.8
VA 1176 = 9.8 X 120 = VA <==
1 حصان عند 120 فولت / بقوة 3 Disposal جھاز
==> جدول 430.147
A ==> قیمة التیار عند أعلى حمل = 7.2
VA 864 = 9.8 X 120 = VA <==
مضخة میاه بقوة حصان واحد عند 240 فولت
==> جدول 430.147
A ==> قیمة التیار عند أعلى حمل = 8
VA 960 = 8 X 120 = VA <==
أستخدم معامل إستھلاك بنسبة 75 % إذا كان لدیك 4 أجھزة أو أكثر متواجدة في مكان واحد
VA 6750 = 0.75 X ( 960 + 864 + 1176 + 2000 + 4000) <==
VA6750 = ==> مجموع 3
رابعا : حساب حمل منشفة الملابس : والحد الأدنى من الفولت أمبیر ھنا 5000 فولت أمبیر
وكما نجد في الجدول 220.18 أن معامل الإستھلاك ھو 100 % في حالة عدد منشفة كھربائیة واحدة .
. VA 5000 = ==> مجموع 4
خامسا : حسابات حمل الفرن الكھربائي (معدات الطبخ الكھربائیة) .
. KW لدینا في ھذا المثال معدات طبخ تصل قوتھا إلى 14
الموجود KW بالرجوع إلى الجدول 220.19 نجد أسفلھ ملاحظات ، وملاحظة رقم 1 تقول بأنھ یجب علینا رفع ال
. KW ولاتتجاوز 27 KW في معدات الطبخ اللتي تزید قوتھا عن 12 KW بنسبة 5 % لكل C في العمود
KW زیادة 2 <== KW لدینا 14
0.1 = 0.05 X 2 = %5X 2
KW لمعدات الطبخ الكھربائیة اللتي تصل إلى 12 VA من الجدول نجد أن للوحدة السكنیة الواحدة یتطلب 8000
. VA 8800 = 1.1 X یتطلب : 8000 KW ==> لمعدات الطبخ اللتي تصل قوتھا ل 14
VA 8800 = ==> مجموع 5
VA 35650 = 8800 + 5000 + 6750 + 10000 + سادسا : المجموع الكلي = 5100
A 148.542 = 35650/ 240 = P/V = I <==
==> جدول 310.16
والذي یتیح لك AWG 1/ ==> الكابل النحاسي المناسب للإستخدام عند درجة حرارة 75 درجة مئویة ھو 0
. A حمل تیار كھربائي یصل حتى 150
. مثال مفصل : 2
أفترضأن لدیك مجمع سكني یتكون من 25 وحدة سكنیة ، كل وحدة سكنیة مساحتھا 1000 قدم مربع وتحتوي على
الأجھزة الكھربائیة التالیة : -
(VA غسالة صحون ( 12000 – (W مدفئة( 0005 - (A 30.8 ، V جھاز تكییف ( 208
(W منشفة ملابس ( 4500 – (W سخان كھربائي ( 4500 – (VA 1500) Disposal جھاز
. W معدات طبخ كھربائیة یصل مداھا إلى 15500
. V 208 / نظام الفولتیة في المجمع ثلاثي الأطوار 120
أوجد الحمل المستھلك و الكابل المناسب لھذا الحمل
الحل :-
أولا :حساب الحمل الكھربائي العام لكل وحدة سكنیة
VA3000 = VA 3 X - الإنارة العامة والمخارج الكھربائیة : 1000
VA 3000 = 1500 X - جھازین عادیین على الأقل لكل منھما 1500 فولت أمبیر ==> 2
VA - الحمل الخاصبغسالة الملابس 1500 فولت أمبیر ==> 1500
VA مجموع الحمل العام لكل وحدة سكنیة = 7500
VA 187500 = 7500 X ==> الحمل العام للمجمع السكني = 25
VA 3000 = 1 X 3000 <== VA 100 % من أول 3000
VA40950 = 0.35 X 35 % من ال 117000 فولت أمبیر التالیة ==> 117000
VA 16875 = 0.25 X 67500 <== VA 25 % من الحمل المتبقي 67500
مجموع 1 = VA ==> مجموع الحمل الكھربائي العام للمجمع = 60825
ثانیا : حساب أحمال أجھزة التكییف و التدفئة.
VA 6406 = 30.8 X 208 <== (A 30.8 ، V جھاز تكییف ( 208
VA 7500 <== KW المدفئة 7500
بما أن ھذه الأجھزة لاتستخدم متزامنة في وقت واحد بإمكانك حذف الحمل ذو القیمة الأقل
==> أحذف حمل جھاز التكییف
مجموع 2 = VA 187500 = 25 X 7500 <==
ثالثا : حساب أحمال الأجھزة المتنوعة
VA 1500 <== Disposal جھاز VA غسالة الصحون ==> 1200
VA 4500 <== (W سخان كھربائي ( 4500
7200 = 4500+ 1500 + 1200 <==
مجموع 3 = VA 180000 = 25 X 7200 <==
رابعا : حساب حمل منشفة الملابس.
یجب أن تستخدم في الحسابات ،W بالرغم من أن كل وحدة سكنیة تستخدم 4500 <== (W منشفة ملابس ( 4500
كما ھو مشار إلیھ في المادة 220.18 في كود الكھرباء العالمي . W 5000
VA 125000 = 25 X VA 5000 <==
كذلك نجد في الجدول 220.18 أن لحساب معامل الإستھلاك لعدد من الناشف كھربائیة یزید عن 23 ویقل عن 43
(( عدد المناشف – 23 ) X 0.5 ) – نطبق المعادلة التالیة :معامل الإستھلاك % = 35
% 34 = ((23 – 25) X0.5 )– ==> معامل الإستھلاك ل 25 منشفة % = 35
مجموع 4 = VA 42500 = 0.34 X 125000 <==
خامسا : حسابات حمل الفرن الكھربائي (معدات الطبخ الكھربائیة) .
W معدات طبخ كھربائیة یصل مداھا إلى 15500
. KW لدینا في ھذا المثال معدات طبخ تصل قوتھا إلى 15.5
الموجود KW بالرجوع إلى الجدول 220.19 نجد أسفلھ ملاحظات ، وملاحظة رقم 1 تقول بأنھ یجب علینا رفع ال
. KW ولاتتجاوز 27 KW في معدات الطبخ اللتي تزید قوتھا عن 12 KW بنسبة 5 % لكل C في العمود
4KW قرب الكسر إلى <== KW زیادة 3.5 <== KW لدینا 15.5
20 % زیادة = %5 X 4 <==
لمعدات الطبخ الكھربائیة اللتي تصل إلى VA من الجدول 220.19 نجد أن لعدد 25 وحدة سكنیة یتطلب 40000
KW12
. VA 48000 =1.2 X یتطلب : 40000 KW ==> لمعدات الطبخ اللتي تصل قوتھا ل 15.5
VA 48000 = ==> مجموع 5
سادسا : المجموع الكلي للحمل الكھربائي للمجمع
VA 518825 = 48000 + 42500 + 180000 + 187500 + 60825 =
A 1440 = (208 X 1.732 ) ÷ 518825 = (208 X 1.732 ) ÷ VA = I <== لحساب قیمة التیار
==> بالرجوع إلى جدول 310.16 لانجد ھناك كابل مناسب لحمل ھذ التیار
لذلك نستخدم كابلات متوازیة لتوزیع التیار علیھا
A كل كابل سیحمل 490 AWG ==> لو أستخدمنا 3 كابلات متوازیة من حجم 800
A 1470 = 3 X 3 كابلات متوازیة ستحمل 490 <==
A قیمة الحمل للمجمع السكني بالأمبیر 1440
AWG وبإمكاننا إستخدام 3 كابلات نحاسیة متوازیة من حجم 800
2. Over 8¾ kWthrough 27 kWranges of unequal ratings. For ranges individually rated more than 8¾ kW
and of different ratings, but none exceeding 27 kW, an average value of rating shall be computed by adding
together the ratings of all ranges to obtain the total connected load (using 12 kW for any range rated less
than 12 kW) and dividing by the total number of ranges. Then the maximum demand in Column C shall be
increased 5 percent for each kilowatt or major fraction thereof by which this average value exceeds 12 kW.
3. Over 1¾ kWthrough 8¾ kW. In lieu of the method provided in Column C, it shall be permissible to add
the nameplate ratings of all household cooking appliances rated more than 1¾ kWbut not more than 8¾
kW and multiply the sum by the demand factors specified in Column A or B for the given number of
appliances. Where the rating of cooking appliances falls under both Column A and Column B, the demand
factors for each column shall be applied to the appliances for that column, and the results added together.
4. Branch-Circuit Load. It shall be permissible to compute the branch circuit load for one range in
accordance with Table 220.19. The branch-circuit load for one wall-mounted oven or one counter mounted
cooking unit shall be the nameplate rating of the appliance. The branch-circuit load for a counter-mounted
cooking unit and not more than two wall-mounted ovens, all supplied from a single branch circuit and
located in the same room, shall be computed by adding the nameplate rating of the individual appliances
and treating this total as equivalent to one range.
5. This table also applies to household cooking appliances rated over 13.4 kW and used in instructional
programs.
رد مع اقتباس
