نتحدث الآن عن تصميم الدوائر الفرعية ولكن دعونا نتعرف علي معني كلمة دائرة فرعية الدائرة الفرعية هي الدائرة الخارجة من لوحة التوزيع الفرعية لتغذية الحمل وطبعا كلمه فرع أو branch ليست غريبة علي مهندسين الكهرباء.

load Single phase 3 phase و طبعا الحمل الكهربي يجوز أن يكون أحادى الوجه أو ثلاثي الوجه

و طبعا في حالة ال single phase تكون الدائرة الفرعية عبارة عن موصل لل phase إلي الحمل و موصل neutral من الحمل يعود إلي لوحة التوزيع الفرعية.

أما في حالة ال 3 phase فيكون عدد الأسلاك الموصلة للحمل هي 3 و وموصل لل neutral ليعود للوحة الفرعية ( في حالة أن تكون توصيلة الحمل ستار... و لكن في حالة الدلتا لا يوجد موصل للتعادل ). 3 موصلات لل 3 phase موصل التعادل

و نبدأ بال single phase branch circuit : لوحة توزيع فرعية قاطع circuit breaker موصل ( سلك أو كابل ) الحمل الكهربي

والآن نجيب علي بعض الأسئلة للمثال الذي أمامنا وستكون ا سئلة بالترتيب من اللوحة إلي الحمل أي في إتجاه سريان التيار : 1- هل الجهد عند اللوحة معلوم؟ طبعا منكم من تسرع وقال نعم إن الجهد هو 220 فولت..... طبعا هذه الإجابة غير دقيقة بالمرة نظرا لان اللوحة الفرعية عادتا ما تكون في نهاية ال single line diagram و طبعا الجهد يحدث له هبوط علي الموصلات لذلك يكون الجهد هو (220- الهبوط في الجهد على الموصلات ).

2- بالنسبة للقاطع.... كيف يتم تصميمه؟ القيم المطلوب إيجادها للقاطع بالنسبة للقاطع هي : 1- تيار الحماية من زيادة الحمل. 2 - تيار الحماية في حالة حدوث القصر و تكون قيمته بالكيلو أمبير KA. 3- نختار القاطع من نوع مناسب لخواص الحمل. و لننتظر هذه الحسابات في مثال

3- ما هي القيم و المواصفات التي يجب علي المصمم إيجادها بالنسبة للموصل؟ يجب أن يحقق الموصل الشروط الأتية : 1- يتحمل التيار الذي يمر به لتغذية الحمل. 2- ألا تتعدي نسبة هبوط الجهد علي الموصل نسبة هبوط الجهد المسموح بها. 3- أن يتحمل تيار القصر دون أن يتلف في حالة حدوث خطأ. و لننتظر المثال أيضا

4- هل يؤثر نوع الحمل الكهربي علي اختيار العوامل السابقة ؟ الإجابة طبعا نعـــــــــــــــــم لنوع الحمل تأثير واضح علي القاطع فمثلا لو كان الحمل إضاءة فنختار قاطع مخصص لمثل هذا التطبيق ولو كان الحمل موتور كهربي بد أن نتعامل مع قاطع مخصص للمواتير ( طبعا هذا لآن لكل قاطع خواص تميزه هذه الخواص تكون علاقة بين التيار و الزمن و هي تختلف حسب نوع و وظيفة القاطع ) وطبعا اخت ف نوع الحمل يؤثر علي طريقة حساب التيار الذي يمر بالحمل فمث لو كان الحمل كشاف كهربي مث ف بد أن نضيف 25% من قيمة القدرة وذلك لإننا نأخذ التيار الذي يستهلكه الترانس في الحسبان.... و لو كان الحمل محرك فلابد أن نأخذ في ا عتبار كفاءة المحرك في الحسابات... وهكذا

والآن دور المثال الذي سيبين لنا ما تكلمنا عنه بالسابق : V=218 VOLT F= 50 HZ L طول الموصل و لنفترض أنه يساوى 15 متر حمل أحادي الطور. P=1 kw Pf=0.8 أما نوع الحمل : هو عبارة عن مجموعة من كشافات الفلوريسنت بمكثف تصحيح عامل القدرة و بادئ من النوع العادي. طبعا واضح هنا أن هبوط الجهد هو 2 فولت.... أي أن نسبة هبوط الجهد من المصدر إلي هذه اللوحة الفرعية هي Vd %= ( )*100/220=0.91volt

فلنبدأ أولا بحساب تيار الحمل و لنرمز له بالرمز IB قدرة هذا الحمل الفعالة هي 1 كيلو وات أي 1000 وات و نضيف 25% من هذه القيمة و ذلك لنأخذ في الاعتبار قدرة الترانس فتصبح القدرة P = *.25=1250 WATT و معامل القدرة للحمل 0.8 إذا قدرته الظاهريه تحسب من : S=P/P.F=1250/.08=1562 KVA ويكون التيار : IB= S/V=1562/218= 7 A هذا التيار يسمي بالتيار التصميمي..... و هي القيمة التي تدخل في معادلات تصميم القاطع و الموصل

بعد أن حسبنا تيار الحمل و سميناه بالتيار التصميمي. نحسب تيار الحماية In و تيار الحماية هو تيار القاطع وقيمته تكون أكبر من قيمة التيار التصميمي... ويحسب كالأتي : IN=1.25*IB= 1.25*7=9 A و طبعا نختار قاطع له أقرب قيمة لهذا التيار..... و لكن مع ملاحظه أنها اقرب أكبر قيمة وليست أقرب أصغر قيمة. فا نختار مثلا قاطع 10 أمبير.

وألان جاء دور اختيار مساحة مقطع الموصل : طبعا هذه المسألة من المسائل الهامة في حسابات الدوائر الفرعية.... و كثير من المهندسين لآسف يختلط عليه الأمر فتجدهم يتعاملون مع حساب مساحة مقطع الموصل بطريقة بسيطة دون ا خذ في الاعتبار ل : 1- يتم اختيار مساحة مقطع الموصل علي قيمة التيار التصميمي مباشرة ولكن بد من تطبيق معام ت تصحيح ترتبط بدرجة حرارة الوسط المحيط و طريقة تمديد الموصل أو الكابل و هل هو م مس لمادة عازلة أم ؟ 2- بد لمساحة المقطع أن تحقق نسبة هبوط جهد أقل من أو تساوي النسبة المسموح بها. 3- بد أن يتحمل الموصل او الكابل الإجهاد الحراري الذي ينتج عند مرور تيار القصر ISC.

إذا قلنا أن السعة التيارية التي سنختار بها مساحة المقطع IZ فأن هذه القيمة تحسب من المعادلة : IZ=IB/CF حيث ال CF هو معامل التصحيح المجمع لطريقة التمديد و درجة حرارة الوسط المحيط وهو ببساطه يحسب بالطريقة الآتية : نجلب عوامل التصحيح منفردة من الأكواد الخاصة بالبلد أو من ال NEC ثم نضرب كل القيم التي حصلنا عليها ببعضها فنحصل علي معامل التصحيح الكلي :

وإليكم بعض جداول التصحيح من الكود المصري

سنفترض الآن أن درجة الحرارة 60 فتكون قيمة معامل التصحيح لدرجة الحرارة هي 0.63 و نفترض أيضا ان الماسورة التي سيمدد بها الموصل بها 4 موصلات فيكون معامل التصحيح هو 0.8

فيكون معامل التصحيح الكلى هو معامل التصحيح = 0.63*0.8=0.504 و تكون قيمة السعة التيارية للكبل هي : IZ= 9/0.504= 14 A لاحظ هنا ان التيار التصميمي أصغر من تيار الحماية و السعة التيارية و أن السعة التيارية أكبر من تيار الحماية.

الآن نذهب إلي جداول الشركات المصنعة للموصلات و نختار مساحة المقطع بناءا علي السعة التيارية المحسوبة : 15 أمبير أقرب قيمة للسعة التيارية 2 ملى متر مربع

الآن نتأكد أن مساحة المقطع المختارة تحقق الشرطين الآتيين : 1- نسبة هبوط الجهد. 2- الخصائص الحرارية للكبل تتحمل تيار القصر المحسوب.

1- نسبة هبوط الجهد : هبوط الجهد النوعي فى الكبل أو الموصل بالمملى فولت / أمبير / متر mV : التيار التصميمي للكبل بالأمبير :IB طول الكبل بالمتر : L من المعادلة : تكون متوفرة في كتالوجات الشركة المصنعة

أو من المعادلة : مقاومة الكبل المقاومة النوعية للنحاس طول الكابل مساحة المقطع

في حالتنا هذه نجد انه يعطينا ثابت يعبر عن مقاومة الكيبل لكل كيلو متر عند درجه حرارة 70 نستعمل هذا الثابت للحصول علي المقاومة R = 10.9*10/1000=0.109 OHM VOLTAGE DROP= R*IB=0.109*7=0.763 VOLT V%=0.763*100/218=0.35 و هي نسبة أقل من النسبة المسموح بها وهي 2.5% للدوائر الفرعية

تيار القصر : تيار القصر يحسب من المعادلة : القيمة العددية لتيار القصر الثلاثي : Is.c القيمة العددية للمعاونة الكلية للطور من مصدر التغذية حتى موقع القصر : Zt جهد الطور عند أطراف المصدر بالفولت عند عدم وجود حمل : Us جهد الطور عند أطراف المصدر فى حالة وجود حمل : Un تيار القصر يحسب علي اعتبار أن الخطأ يحدث علي اللوحة نفسها و وليس علي الدائرة الفرعية و لذلك هذا الشرط ليس هام هنا و سنفرد له شرحا خاصا