در این مطلب به طور اختصاصی به سراغ محاسبات تابلو برق رفته ایم. ببینید دوستان، انواع تابلو برق زیاد است و هر مدل به عنوان  قلب تپنده هر سیستم الکتریکی است. هر یک از انواع تابلو  یک محفظه فلزی یا پلاستیکی دارد که  مجموعه‌ای از تجهیزات قطع و وصل، فرمان، سنجش، حفاظت و پایش را در خود جای می‌دهد و به اپراتورها امکان می‌دهد تا به‌صورت ایمن و کارآمد، سیستم‌های الکتریکی را مدیریت کنند. یکی از موارد تعیین کننده سطح ایمنی و راه اندازی درست، محاسبات تابلو برق به شیوه استاندارد است. در ادامه مو به مو به سراغ  بررسی دفترچه محاسبات تابلو برق و محاسبه کلید اصلی تابلو برق میرویم.

انواع تابلو برق بر اساس سطح ولتاژ

قبل از شروع محاسبات تابلو برق به سراغ انواع آن میرویم. ببینید دوستان، تابلوهای برق از نظر سطح ولتاژ به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند: تابلو برق فشار ضعیف (LV)، تابلو برق فشار متوسط (MV) و تابلو برق فشار قوی (HV). هر کدام از این تابلوها ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم. دانستن انواع تابلو برق و محاسبات، برای طراحی تابلو برق ضروری است. 

تابلو برق فشار ضعیف (LV)

تابلو برق فشار ضعیف برای ولتاژهای کمتر از ۱۰۰۰ ولت طراحی شده است. این تابلوها معمولاً در ساختمان‌های تجاری، مسکونی و برخی ایستگاه‌های برق استفاده می‌شوند. انواع مختلفی از تابلوهای فشار ضعیف وجود دارد که شامل تابلوهای ایستاده، دیواری و رومیزی می‌شود.

تابلو برق فشار متوسط (MV)

تابلو برق فشار متوسط برای ولتاژهای بین ۱۰۰۰ تا ۳۶۰۰۰ ولت استفاده می‌شود. این تابلوها معمولاً در صنایع بزرگ و ایستگاه‌های برق کاربرد دارند. تابلوهای فشار متوسط به دلیل استفاده از گازهای SF6 برای ایمنی بیشتر، بسیار محبوب هستند.

تابلو برق فشار قوی (HV)

تابلو برق فشار قوی برای ولتاژهای بالاتر از ۳۶۰۰۰ ولت طراحی شده است. این تابلوها در ایستگاه‌های برق بزرگ و شبکه‌های توزیع برق استفاده می‌شوند. تابلوهای فشار قوی به دلیل نیاز به تجهیزات خاص و ایمنی بالا، معمولاً در پروژه‌های بزرگ و صنعتی کاربرد دارند.

نکات مهم در انتخاب تابلو برق

• سطح ولتاژ: انتخاب تابلو برق باید بر اساس سطح ولتاژ مورد نیاز باشد.
• محل نصب: تابلوهای برق باید در محل‌های مناسب و با توجه به شرایط محیطی نصب شوند.
• ایمنی: استفاده از تجهیزات ایمنی مناسب برای جلوگیری از شوک الکتریکی و حفاظت از تجهیزات ضروری است.

انتخاب صحیح تابلو برق بر اساس سطح ولتاژ و نیازهای خاص پروژه، می‌تواند به بهبود عملکرد سیستم‌های الکتریکی و افزایش ایمنی کمک کند. با توجه به تنوع تابلوهای برق، انتخاب مناسب‌ترین گزینه نیاز به بررسی دقیق و مشاوره با متخصصان دارد.

انواع تابلو برق بر اساس محل نصب

تابلوهای برق بر اساس محل نصب به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: تابلوهای برق توکار و تابلوهای برق روکار.

۱. تابلو برق توکار

تابلوهای برق توکار در داخل دیوار نصب می‌شوند و تنها درب آن‌ها قابل مشاهده است. این نوع تابلوها به دلیل مخفی بودن بدنه، ظاهری زیبا و مرتب به محیط می‌بخشند و بیشتر در ساختمان‌های مسکونی و تجاری استفاده می‌شوند. از مزایای این تابلوها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• زیبایی و نظم: به دلیل مخفی بودن بدنه، ظاهر محیط را تحت تاثیر قرار نمی‌دهند.
• حفاظت بیشتر: به دلیل قرارگیری در داخل دیوار، از آسیب‌های فیزیکی و محیطی محافظت می‌شوند.

۲. تابلو برق روکار

تابلوهای برق روکار بر روی دیوار نصب می‌شوند و بدنه آن‌ها کاملاً قابل مشاهده است. این نوع تابلوها بیشتر در محیط‌های صنعتی و کارگاهی استفاده می‌شوند. از مزایای این تابلوها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• دسترسی آسان: به دلیل نصب بر روی دیوار، دسترسی به تجهیزات داخلی آسان‌تر است.
• نصب سریع و آسان: نیاز به تخریب دیوار برای نصب ندارند و به راحتی قابل نصب هستند.

نکات مهم در نصب تابلو برق

برای نصب تابلوهای برق، رعایت نکات زیر ضروری است:

• محل نصب: باید در محلی نصب شوند که دسترسی به آن‌ها آسان باشد و در عین حال از آسیب‌های محیطی محافظت شوند.
• تهویه مناسب: تابلوهای برق باید در محلی نصب شوند که تهویه مناسبی داشته باشد تا از گرم شدن بیش از حد تجهیزات جلوگیری شود.
• ارتفاع مناسب: تابلوهای برق باید در ارتفاعی نصب شوند که دسترسی به آن‌ها برای تعمیر و نگهداری آسان باشد.

انتخاب نوع تابلو برق و محل نصب آن بستگی به نیازها و شرایط محیطی دارد. تابلوهای برق توکار برای محیط‌های مسکونی و تجاری مناسب هستند، در حالی که تابلوهای برق روکار بیشتر در محیط‌های صنعتی و کارگاهی استفاده می‌شوند. با رعایت نکات مهم در نصب تابلوهای برق، می‌توان از عملکرد بهینه و ایمنی سیستم‌های الکتریکی اطمینان حاصل کرد.

انواع تابلو برق بر اساس عملکرد

تابلوهای برق، به عنوان قلب سیستم های الکتریکی، نقش حیاتی در مدیریت و توزیع انرژی ایفا می‌کنند. این تجهیزات به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

تابلوهای برق توزیع:

این تابلوها انرژی الکتریکی را از شبکه سراسری جمع‌آوری و به مصرف‌کننده‌ها توزیع می‌کنند. آن‌ها دارای ورودی از شبکه برق و خروجی به سمت مصرف‌کننده‌ها هستند. تابلوهای توزیع وظیفه تقسیم بندی و انتقال جریان برق ورودی را بر عهده دارند. این تابلوها به عنوان منبع تغذیه برای دستگاه‌ها و تابلوهای دیگر عمل می‌کنند.

تابلوهای برق کنترل:

این نوع تابلوها مجهز به ابزارآالات متنوعی برای سنجش وضعیت سیستم هستند. پس از جمع‌آوری اطلاعات سیستم، تنظیمات اعمال شده توسط کاربر را به سیستم منتقل می‌کنند.

هر دو نوع تابلو برق، با هماهنگی و کارایی خود، زیربنای مدیریت انرژی الکتریکی را تشکیل می‌دهند و نقشی کلیدی در تامین برق پایدار و ایمن ایفا می‌کنند.

انواع تابلو برق بر اساس ساختاری

تابلوهای برق یکی از اجزای حیاتی در سیستم‌های الکتریکی هستند که برای کنترل و توزیع انرژی الکتریکی استفاده می‌شوند. این تابلوها از نظر ساختاری به چند دسته تقسیم می‌شوند که در ادامه به بررسی هر یک از آن‌ها می‌پردازیم.

۱. تابلوهای برق دیواری (Wall-Mounted)

این نوع تابلوها به دیوار نصب می‌شوند و معمولاً در فضاهای داخلی مانند ساختمان‌های مسکونی و تجاری استفاده می‌شوند. تابلوهای دیواری به دلیل اندازه کوچک و نصب آسان، محبوبیت زیادی دارند.

۲. تابلوهای برق قفسه‌دار (Rack-Mounted)

این تابلوها در قفسه‌های مخصوص قرار می‌گیرند و بیشتر در محیط‌های صنعتی و تجاری بزرگ استفاده می‌شوند. تابلوهای قفسه‌دار به دلیل قابلیت ارتقاء و افزودن تجهیزات جدید، بسیار کارآمد هستند.

۳. تابلوهای برق مدولار (Modular)

تابلوهای مدولار از ماژول‌های جداگانه تشکیل شده‌اند که هر یک از آن‌ها وظیفه خاصی را بر عهده دارند. این تابلوها به دلیل انعطاف‌پذیری بالا و امکان سفارشی‌سازی، در پروژه‌های بزرگ و پیچیده مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۴. تابلوهای برق کشویی (Withdrawable)

این نوع تابلوها دارای بخش‌های کشویی هستند که به راحتی می‌توان آن‌ها را جدا و نصب کرد. تابلوهای کشویی برای تعمیر و نگهداری آسان و سریع طراحی شده‌اند و در محیط‌های صنعتی کاربرد زیادی دارند.

۵. تابلوهای برق فلزی (Metal Enclosed)

این تابلوها از جنس فلزی ساخته شده‌اند و تمامی تجهیزات الکتریکی درون یک محفظه فلزی قرار می‌گیرند. تابلوهای فلزی به دو دسته Metal Clad و Compartment Type تقسیم می‌شوند:

• Metal Clad: در این نوع، تجهیزات به صورت جداگانه و با قابلیت مشاهده قرار دارند که در صورت وقوع خطا، سایر بخش‌ها تحت تأثیر قرار نمی‌گیرند.
• Compartment Type: تمامی تجهیزات در یک محفظه مشترک قرار دارند و برای نصب آن‌ها باید شرایط محیطی و حفاظتی مورد بررسی قرار گیرد.

انتخاب نوع مناسب تابلو برق بستگی به نیازها، محیط و کاربرد آن دارد. هر یک از انواع تابلوهای برق دارای ویژگی‌ها و مزایای خاص خود هستند که باید با توجه به شرایط پروژه انتخاب شوند.

اگر می‌خواهید به صورت اصولی و صحیح، تابلو برق را طراحی کنید و هنوز دانش کافی در این مورد ندارید، توصیه می‌کنیم دوره آموزش طراحی تابلو برق و محاسبات تابلو برق آموزشگاه مهندسی ساختمان را تهیه کنید. در این دوره صفر تا صد طراحی تابلو برق توسط استاد مجرب ما آموزش داده شده است. اگر سوالی درمورد این پکیج آموزشی دارید، با شماره ۸۸۸۳۱۰۲۱-۰۲۱ تماس بگیرید تا از مشاوره رایگان کارشناسان ما بهره‌مند شوید.

مرحله به مرحله آموزش محاسبات تابلو برق

• دریافت اطلاعات کامل از کارفرما (بررسی تمامی تجهیزات درون محل نصب تابلو برق، بررسی متراژ، ولتاژ تجهیزات، شرایط اقلیمی و…)
• تهیه پی ال سی به تعداد مورد نیاز
• انجام طراحی و نقشه کشی تابلو برق با نرم افزار
• اندازه گیری و انتخاب سایز مناسب و انجام برش کاری های لازم بر روی تابلو برق بر اساس داده های نرم افزار و نقشه داده شده توسط طراح. در واقع در این مرحله، مهندسین، باید به نقشه خوانی مدار صنعتی (نقشه مدار قدرت و نقشه مدار فرمان) مسلط باشند.
• سیم کشی تابلو برق، قرار دادن قطعات در مکان مناسب به صورت اصولی و استاندارد طبق نقشه و اطلاعات
• نحوه تست تجهیزات و تابلو برق ها

تعریف، اجزا و نقش تابلوهای برق در صنعت:

همانطور که میدانید، تابلو برق در واقع یک پنل و محفظه است که قطعات و تجهیزات برقی و سایر اجزای مورد استفاده در صنعت برق روی آن قرار میگیرد. اصلی ترین قطعات آن عبارتند از:

1. کنتاکتور (Contactor)
2. بی متال (Bimetal)
3. کلید ها
4. رله (Relay)
5. عناصر مربوط به اندازه گیری
6. ترانس جریان (CT)
7. ترانس ولتاژ (PT)
8. بدنه
9. هادی های ارتباطی

از تابلو برق در کجا استفاده می‌شود؟

تابلوهای برق در مکان‌ها و کاربردهای مختلفی استفاده می‌شوند که هر یک از آن‌ها نقش مهمی در کنترل و توزیع انرژی الکتریکی دارند. در ادامه به برخی از مهم‌ترین کاربردهای تابلوهای برق اشاره می‌کنیم:

1. ساختمان‌های مسکونی: در ساختمان‌های مسکونی، تابلوهای برق برای توزیع برق به واحدهای مختلف و کنترل سیستم‌های روشنایی، تهویه مطبوع و سایر تجهیزات الکتریکی استفاده می‌شوند.
2. ساختمان‌های تجاری و اداری: در این نوع ساختمان‌ها، تابلوهای برق برای مدیریت و توزیع برق به دفاتر، فروشگاه‌ها، و سایر فضاهای تجاری و اداری به کار می‌روند. این تابلوها معمولاً شامل سیستم‌های حفاظتی و کنترلی پیشرفته‌تری هستند.
3. صنایع و کارخانجات: در محیط‌های صنعتی، تابلوهای برق برای کنترل و نظارت بر فرآیندهای تولید، ماشین‌آلات و تجهیزات سنگین استفاده می‌شوند. این تابلوها باید دارای مقاومت بالا و قابلیت اطمینان زیادی باشند.
4. نیروگاه‌ها و پست‌های برق: تابلوهای برق در نیروگاه‌ها و پست‌های برق برای مدیریت و توزیع انرژی الکتریکی تولید شده به شبکه‌های توزیع و مصرف‌کنندگان نهایی استفاده می‌شوند. این تابلوها معمولاً شامل تجهیزات حفاظتی و کنترلی پیچیده‌ای هستند.
5. پروژه‌های عمرانی و زیرساختی: در پروژه‌های عمرانی مانند ساخت پل‌ها، تونل‌ها و جاده‌ها، تابلوهای برق برای تأمین برق مورد نیاز تجهیزات و ماشین‌آلات ساختمانی استفاده می‌شوند.
6. مراکز داده و سرورها: در مراکز داده و سرورها، تابلوهای برق برای تأمین برق پایدار و مطمئن به تجهیزات شبکه و سرورها استفاده می‌شوند. این تابلوها باید دارای سیستم‌های پشتیبانی و حفاظتی قوی باشند.

چه عواملی بر قیمت تابلو برق اثر می‌گذارند؟

قیمت تابلوهای برق به عوامل متعددی بستگی دارد که هر یک از آن‌ها می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر هزینه نهایی داشته باشد. در ادامه به بررسی مهم‌ترین عوامل تاثیرگذار بر قیمت تابلوهای برق می‌پردازیم:

1. نوع تابلو برق
2. جنس بدنه
3. اندازه تابلو برق
4. کیفیت ساخت
5. برند سازنده
6. قیمت مواد اولیه
7. محل نصب

روش های محاسبات تابلو برق

• نحوه محاسبه جریان نامی کل در محاسبات تابلو برق: محاسبه جریان نامی کل در طراحی تابلو برق یک گام اساسی است. در این فرآیند، باید جریان نامی هر خط خروجی را با هم جمع کرد و سپس حاصل جمع جریان تک تک فازها را با هم مقایسه نمود. در صورت نیاز می‌توان نسبت به تغییر فازها اقدام کرد.
• نحوه محاسبه توان کل مصرفی تابلو برق: محاسبه توان کل مصرفی تابلو برق نیز حائز اهمیت است. مهم ترین عامل در این محاسبات، توان مورد تقاضای کل (T.D.L) است. یک روش محاسبه، جمع توان نامی تمام خطوط (تک فاز یا سه فاز) و سپس اعمال ضریب دیماند (D.F) است. روش دقیق تر، تفکیک توان های مصرفی بر اساس ماهیت و نوع بار و اعمال ضریب دیماند به صورت جداگانه برای هر گروه و در نهایت جمع کردن آن ها است.
• محاسبه ابعاد تابلو برق: محاسبه ابعاد تابلو برق نیز مهم است. برای نمونه، کنتور برق خانگی و مغازه (۱ واحدی) باید در ارتفاع ۱.۸ تا ۲ متر از کف تمام شده نصب شود. ارتفاع نصب تابلوی دیواری باید بین ۱ تا ۲.۲ متر از کف تمام شده باشد. تابلوهای فضای باز نیز باید روی سکوی آجری یا بتنی ۲۰ تا ۲۵ سانتی متر از سطح زمین نصب شوند. حداقل ارتفاع نصب برای جعبه تقسیم (توکار یا روکار) نیز ۲.۲ متر است.

در صورتی که علاقه دارید نحوه محاسبه تابلو برق خازنی را یاد بگیرید، از شما دعوت میکنیم به صفحه مقاله مراجعه نمایید.

نحوه محاسبات تابلو برق گام به گام

محاسبات تابلو برق شامل مجموعه‌ای از محاسبات الکتریکی است که برای طراحی، ساخت و بهره‌برداری ایمن و مؤثر تابلو برق انجام می‌شود. این محاسبات تضمین می‌کنند که تابلو برق قادر به تحمل جریان و توان مورد نیاز تجهیزات متصل به آن باشد و از بروز خطراتی مانند اتصال کوتاه، اضافه بار و آتش‌سوزی جلوگیری شود. در اینجا به طور جامع به مراحل و نکات مهم در محاسبات تابلو برق می‌پردازیم:

۱. تعیین اطلاعات اولیه:

• نوع تابلو برق: توزیع، فرمان، خازنی و…
• ولتاژ و جریان: ولتاژ ورودی و خروجی، جریان نامی و جریان اتصال کوتاه.
• تعداد و نوع مصرف‌کننده‌ها: نوع بارهای متصل به تابلو (موتور، روشنایی، گرمایش و…)، توان هر مصرف‌کننده و ضریب توان آنها.
• محل نصب: داخلی یا خارجی، شرایط محیطی (دما، رطوبت و…).
• استانداردها: استانداردهای مربوط به طراحی و ساخت تابلو برق (مانند IEC).

۲. محاسبه جریان نامی بارها:

برای هر مصرف‌کننده، جریان نامی با استفاده از فرمول‌های زیر محاسبه می‌شود:

• بارهای تکفاز: I = P / (V × cosφ)
• بارهای سه فاز: I = P / (√۳ × V × cosφ)

که در آن:

• I: جریان (آمپر)
• P: توان (وات)
• V: ولتاژ (ولت)
• cosφ: ضریب توان

۳. تعیین جریان نامی تجهیزات:

پس از محاسبه جریان نامی بارها، جریان نامی تجهیزات حفاظتی (مانند کلیدهای مینیاتوری، فیوزها و کلیدهای اتوماتیک) باید به گونه‌ای انتخاب شود که از جریان نامی بارها بیشتر باشد، اما از حداکثر جریان قابل تحمل سیم‌ها و کابل‌ها کمتر باشد.

۴. محاسبه جریان اتصال کوتاه:

محاسبه جریان اتصال کوتاه برای تعیین قدرت قطع تجهیزات حفاظتی و جلوگیری از آسیب دیدن آنها در هنگام وقوع اتصال کوتاه ضروری است. این محاسبات معمولاً با استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی انجام می‌شود.

۵. محاسبه جریان نامی کل تابلو برق:

جریان نامی کل تابلو برق برابر با مجموع جریان نامی تمام بارهای متصل به آن است. در نظر داشته باشید که در برخی موارد، به دلیل عدم استفاده همزمان از تمام بارها، می‌توان از ضریب تقاضا (Demand Factor) برای کاهش جریان نامی کل استفاده کرد.

۶. محاسبه توان کل مصرفی:

توان کل مصرفی تابلو برق برابر با مجموع توان تمام بارهای متصل به آن است.

۷. تعیین ضریب دیماند و جریان مصرفی کل:

ضریب دیماند نشان می‌دهد که چه درصدی از کل توان نصب شده به طور همزمان مورد استفاده قرار می‌گیرد. با استفاده از این ضریب، می‌توان جریان مصرفی واقعی تابلو برق را محاسبه کرد.

۸. انتخاب تجهیزات:

با توجه به محاسبات انجام شده، تجهیزات مناسب (کلیدها، فیوزها، کنتاکتورها، رله‌ها، سیم‌ها، کابل‌ها و…) با رعایت استانداردهای مربوطه انتخاب می‌شوند.

۹. بررسی افت ولتاژ:

افت ولتاژ در طول سیم‌ها و کابل‌ها باید محاسبه و بررسی شود تا از کاهش ولتاژ بیش از حد در محل مصرف‌کننده‌ها جلوگیری شود.

۱۰. محاسبات مکانیکی:

علاوه بر محاسبات الکتریکی، محاسبات مکانیکی نیز برای تعیین ابعاد تابلو، وزن آن، نحوه نصب و تهویه مناسب انجام می‌شود.

 تهیه دفترچه محاسبات تابلو برق صنعتی

جهت تهیه دفترچه محاسبات تابلو برق صنعتی باید موارد زیر را محاسبه کنید:

• توان کل الکتریکی موتور (Total Electrical Power)
• توان کل اکتیو تابلو برق (Active Power)
• توان کل راکتیو تابلو برق (Reactive Power)
• ضریب توان کل تابلو برق (Outcome Power Factor)
• جریان ورودی تابلو برق (Incoming Panel Current)

ورود اطلاعات در دفترچه محاسبات تابلو برق

• توان بار الکتریکی (Power [KW]): در این بخش، مقدار توان مؤثر (مفید) بار الکتریکی بر حسب کیلووات (KW) درج می‌گردد.
• تعداد فاز (۳/۱ PH): در این قسمت، تعداد فاز بار الکتریکی، اعم از تک فاز (1PH) یا سه فاز (3PH)، مشخص می‌شود.
• روش راه‌اندازی بارهای موتوری (Start Mode): انواع روش‌های راه‌اندازی موتورها به شرح زیر است:
• راه‌اندازی مستقیم (Direct On Line – DOL): در این روش، موتور مستقیماً به منبع تغذیه متصل شده و با حداکثر جریان راه‌اندازی شروع به چرخش می‌کند.
• روش ستاره-مثلث (Star-Delta – SD): در این روش، ابتدا سیم‌پیچ‌های موتور به صورت ستاره و سپس به صورت مثلث به منبع تغذیه متصل می‌شوند تا جریان راه‌اندازی کاهش یابد.
• روش راه‌انداز نرم یا سافت استارتر (Soft Starter – SSD): این روش با استفاده از قطعات الکترونیکی، ولتاژ اعمال شده به موتور را به تدریج افزایش می‌دهد و جریان راه‌اندازی را کنترل می‌کند.
• راه‌اندازی با اینورتر (Variable Speed Drive – VSD): در این روش، از اینورتر برای کنترل فرکانس و ولتاژ اعمال شده به موتور استفاده می‌شود که امکان کنترل دقیق سرعت موتور را فراهم می‌کند.

متغیرهای محاسبه شده در دفترچه محاسبات تابلو برق

فرمول توان اکتیو (Active Power) کل تابلو برق بر حسب KW

    ۲. فرمول توان راکتیو (Reactive Power) کل تابلو برق بر حسب KVAR

3. فرمول توان راکتیو (Reactive Load) برای یک بار موتوری و یا عمومی:

ضریب توان کل بارها (Outcome Power Factor):

محاسبه جریان ورودی تابلو (Incoming Panel Current)

محاسبه جریان ورودی تابلو (Incoming Panel Current) بر حسب آمپر یکی از مهم‌ترین مراحل در طراحی و ساخت تابلو برق است. این محاسبه به تعیین ظرفیت تجهیزات حفاظتی، سیم‌ها و کابل‌های ورودی تابلو کمک می‌کند. در اینجا به روش‌های مختلف محاسبه جریان ورودی تابلو و نکات مهم مرتبط با آن می‌پردازیم:

روش‌های محاسبه جریان ورودی تابلو:

محاسبه بر اساس توان کل:
این روش رایج‌ترین روش محاسبه جریان ورودی تابلو است. برای این کار، ابتدا باید توان کل بارهای متصل به تابلو را محاسبه کنیم. سپس با استفاده از فرمول‌های زیر، جریان ورودی را محاسبه می‌کنیم:

تابلو تک فاز: I = P / (V × cosφ)
تابلو سه فاز: I = P / (√۳ × V × cosφ)

که در آن:

I: جریان ورودی (آمپر)
P: توان کل بارها (وات)
V: ولتاژ (ولت) (۲۲۰ ولت برای تک فاز و ۳۸۰ ولت برای سه فاز)
cosφ: ضریب توان (به طور معمول بین ۰.۸ تا ۰.۹ در نظر گرفته می‌شود)
مثال: فرض کنید یک تابلو سه فاز با توان کل ۳۰ کیلووات و ضریب توان ۰.۸۵ داریم. جریان ورودی به صورت زیر محاسبه می‌شود:

I = (30 × ۱۰۰۰) / (√۳ × ۳۸۰ × ۰.۸۵) ≈ ۵۳.۹ آمپر

محاسبه با در نظر گرفتن ضریب همزمانی (Demand Factor):
در بسیاری از موارد، تمام بارها به طور همزمان مورد استفاده قرار نمی‌گیرند. به همین دلیل، می‌توان از ضریب همزمانی برای کاهش جریان ورودی محاسبه شده استفاده کرد. ضریب همزمانی معمولاً بین ۰ تا ۱ است و نشان می‌دهد که چه درصدی از کل توان نصب شده به طور همزمان مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای محاسبه جریان ورودی با در نظر گرفتن ضریب همزمانی، ابتدا جریان ورودی را با روش اول محاسبه می‌کنیم، سپس آن را در ضریب همزمانی ضرب می‌کنیم.

مثال: در مثال قبلی، اگر ضریب همزمانی ۰.۷ باشد، جریان ورودی به صورت زیر محاسبه می‌شود:

I = 53.9 × ۰.۷ ≈ ۳۷.۷ آمپر

محاسبه بر اساس جریان نامی تجهیزات تابلو برق:
در برخی موارد، می‌توان جریان ورودی تابلو را بر اساس جریان نامی تجهیزات حفاظتی اصلی (مانند کلید اصلی) تعیین کرد. در این روش، جریان نامی کلید اصلی باید بیشتر یا مساوی با جریان ورودی محاسبه شده باشد.

محاسبه جریان بار بر حسب آمپر در حالت تک فاز:

که در آن :

ΙL : جریان بار (ΙLM و ΙLG) برحسب آمپر
P: توان بار بر حسب کیلووات
V: ولتاژ بار بر حسب ولت
PF: ضریب توان
η : مقدار بازده
جریان سه فاز کل تابلو برابر است با جمع جبری تمام جریان های بارهای سه فاز که به عنوان Service انتخاب شده اند. علاوه بر این، جریان کل بارهای تک فاز به صورت زیر است:

ظرفیت خازن مناسب (Required Capacitor):

مطلب مرتبط: بررسی ظرفیت خازن

محاسبه کلید اصلی تابلو برق شامل مراحل زیر است:

محاسبه توان کل مصرف‌کننده‌ها: ابتدا باید مجموع توان مصرفی تمامی تجهیزات سه فاز و تک فاز متصل به تابلو را محاسبه کنیم.

مصارف موتوری سه فاز: در مثال ارائه شده، توان مصرفی موتورهای سه فاز به صورت زیر محاسبه شده است:

(۲ موتور × ۳۰ کیلووات) + (۴ موتور × ۱۱ کیلووات) + (۲ موتور × ۹۰ کیلووات) + (۲ موتور × ۴ کیلووات) + (۲۰ موتور × ۲۲ کیلووات) = 732 کیلووات

محاسبه جریان مصارف سه فاز: برای محاسبه جریان، از فرمول زیر استفاده می‌کنیم:

P = √۳ × I × V × cosφ

که در آن:

P: توان (وات) (۷۳۲ کیلووات = 732000 وات)
I: جریان (آمپر)
V: ولتاژ (ولت) (۳۸۰ ولت در سیستم سه فاز)
cosφ: ضریب توان (در اینجا ۰.۷۶ در نظر گرفته شده است)
با جایگذاری مقادیر در فرمول، جریان به دست می‌آید:

۷۳۲۰۰۰ = 1.۷۳ × I × ۳۸۰ × ۰.۷۶

I ≈ ۱۴۶۵ آمپر

مصارف تکفاز روشنایی: توان مصرفی روشنایی تک فاز به صورت زیر محاسبه شده است:

(۱۰ لامپ × ۱۰۰۰ وات) + (۲۴ لامپ × ۵۰۰ وات) + (۳۰۰ لامپ × ۶۰ وات) = 40000 وات

محاسبه جریان مصارف تکفاز روشنایی: برای محاسبه جریان، از فرمول زیر استفاده می‌کنیم:

P = I × V × cosφ

که در آن:

P: توان (وات) (۴۰۰۰۰ وات)
I: جریان (آمپر)
V: ولتاژ (ولت) (۲۲۰ ولت در سیستم تک فاز)
cosφ: ضریب توان (در اینجا ۱ در نظر گرفته شده است)
با جایگذاری مقادیر در فرمول، جریان به دست می‌آید:

۴۰۰۰۰ = I × ۲۲۰ × ۱

I ≈ ۱۸۱ آمپر

از آنجا که این مصارف تکفاز هستند و برای محاسبه جریان در سیستم سه فاز باید تقسیم بر سه شوند، داریم:

I ≈ ۱۸۱ / ۳ ≈ ۶۰ آمپر (تقریب زده شده)

مصارف عمومی تکفاز (سایر مصارف): مجموع توان این مصارف ۴۸ کیلووات است.

محاسبه جریان مصارف عمومی تکفاز: با استفاده از فرمول مشابه مصارف تکفاز روشنایی:

۴۸۰۰۰ = I × ۲۲۰ × ۱

I ≈ ۲۱۸ آمپر

و با تقسیم بر سه برای تطبیق با سیستم سه فاز:

I ≈ ۲۱۸ / ۳ ≈ ۷۲.۶ آمپر

محاسبه جریان کل (بدون ضریب همزمانی): مجموع جریان‌های محاسبه شده برای هر بخش را با هم جمع می‌کنیم:

It = 1465 + 60 + 72.6 ≈ ۱۵۹۷.۶ آمپر (تقریباً ۱۶۰۰ آمپر)

محاسبه جریان با ضریب همزمانی: برای در نظر گرفتن این واقعیت که تمام تجهیزات به طور همزمان با حداکثر توان کار نمی‌کنند، از ضریب همزمانی (Demand Factor – DF) استفاده می‌کنیم. در این مثال، ضریب همزمانی ۰.۸ در نظر گرفته شده است. همچنین، برای اطمینان بیشتر، ضریبی برابر ۱.۷ نیز در نظر گرفته می‌شود:

I = Σin × DF × ۱.۷

I = 1600 × ۰.۸ × ۱.۷ ≈ ۲۱۷۶ آمپر

در نظر گرفتن ظرفیت اضافه: برای پیش‌بینی توسعه‌های احتمالی و جلوگیری از اضافه بار در آینده، معمولاً ۱۰ تا ۲۰ درصد ظرفیت اضافه در نظر گرفته می‌شود. در این مثال، ۱۵ درصد در نظر گرفته شده است:

۲۱۷۶ + (۲۱۷۶ × ۰.۱۵) ≈ ۲۵۰۰ آمپر

نتیجه‌گیری:

با توجه به محاسبات انجام شده، کلید اصلی تابلو برق باید حداقل ۲۵۰۰ آمپر باشد.

نرم‌افزارهای محاسبه ابعاد تابلو برق،

نرم‌افزارهای محاسبه ابعاد تابلو برق، مثل، EPLAN Electric P8، AutoCAD Electrical و SolidWorks Electrical ابزارهایی هستند که به مهندسان برق و طراحان تابلو کمک می‌کنند تا ابعاد مناسب تابلو برق را بر اساس تجهیزات مورد نیاز، جریان‌ها، ولتاژها و استانداردهای مربوطه محاسبه کنند. این نرم‌افزارها با در نظر گرفتن عواملی مانند تعداد و اندازه تجهیزات (کلیدها، فیوزها، کنتاکتورها، رله‌ها و غیره)، فضای مورد نیاز برای سیم‌کشی تابلو برق، تهویه و دسترسی، ابعاد بهینه تابلو را تعیین می‌کنند. استفاده از این نرم‌افزارها باعث افزایش دقت، کاهش خطا، صرفه‌جویی در زمان و بهینه‌سازی فضا در طراحی تابلوهای برق می‌شود. برخی از این نرم‌افزارها قابلیت‌هایی مانند ایجاد نقشه‌های تابلو، محاسبات الکتریکی و گزارش‌دهی را نیز ارائه می‌دهند.

خلاصه ای از فرمول های محاسبات تابلو برق

جمع بندی در مورد محاسبات تابلو برق

محاسبات تابلو برق شامل تعیین توان و جریان مصرفی بارها (تک فاز و سه فاز)، محاسبه جریان کل و انتخاب تجهیزات حفاظتی (کلیدها، فیوزها و کابل‌ها) بر اساس استانداردهای مربوطه و با در نظر گرفتن ضریب همزمانی و ظرفیت توسعه است. هدف از این محاسبات، تضمین عملکرد ایمن و مطمئن تابلو و جلوگیری از خطراتی مانند اتصال کوتاه و اضافه بار است. در نهایت، محاسبات باید با رعایت دقیق استانداردها و توسط افراد متخصص انجام شود.