تابلوهای دیماندی

 
تابلوهای دیماندی چیست؟

منظور از دیماند در تابلوهای دیماندی، مقدار قدرتی است که از اداره برق خریداری شده است و تجهیزات نصب شده این مقدار توان الکتریکی را می توانند به مصرف کننده با استفاده از تابلو برق ارائه دهند (منظور سیستم انتقال و ترانسفورماتور کاهنده ای است که مشترک از آن استفاده می کند.)

مصرف کننده می تواند در مقاطعی (به مدت یک سال) ازمقدار دیماند خود به صورت قراردادی کاهش دهد(بدون اینکه تجهیزات تغییری کنند) یعنی به عنوان مثال اگر دیماند خریداری شده از شرکت برق 3 مگاوات باشد می تواند مقدار آنرا بصورت قراردادی کاهش دهد. مثلا به یک مگاوات برای مدت یک سال.

این عمل برای مواقعی است که مصرف کننده مطمئن است در طول یک سال از حداکثر قدرت(دیماند) استفاده نخواهد کرد و برای کاهش هزینه ثابت دیماند، آنرا به صورت قراردادی کاهش می دهد.
نقشه و قیمت تابلو برق دیماندی یا دیماند چیست

تابلو برق دیماند تابلوی توزیعی است که یک کنتور سه فاز دیماند جهت مصارف موتور خانه و روشنایی مجتمع های مسکونی یا کارخانجات در آن بسته میشود و مصرف کننده میتواند جریان بالایی را از آن مصرف کند ، چرا که کنتورهای معمولی ساختمانهای معمولی دارای فیوز نهایتا 32 آمپری میباشند.

لذا در مجتمع های مسکونی ، بیمارستانها ، ادارات و… برق مورد نیاز جهت تاسیسات موتورخانه ، روشنایی دستگاه پله و محیط ، آسانسورها و… از تابلوی دیماند تامین میگردد. و هزینه قبض برق دیماند را مشترکین بصورت شارژ ماهیانه پرداخت میکنند.
دیماند قراردادی قبض برق سه فاز ساختمان چیست

مشخصات تابلو برق دیماند: کنتور برق دیماند فقط ولتاژ را میخواند و آمپر مصرفی از روی هر فاز را بوسیله CT یا ترانس جریان میخواند و هزینه برق مصرفی را محاسبه میکند. اجزای آن میتواند از قطعات فیوزهای مینیاتوری ، کنتاکتور ، تایمرها (مثلا جهت کنترل روشنایی) ، کنترل فاز ، شینه کشی و… جهت توزیع برق به محل های مختلف وجود داشته باشد.

این تابلو دارای یک عدد کلید قدرت ورودی است که محاسبه آن به این صورت است که برق (توان) مصرفی تمامی قطعات و المانهایی که در خروجی نیاز داریم را با هم جمع کرده و آمپر ماکزیمم مورد نیاز را محاسبه می نماییم. تابلو متناسب با نقشه طراح ساخته شود و در ورودی و خروجی تابلو برق حتما از گلند مناسب استفاده کنید و مطمان شوید که ارت مناسب به بدنه تابلو برق و خروجیها متصل شود.
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 ساختمان و تاسیسات صنعتی را مشاهده می کنید. به صورت کلی تعریف دیماند 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.
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 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

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.

International Electrotechnical Vocabulary
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.