Как рассчитать защиту на трехфазный двигатель
Содержание
- Расчет автомата по мощности 380
- Как рассчитать мощность электротока
- Выбор автомата по номинальному току
- Расчет мощности онлайн-калькулятором
- Как рассчитать на сколько ампер нужен автомат: расчет автомата по мощности
- Для чего нужны защитные автоматы и как они работают?
- Для чего служит автомат
- Чем опасно короткое замыкание
- Зачем отключать сеть при перегрузке
- Ручное отключение
- Автоматические выключатели для бытовых сетей
- Основные параметры и классификация
- Конструктивное устройство расцепителей
- Соблюдение принципов селективности
- Простейшие правила установки
- Что важно знать при подключении электроприборов
- Таблица выключателей автоматических
- Критерии выбора
- По мощности нагрузки
- По сечению кабеля
- По току короткого замыкания (КЗ)
- По длительно допустимому току проводника
- Подбор номинала
- Как перевести номинальные амперы автоматического выключателя в мощность?
- Ошибки при выборе автоматических выключателей
- Стоит ли брать автомат с запасом
- Каким производителям стоит доверять
- Выводы и полезное видео по теме
- Видео
Расчет автомата по мощности 380
Расчеты электропроводки выполняются еще на стадии проектирования. Прежде всего рассчитывается сила тока в цепях, исходя из этого подбираются автоматические защитные устройства, сечение проводов и кабелей. Особое значение имеет расчет автомата по мощности 380, защищающий от перегрузок и коротких замыканий. Слишком большой номинал может привести к выходу из строя оборудования, поскольку устройство не успеет сработать. Низкий номинальный ток автомата приведет к тому, что защита будет срабатывать даже при незначительных перегрузках в часы пик.
Как рассчитать мощность электротока
В соответствии с законом Ома, сила тока (I) находится в прямой пропорции с напряжением (U) и в обратной пропорции с сопротивлением (R). Расчет мощности (Р) осуществляется путем умножения силы тока на напряжение. Таким образом, для участка цепи образуется следующая формула, по которой рассчитывается ток: I = P/U.
С учетом реальных условий, к данной формуле прибавляется еще один компонент и при расчетах однофазной сети получается следующий вид: I = P/(U х cos φ).
Трехфазная сеть рассчитывается немного по-другому. Для этого используется следующая формула: I = P/(1,73 х U х cos φ), в которой напряжение U условно составляет 380 вольт, cos φ является коэффициентом мощности, посредством которого активная и реактивная составляющие сопротивления нагрузки соотносятся между собой.
Современные блоки питания обладают незначительной реактивной компонентой, поэтому значение cos φ принимается за 0,95. Это не касается трансформаторов и электродвигателей с высокой мощностью, обладающих большим индуктивным сопротивлением. Расчет сетей, где могут подключаться такие устройства, выполняется с коэффициентом cos φ, эквивалентным 0,8. В других случаях используется стандартная методика расчетов с последующим применением повышающего коэффициента 1,19, получающегося из соотношения 0,95/0,8.
При использовании в формулах известных параметров напряжения 220 и 380 В, а также коэффициента мощности 0,95, в результате получается сила тока для однофазной сети – I = P/209, а для трехфазной – I = P/624. Таким образом, при наличии одной и той же нагрузки, сила тока в трехфазной сети будет в три раза ниже. Это связано с наличием трех проводов отдельных фаз, на каждую из которых равномерно распределяется общая нагрузка. Напряжение между каждой фазой и рабочим нулем составляет 220 вольт, поэтому известная формула может выглядеть следующим образом: I = P/(3 х 220 х cos φ).
Выбор автомата по номинальному току
Рассмотренные формулы широко применяются в расчетах вводного автоматического выключателя. Применяя одну из них – I = P/209 при нагрузке Р в 1 кВт, получается сила тока для однофазной сети 1000 Вт/209 = 4,78 А. Результат можно округлить в большую сторону до 5 А, поскольку реальное напряжение в сети не всегда соответствует 220 В.
Таким образом, получилась сила тока в 5 А на 1 кВт нагрузки. То есть, устройство мощностью более 1 кВт нельзя подключать, например, в удлинитель с маркировкой 5 А, поскольку он не рассчитан на более высокие токи.
Автоматические выключатели обладают собственным номиналом по току. Исходя из этого, легко определить нагрузку, которую они способны выдержать. Для упрощения вычислений существует таблица. Автомат номиналом 6 А соответствует мощности 1,2 кВт, 8 А – 1,6 кВт, 10 А – 2 кВт, 16 А – 3,2 кВт, 20 А – 4 кВт, 25 А – 5 кВт, 32 А – 6,4 кВт, 40 А – 8 кВт, 50 А – 10 кВт, 63 А – 12,6 кВт, 80 А – 16 кВт, 100 А – 20 кВт. Исходя из этих же номиналов проводятся расчеты автомата по мощности на 380в.
Метод 5 А на 1 кВт может использоваться и для определения силы тока, возникающей в сети, когда в нее подключаются какие-либо бытовые приборы и оборудование. В расчетах нужно пользоваться максимальной потребляемой мощностью во время пиковых нагрузок. Для этого применяются технические характеристики оборудования, взятые из паспортных данных. При их отсутствии можно взять ориентировочные параметры стандартных электроприборов.
Отдельно рассчитывается группа освещения. Как правило, мощность приборов освещения оценивается в пределах 1,5-2 кВт, поэтому для них будет достаточно отдельного автомата номиналом 10 А.
Если сложить все имеющиеся мощности, получается довольно высокий суммарный показатель. Однако на практике полная мощность никогда не используется, поскольку существуют ограничения на выделяемую электрическую мощность для каждой квартиры. В современном жилом доме, при наличии электроплит, она составляет от 10 до 12 кВт. Поэтому на вводе устанавливается автомат с номинальным током 50 А. Точно так же выполняется расчет мощности трехфазных автоматов.
Полученные 12 кВт распределяются по всей квартире с учетом размещения мощных и обычных потребителей. Особое внимание следует обратить на кухню и ванную комнату, где устанавливаются электроплиты, водонагреватели, стиральные машины и другое энергоемкое оборудование. Как правило, они подводятся к отдельным автоматическим выключателям соответствующего номинала, а сечение кабелей для подключения также рассчитывается в индивидуальном порядке.
Мощные бытовые агрегаты подключаются не только к автоматам, но и к устройствам защитного отключения. Часть общей мощности следует оставить для освещения и розеток, установленных в помещениях. Правильно выполненные расчеты позволят качественно смонтировать проводку и выбрать нужный выключатель. В этом случае эксплуатация оборудования будет безопасной и долговечной.
Расчет мощности онлайн-калькулятором
В первую очередь необходимо ввести исходные данные в соответствующие графы. На калькуляторе эти показатели включают количество фаз, напряжение сети и мощность нагрузки. Первые два пункта известны заранее, а вычисления мощности приборов и оборудования осуществляются вручную.
Напряжение для однофазной сети выставляется 220 вольт, для трехфазной – 380 В и выше. После ввода параметров остается лишь нажать на кнопку «Рассчитать» и получить требуемый результат. В соответствующем окне появятся данные о номинальном токе автоматического выключателя, наиболее подходящего для данной сети.
Выбор и расчет автомата по мощности и нагрузки
Расчет тока по мощности и напряжению
Расчет мощности трехфазной сети
Какой автомат поставить на 15 кВт
Онлайн калькулятор расчета тока по мощности
Источник
Как рассчитать на сколько ампер нужен автомат: расчет автомата по мощности
Для чего нужны защитные автоматы и как они работают?
Современные АВ имеют две степени защиты: тепловую и электромагнитную. Это позволяет обезопасить линию от повреждения в результате длительного превышения протекающим током номинальной величины, а также короткого замыкания.
Основным элементом теплового расцепителя является пластина из двух металлов, которая так и называется – биметаллической. Если на нее в течение достаточно длительного времени воздействует ток повышенной мощности, она становится гибкой и, воздействуя на отключающий элемент, вызывает срабатывание автомата.
Наличием электромагнитного расцепителя обусловлена отключающая способность автоматического выключателя при воздействии на цепь сверхтоков короткого замыкания, выдержать которые она не сможет.
Расцепитель электромагнитного типа представляет собой соленоид с сердечником, который при прохождении сквозь него тока высокой мощности моментально сдвигается в сторону отключающего элемента, выключая защитное устройство и обесточивая сеть.
Это позволяет обеспечить защиту провода и приборов от потока электронов, величина которого намного выше расчетной для кабеля конкретного сечения.
Для чего служит автомат
В цепи электропитания автомат ставят для предупреждения перегрева проводки. Любая проводка рассчитана на прохождение какого-то определенного тока. Если пропускаемый ток превышает это значение, проводник начинает слишком сильно греться. Если такая ситуация сохраняется достаточный промежуток времени, начинает плавиться проводка, что приводит к короткому замыканию. Автомат защиты ставят чтобы предотвратить эту ситуацию.
Пакетник или автомат защиты необходим для предотвращения перегрева проводников и отключения в случае КЗ
Вторая задача автомата защиты — при возникновении тока короткого замыкания (КЗ) отключить питание. При замыкании токи в цепи возрастают многократно и могут достигать тысяч ампер. Чтобы они не разрушили проводку и не повредили аппаратуру, включенную в линию, автомат защиты должен отключить питание как можно быстрее — как только ток превысит определенный предел.
Чтобы защитный автоматический выключатель исправно выполнял свои функции, необходимо правильно сделать выбор автомата по всем параметрам. Их не так много — всего три, но с каждой надо разбираться.
Чем опасно короткое замыкание
Такая ситуация может возникнуть во время ремонта, если электромонтёр случайно замыкает между собой нулевой и фазный провода, а так же из-за разрушения изоляции в переходной коробке или каком-нибудь электроприборе.
В этом случае ток, протекающий в проводах, может вырасти до очень большой величины, ограниченной только сопротивлением проводов и возможностями линии. Токоведущие жилы при этом нагреваются до температуры возгорания изоляции, что может привести к пожару, поэтому необходимо немедленно отключить питание линии.
Зачем отключать сеть при перегрузке
Не менее опасна перегрузка линии. При протекании по проводам тока, больше номинального, они нагреваются. Это приводит к разрушению изолирующей оболочки кабеля и последующему короткому замыканию.
Процесс нагрева проводов занимает какое-то время, поэтому для защиты линии от перегрузки используется защита, отключающая питание электроприборов через время после возникновения проблемы.
Информация! Повышенный ток при пуске электродвигателя является нормой и длится меньше, чем задержка срабатывания автомата. |
Причиной перегрузки может быть одновременное включение электроприборов большой мощности, неисправность электрооборудования или запуск электродвигателя, например, в пылесосе или кондиционере.
Если от короткого замыкания отключит практически любой автоматический выключатель, то неправильно выбранное устройство отключит питание при номинальном токе линии или не сможет защитить проводку от перегрева, поэтому перед установкой необходимо произвести расчет автомата по мощности.
Ручное отключение
Кроме защитных функций автоматические выключатели могут использоваться для отключения линии. Необходимость в этом может возникнуть для ремонта или замены розеток и выключателей, а так же для отключения неиспользуемых объектов, например электроотопления в летний период.
Автоматические выключатели для бытовых сетей
Электроснабжающие организации осуществляют подключение домов и квартир, выполняя работы по подведению кабеля к распредщиту. Все мероприятия по монтажу разводки в помещении выполняют его владельцы, либо нанятые специалисты.
Чтобы подобрать автомат для защиты каждой отдельной цепи необходимо знать его номинал, класс и некоторые другие характеристики.
Основные параметры и классификация
Бытовые автоматы устанавливают на входе в низковольтную электрическую цепь и предназначены они для решения следующих задач:
Каждый выключатель имеет характеристику, выраженную в амперах, которую называют номинальная сила тока (In) или “номинал”.
Суть этого значения проще понять, используя коэффициент превышения номинала:
K = I / In,
где I – реальная сила тока.
Эти параметры зафиксированы в п. 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010. Чтобы узнать за какое время произойдет отключение при K>1.45 нужно воспользоваться графиком, отражающим времятоковую характеристику конкретной модели автомата.
При длительном превышении током значения номинала выключателя в 2 раза, размыкание произойдет за период от 8 секунд до 4-х минут. Скорость срабатывания зависит от настройки модели и температуры среды
Также у каждого типа автоматического выключателя определен диапазон тока (Ia), при котором срабатывает механизм мгновенного расцепления:
Устройства типа “B” применяют в основном для линий, которые имеют значительную длину. В жилых и офисных помещениях используют автоматы класса “С”, а приборы с маркировкой “D” защищают цепи, где есть оборудование с большим пусковым коэффициентом тока.
Стандартная линейка бытовых автоматов включает в себя устройства с номиналами в 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.
Конструктивное устройство расцепителей
В современном автоматическом выключателе присутствуют два вида расцепителей: тепловой и электромагнитный.
Биметаллический расцепитель имеет форму пластины, созданной из двух токопроводящих металлов с различным тепловым расширением. Такая конструкция при длительном превышении номинала приводит к нагреву детали, ее изгибу и срабатыванию механизма размыкания цепи.
У некоторых автоматов с помощью регулировочного винта можно изменить параметры тока, при котором происходит отключение. Раньше этот прием часто применяли для “точной” настройки устройства, однако эта процедура требует углубленных специализированных знаний и проведения нескольких тестов.
Вращением регулировочного винта (выделен красным прямоугольником) против часовой стрелки можно добиться большего времени срабатывания теплового расцепителя
Сейчас на рынке можно найти множество моделей стандартных номиналов от разных производителей, у которых времятоковые характеристики немного отличаются (но при этом соответствуют нормативным требованиям). Поэтому есть возможность подобрать автомат с нужными “заводскими” настройками, что исключает риск неправильной калибровки.
Электромагнитный расцепитель предотвращает перегрев линии в результате короткого замыкания. Он реагирует практически мгновенно, но при этом значение силы тока должно в разы превышать номинал. Конструктивно эта деталь представляет собой соленоид. Сверхток генерирует магнитное поле, которое сдвигает сердечник, размыкающий цепь.
Соблюдение принципов селективности
При наличии разветвленной электрической цепи можно организовать защиту таким образом, чтобы при коротком замыкании произошло отключение только той ветви, на которой возникла аварийная ситуация. Для этого применяют принцип селективности выключателей.
Наглядная схема, показывающая принцип работы системы автоматических выключателей с реализованной функцией селективности (выборочности) срабатывания при возникновении короткого замыкания
Для обеспечения выборочного отключения на нижних ступенях устанавливают автоматы с мгновенной отсечкой, размыкающие цепь за 0.02 – 0.2 секунды. Выключатель, размещенный на вышестоящей ступени, или имеет выдержку по срабатыванию в 0.25 – 0.6 с или выполнен по специальной “селективной” схеме в соответствии со стандартом DIN VDE 0641-21.
Для гарантированного обеспечения селективной работы автоматов лучше использовать автоматы от одного производителя. Для выключателей единого модельного ряда существуют таблицы селективности, которые указывают возможные комбинации.
Простейшие правила установки
Участок цепи, который необходимо защитить выключателем может быть одно- или трехфазным, иметь нейтраль, а также провод PE (“земля”). Поэтому автоматы имеют от 1 до 4 полюсов, к которым подводят токопроводящую жилу. При создании условий для расцепления происходит одновременное отключение всех контактов.
Автоматы в щитке крепят на специально отведенную для этого DIN-рейку. Она обеспечивает компактность и безопасность подключения, а также удобный доступ к выключателю
Автоматы устанавливают следующим образом:
При этом запрещено делать следующее:
Все эти требования прописаны в ПУЭ и их необходимо соблюдать.
В каждом доме или помещении, к которому подведено электричество, устанавливают вводной автомат. Его номинал определяет поставщик и это значение прописано в договоре на подключение электроэнергии. Предназначение такого выключателя – защита участка от трансформатора до потребителя.
После вводного автомата к линии подключают счетчик (одно- или трехфазный) и устройство защитного отключения, функции которого отличаются от работы автоматического и дифференциального выключателя.
Если в помещении выполнена разводка на несколько контуров, то каждый из них защищают отдельным автоматом, мощность которого указана в маркировке. Их номиналы и классы определяет владелец помещения с учетом существующей проводки или мощности подключаемых приборов.
Счетчик электроэнергии и автоматические выключатели устанавливают в распределительном щите, который отвечает всем требованиям безопасности и легко может быть вписан в интерьер помещения
При выборе места для размещения распределительного щита необходимо помнить, что на свойства теплового расцепителя влияет температура воздуха. Поэтому желательно располагать рейку с автоматами внутри самого помещения.
Что важно знать при подключении электроприборов
Итак, рассчитав примерный номинал требуемого автомата нужно дать разъяснения касательно мощностей. Многие задаются вопросом о том, а можно ли включать сильно мощные электроприборы в обычную розетку, например, такие, как электрокотел.
Поэтому любой, мало-мальски мощный электроприбор, необходимо подсоединять только через отдельный автомат. Причём к автоматическому выключателю подводится именно фазный провод, а не рабочий ноль. Таким образом, зная примерную мощность оборудования, можно легко рассчитать номинал автоматического выключателя.
Таблица выключателей автоматических
Устройства для отключения электричества при перегрузках и коротких замыканиях устанавливают на входе в любую домашнюю сеть.
Необходимо правильно рассчитать номиналы автоматических выключателей по току, иначе их работа будет неэффективной: либо они не защитят линии и бытовые приборы, либо будет часто происходить ложное срабатывание.
Критерии выбора
Осуществлять выбор автоматического выключателя по мощности для долгой и продолжительной службы своему владельцу необходимо, исходя не только от него. Также нужно отталкиваться от бренда, цены, сечения кабеля, тока, длительно допустимого проводникового заряда, суммарной мощности бытовой аппаратуры, ампеража. Обязательно следует учесть в расчет номинальное токовое значение с селективностью, заводом изготовителем. Как правило, вся необходимая информация представлена на самом агрегате маркировкой.
Бренд и цена как критерий выбора автоматического отключателя
По мощности нагрузки
Мощность нагрузки — количество потребляемой энергии всеми электроприборами, которые подключены к одной линии. Чтобы определить это число, нужно рассчитать токовую нагрузку и выбрать больший токовый номинал или равный получившемуся значению.
Следует отметить, что значение электротока однофазной сети выше в 5 раз, а в трехфазной сети в 2 раза. То есть каждый электроприбор в киловаттах нужно умножить на 5 или 2, а затем перевести в амперы. В итоге получится правильное значение. Также для этого можно воспользоваться формулой I=P/U*cos φ или специальными онлайн-софтами, которые работают как калькулятор. Нередко подобные коэффициенты представлены в таблицах в сети.
Мощность нагрузки как критерий выбора
По сечению кабеля
Сечением электрокабеля называется та площадь кабельного сечения, которая способна без нагревания выдерживать конкретную нагрузочную мощность. Это очень важный параметр, поскольку при неправильном подсчете сечения, может выйти вся силовая линия. Чтобы это подсчитать, достаточно воспользоваться специальной таблицей, где указано сечение и мощность для подключения в сеть с одной, двух и тремя фазами. Определить сечение можно также по закону Ома и суммированием максимальной мощности всего оборудования.
Обратите внимание! Как правило, для дома выбирается сечение 3*4. Важно суммировать все электроприборы, даже те, которые включаются на короткое время.
Таблица сечения кабели и мощности
По току короткого замыкания (КЗ)
Для подбора автомата по электротоку короткого замыкания, важно четко следовать правилам ПУЭ. На данный момент использовать устройство с 6 килоампер запрещено. Поэтому сегодня особенно распространены системы с 10 килоампер.
Ток короткого замыкания как критерий выбора
По длительно допустимому току проводника
Ток неотключения — важный параметр при выборе автоматического выключателя, поскольку именно от этого параметра будет зависеть безопасная работа электросети. Важно отметить, что он может работать и не отключаться в момент превышения номинального токового значения на определенное число, указанное в его технических характеристиках. То есть подбирая аппарат, нужно рассчитывать силовую линию и брать значение с запасом.
Вам это будет интересно Пускатель звезда треугольник
Для работы автоматического выключателя в момент превышения нагрузки, нужно определенное время. Оно регулируется существующим гостом от 2010 года. К примеру, среднее время реагирования — 50 секунд.
Таблица допустимого тока для проводов с алюминиевыми жилами
В целом, автоматический выключатель — оборудование, основная задача которого заключается в обеспечении безопасности электросети от сверхтока с коротким замыканием и перегрузкой. Выбрать его нужно по критерию мощности, сечению кабеля, минимально и максимально допустимому проводниковому току.
Подбор номинала
Выбор номинала автоматического выключателя должен соответствовать определённым требованиям. А конкретнее, автомат обязан сработать прежде, чем токи смогут превысить допустимые значения проводки. Из этого следует, что номинал автомата должен быть чуть меньше, нежели сила тока, которую способна выдержать проводка.
Выбрать нужный АВ довольно просто. Тем более что существует таблица номиналов автоматов по току, а это значительно упрощает задачу.
Исходя из всего этого, можно составить алгоритм, по которому проще всего подобрать автомат нужного номинала:
Таблица содержит пять номиналов АВ 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А, из которых и будет выбираться защитное устройство. Автоматы же меньших значений практически не используются, так как нагрузки современных потребителей просто не позволят этого сделать. Таким образом, имея необходимы значения, очень легко выбрать автомат, соответствующий конкретно взятому случаю.
Как перевести номинальные амперы автоматического выключателя в мощность?
Данный прием необходим в том случае, когда вам известна мощность всех бытовых приборов, которые будут включаться в сеть под автоматический выключатель. Производители указывают ее в ваттах (Вт), поэтому рабочие характеристики автоматического выключателя и параметры сети приводятся к единой системе измерений. Для этого используется формула:
В случае, если расчет производится для автоматического выключателя трехфазной сети, где присутствует сразу три фазы, то значение мощности рассчитывается по измененной формуле, так как величина возрастет на константу:
Ошибки при выборе автоматических выключателей
Есть распространённые ошибки, которые допускают неопытные электромонтёры, не знающие, как рассчитать мощность автомата по нагрузке:
Стоит ли брать автомат с запасом
Здесь вопрос спорный. С одной стороны автоматический выключатель должен соответствовать мощности электроприбора, с другой стороны он должен иметь небольшой запас, чтобы не отключаться в процессе работы.
Как пример можно привести все тот же электрокотел, мощностью в 6 кВт. Разделим 6 кВт на 220 вольт (напряжение в сети) и получим значение в 27. Это амперы. То есть, для подключения котла мощностью в 6 кВт нужен автоматический выключатель на 27 Ампер. Однако таких автоматов не существует в природе.
Поэтому здесь приходится выбирать между автоматом на 25 и 32 Ампера. В идеале, конечно же, чтобы котел не выключался, нужно ставить автомат на 32 Ампера. Но это еще не значит, что автомат на 25 Ампер не проработает, как это положено. Просто, учитывая несколько заниженную мощность, он может время от времени выключаться, когда котел подолгу будет работать в полную силу.
Каким производителям стоит доверять
И напоследок уделим внимание производителям. Выбор автомата нельзя считать завершенным, если вы не подумали о том, какой фирмы автоматические выключатели вы будете покупать. Точно не стоит брать неизвестные фирмы — электрика не та область, где можно ставить эксперименты. Подробно о выборе производителя в видео.
Выводы и полезное видео по теме
Устройство выключателя. Выбор вводного автомата в зависимости от подключаемой мощности. Правила распределения питания:
Выбор выключателя по пропускной способности кабеля:
Расчет номинального тока выключателя – сложная задача, для решения которой необходимо учесть множество условий. От установленного автомата зависит удобство обслуживания и безопасность работы локальной электросети.
В случае возникновения сомнений в возможности сделать правильный выбор необходимо обратиться к опытным электрикам.
Источник
Видео
Будни электрика. Защита трехфазного двигателя.
Защита двигателя от перегрузки
Расчет и выбор Автоматических выключателей
Автомат защиты двигателя | Принцип работы | Разборка автомата
Как определить мощность электродвигателя по потребляемому току. Расчет мощности двигателя.
Защита электродвигателя. Настройка теплового реле на электродвигателе!
Автоматические выключатели для защиты двигателей
Тепловая защита электродвигателя. Подключение теплового реле Схема и принцип действия теплового реле
Как выбирать пускатель
Защита 3-фазного двигателя от потери фазы
Как подобрать трехфазный автомат
Расчеты электропроводки выполняются еще на стадии проектирования. Прежде всего рассчитывается сила тока в цепях, исходя из этого подбираются автоматические защитные устройства, сечение проводов и кабелей. Особое значение имеет расчет автомата по мощности 380, защищающий от перегрузок и коротких замыканий.
Слишком большой номинал может привести к выходу из строя оборудования, поскольку устройство не успеет сработать. Низкий номинальный ток автомата приведет к тому, что защита будет срабатывать даже при незначительных перегрузках в часы пик. Правильно выполненные расчеты помогут выбрать наиболее оптимальный вариант для конкретных условий эксплуатации.
Как рассчитать мощность электротока
В соответствии с законом Ома, сила тока (I) находится в прямой пропорции с напряжением (U) и в обратной пропорции с сопротивлением (R). Расчет мощности (Р) осуществляется путем умножения силы тока на напряжение. Таким образом, для участка цепи образуется следующая формула, по которой рассчитывается ток: I = P/U.
С учетом реальных условий, к данной формуле прибавляется еще один компонент и при расчетах однофазной сети получается следующий вид: I = P/(U х cos φ).
Трехфазная сеть рассчитывается немного по-другому. Для этого используется следующая формула: I = P/(1,73 х U х cos φ), в которой напряжение U условно составляет 380 вольт, cos φ является коэффициентом мощности, посредством которого активная и реактивная составляющие сопротивления нагрузки соотносятся между собой.
Современные блоки питания обладают незначительной реактивной компонентой, поэтому значение cos φ принимается за 0,95. Это не касается трансформаторов и электродвигателей с высокой мощностью, обладающих большим индуктивным сопротивлением. Расчет сетей, где могут подключаться такие устройства, выполняется с коэффициентом cos φ, эквивалентным 0,8. В других случаях используется стандартная методика расчетов с последующим применением повышающего коэффициента 1,19, получающегося из соотношения 0,95/0,8.
При использовании в формулах известных параметров напряжения 220 и 380 В, а также коэффициента мощности 0,95, в результате получается сила тока для однофазной сети – I = P/209, а для трехфазной – I = P/624. Таким образом, при наличии одной и той же нагрузки, сила тока в трехфазной сети будет в три раза ниже. Это связано с наличием трех проводов отдельных фаз, на каждую из которых равномерно распределяется общая нагрузка. Напряжение между каждой фазой и рабочим нулем составляет 220 вольт, поэтому известная формула может выглядеть следующим образом: I = P/(3 х 220 х cos φ).
Выбор автомата по номинальному току
Рассмотренные формулы широко применяются в расчетах вводного автоматического выключателя. Применяя одну из них – I = P/209 при нагрузке Р в 1 кВт, получается сила тока для однофазной сети 1000 Вт/209 = 4,78 А. Результат можно округлить в большую сторону до 5 А, поскольку реальное напряжение в сети не всегда соответствует 220 В.
Таким образом, получилась сила тока в 5 А на 1 кВт нагрузки. То есть, устройство мощностью более 1 кВт нельзя подключать, например, в удлинитель с маркировкой 5 А, поскольку он не рассчитан на более высокие токи.
Автоматические выключатели обладают собственным номиналом по току. Исходя из этого, легко определить нагрузку, которую они способны выдержать. Для упрощения вычислений существует таблица. Автомат номиналом 6 А соответствует мощности 1,2 кВт, 8 А – 1,6 кВт, 10 А – 2 кВт, 16 А – 3,2 кВт, 20 А – 4 кВт, 25 А – 5 кВт, 32 А – 6,4 кВт, 40 А – 8 кВт, 50 А – 10 кВт, 63 А – 12,6 кВт, 80 А – 16 кВт, 100 А – 20 кВт. Исходя из этих же номиналов проводятся расчеты автомата по мощности на 380в.
Метод 5 А на 1 кВт может использоваться и для определения силы тока, возникающей в сети, когда в нее подключаются какие-либо бытовые приборы и оборудование. В расчетах нужно пользоваться максимальной потребляемой мощностью во время пиковых нагрузок. Для этого применяются технические характеристики оборудования, взятые из паспортных данных. При их отсутствии можно взять ориентировочные параметры стандартных электроприборов.
Отдельно рассчитывается группа освещения. Как правило, мощность приборов освещения оценивается в пределах 1,5-2 кВт, поэтому для них будет достаточно отдельного автомата номиналом 10 А.
Если сложить все имеющиеся мощности, получается довольно высокий суммарный показатель. Однако на практике полная мощность никогда не используется, поскольку существуют ограничения на выделяемую электрическую мощность для каждой квартиры. В современном жилом доме, при наличии электроплит, она составляет от 10 до 12 кВт. Поэтому на вводе устанавливается автомат с номинальным током 50 А. Точно так же выполняется расчет мощности трехфазных автоматов.
Полученные 12 кВт распределяются по всей квартире с учетом размещения мощных и обычных потребителей. Особое внимание следует обратить на кухню и ванную комнату, где устанавливаются электроплиты, водонагреватели, стиральные машины и другое энергоемкое оборудование. Как правило, они подводятся к отдельным автоматическим выключателям соответствующего номинала, а сечение кабелей для подключения также рассчитывается в индивидуальном порядке.
Мощные бытовые агрегаты подключаются не только к автоматам, но и к устройствам защитного отключения. Часть общей мощности следует оставить для освещения и розеток, установленных в помещениях. Правильно выполненные расчеты позволят качественно смонтировать проводку и выбрать нужный выключатель. В этом случае эксплуатация оборудования будет безопасной и долговечной.
Расчет мощности онлайн-калькулятором
В первую очередь необходимо ввести исходные данные в соответствующие графы. На калькуляторе эти показатели включают количество фаз, напряжение сети и мощность нагрузки. Первые два пункта известны заранее, а вычисления мощности приборов и оборудования осуществляются вручную.
Напряжение для однофазной сети выставляется 220 вольт, для трехфазной – 380 В и выше. После ввода параметров остается лишь нажать на кнопку «Рассчитать» и получить требуемый результат. В соответствующем окне появятся данные о номинальном токе автоматического выключателя, наиболее подходящего для данной сети.
Для предотвращения короткого замыкания и перегрузки электросети применяется трехфазный автомат. Коммутационное устройство можно использовать для линии с постоянным и переменным током. Конструкция стандартной модели представлена расширителями с переключением в зависимости от частоты цепи.
Какой автомат подойдет на 15 кВт
Назначение 3-фазного автомата – защита от сверхтоков и перегрузок. Модификация на 15 кВт работает в сети с напряжением 380 В, то есть на ввод понадобится прибор на 25А. При выборе нужно учитывать, что в условиях коротких замыканий сила тока повышается и может стать причиной возгорания электропроводки.
Подбирая модель автомата на 15 кВт для трехфазной нагрузки, понадобится учесть параметры допустимого напряжения и тока при коротком замыкании. Стоит ориентироваться на вычисленные показатели тока кабеля с минимальным сечением, который защищает выключатель и номинальный ток приемника.
При расчетах вводного коммутационного автомата по параметрам мощности в сети 380 В учитывают:
- электрическую мощность – фактическую и добавочную;
- интенсивность загрузки кабеля;
- наличие свободной мощности в проектном показателе жилого дома;
- удаленность хозяйственных построек и нежилых помещений от точки ввода кабеля.
В сети на 15 киловатт при добавочной мощности устанавливается прибор ВРУ.
Функции трехфазных автоматов
Перед тем как подобрать автоматический коммутатор, следует разобраться с его функционалом. Пользователи часто заблуждаются, думая, что устройство защищает бытовую технику. На ее электропоказатели автомат не реагирует, срабатывая исключительно при коротком замыкании либо перегрузке. К функциям трехфазника относятся:
- одновременное обслуживание нескольких однофазных зон цепи;
- предотвращение образования сверхтоков на линии;
- совместная работа с выпрямителями сети переменного тока;
- защита высокомощного оборудования;
- повышенная мощность за счет установки специального преобразователя;
- быстрое срабатывание в режиме КЗ на линии с большим количеством потребителей;
- возможность отключения в ручном режиме при помощи рубильника или выключателя;
- совместимость с дополнительными защитными клеммами.
Без дифавтомата повышаются риски возгорания кабеля.
Принцип работы и предназначение защитного автомата
Трехфазный автоматический выключатель в случаях замыкания на линии активируется при помощи электромагнитного расщепителя. Принцип работы элемента заключается в нагреве биметаллической пластины в момент повышения номинала тока и выключении напряжения.
Предохранитель не дает КЗ и сверхтоку с показателями выше расчетных воздействовать на проводку. Без него кабельные жилы нагреваются до температуры плавления, что приводит к воспламенению изоляционного слоя. По этой причине важно знать, сможет ли сеть выдержать напряжение.
Соответствие проводов нагрузке
Проблема характерна для домов старой застройки, в которых на существующую линию ставятся новые автоматы, счетчик, УЗО. Автоматы подбираются под общую мощность техники, но иногда они не срабатывают – кабель дымиться или горит.
К примеру, у жил старого кабеля с сечением 1,5 мм2 токовый предел составляет 19 А. При единовременном включении оборудования с суммарным током 22,7 А защиту обеспечит только модификация на 25 Ампер.
Провода нагреются, но коммутатор останется включенным до момента оплавления изоляции. Предотвратить пожар может полная замена проводки на медный кабель с сечением 2,5 мм2.
Защита самого слабого участка кабельной проводки
На основании п. 3.1.4 ПУЭ задачей автоматического устройства является предотвращение перегрузки на самом слабом звене электроцепи. Его номинальный ток подбирается по току подсоединенных бытовых приборов.
Если автомат выбран неправильно, незащищенный участок станет причиной возгорания.
Принципы расчета автомата по сечению кабеля
Вычисления 3-фазного дифавтомата осуществляются на основании сечения кабеля. Для модели на 25 А понадобится обратиться к таблице.
Сечение провода, мм2 | Допустимый ток нагрузки по материалу кабеля | |
Медь | Алюминий | |
0,75 | 11 | 8 |
1 | 15 | 11 |
1,5 | 17 | 13 |
2,5 | 25 | 19 |
4 | 35 | 28 |
Модификацию на 25 Ампер можно применять для защиты проводки или установить на ввод.
Например, для проводки используется медный провод с сечением 1,5 мм2 с допустимым током нагрузки 19 А. Чтобы кабель не нагревался, понадобится выбрать меньшее значение – 16 А.
Определение зависимости мощности от сечения по формуле
Если сечение кабеля неизвестно, можно использовать формулу:
- Iрасч – расчетный ток,
- P – мощность приборов,
- Uном – номинал напряжения.
В качестве примера можно рассчитать, автомат, который понадобится ставить на бойлер с нагрузкой 3 кВт и напряжением сети 220 В:
- Перевести 3 кВт в Ватты – 3х1000=3000.
- Разделить величину на напряжение: 3000/220=13,636.
- Округлить расчетный ток до 14 А.
В зависимости от условий окружающей среды и способу прокладки кабеля нужно учесть поправочный коэффициент для сети 220 В. Среднее значение равно 5 А. Его понадобится прибавить к расчетному показателю тока Iрасч=14 +5=19 А. Далее по таблице ПУЭ выбирается сечение медного провода.
Сечение, мм2 | Ток нагрузки, А | |||||
Одножильный кабель | Двухжильный кабель | Трехжильный кабель | ||||
Одинарный провод | 2 провода вместе | 3 провода вместе | 4 провода вместе | Одиночная укладка | Одиночная укладка | |
1 | 17 | 16 | 15 | 14 | 15 | 14 |
1,5 | 23 | 19 | 17 | 18 | 15 | |
2,5 | 30 | 27 | 25 | 25 | 25 | 21 |
4 | 41 | 38 | 35 | 30 | 32 | 27 |
6 | 50 | 46 | 42 | 40 | 40 | 34 |
Подбор автоматического коммутатора по мощности
Подобрать защитный переключатель поможет вычисление суммарной мощности бытовой техники. Понадобится посмотреть значение в паспорте устройства. Например, на кухне в розетку включаются:
- кофеварка – 1000 Вт;
- электродуховка – 2000 Вт;
- печка СВЧ – 2000 Вт;
- электрический чайник – 1000 Вт;
- холодильник – 500 Вт.
Суммируя показатели, получаем 6500 Вт или 6,5 киловатт. Далее понадобится обратиться к таблице автоматов в зависимости от мощности подключения.
Однофазное подключение 220 В | Трехфазное подключение | Мощность автомата | |
Схема «треугольник» 380 В | Схема звезда, 220 В | ||
3,5 кВт | 18,2 кВт | 10,6 кВт | 16 А |
4,4 кВт | 22,8 кВт | 13,2 кВт | 20 А |
5,5 кВт | 28,5 кВт | 16,5 кВт | 25 А |
7 кВт | 36,5 кВт | 21,1 кВт | 32 А |
8,8 кВт | 45,6 кВт | 26,4 кВт | 40 А |
На основании таблицы для проводки со стандартным напряжением можно подобрать прибор на 32 А, который подходит для суммарной мощности 7 кВт.
Если планируется подключение дополнительной техники, используется коэффициент повышения. Среднее значение 1,5 умножается на мощность, полученную при вычислениях. Понижающий коэффициент применяется при невозможности одновременной эксплуатации нескольких электроприборов. Он равен 1 или минус 1.
Выбор автомата в зависимости от мощности нагрузки
Для квартир и домов с новой электропроводкой выбор автомата производится на основании расчетного тока нагрузки.
Рассчитать прибор трехфазного типа можно по номинальному току нагрузки или по скорости срабатывания в условиях превышения токового значения. Для вычислений требуется сложить мощность всех потребителей и вычислить ток, проходящий через линию. Работы выполняются по формуле:
- Р – суммарная мощность всей бытовой техники;
- U – напряжение сети.
К примеру, мощность равняется 7,2 кВт, вычислена по формуле 7200/220=32,72 А. В таблице указаны номиналы 16, 20, 32, 25 и 40 А. Величину 32,72 А с учетом срабатывания устройства при значении в 1,13 раз больше номинала, умножаем: 32х1,13=36,1 А. По таблице видно, что лучше поставить модель на 40 А.
Способы подбора дифавтомата
Для примера рассмотрим кухню, где подключается большое количество оборудования. Вначале требуется установить номинал общей мощности для помещения с холодильником (500 Вт), микроволновкой (1000 Вт), чайником (1500 Вт) и вытяжкой (100 Вт). Общий показатель мощности – 3,1 кВт. На его основании применяются различные способы выбора автомата на 3 фазы.
Табличный метод
На основании таблицы устройств по мощности подключения выбирается однофазный или трехфазный прибор. Но величина в расчетах может не совпадать с табличными данными. Для участка сети на 3,1 кВт понадобится модель на 16 А – ближайший по значению показатель равняется 3,5 кВт.
Графический метод
Технология подбора не отличается от табличной – понадобится найти график в интернете. На рисунке стандартно по горизонтали находятся переключатели с их токовой нагрузкой, по вертикали – мощность потребления на одном участке цепи.
Для установления мощности устройства понадобится провести линию по горизонтали до точки с номинальным током. Суммарной нагрузке на сеть 3,1 кВт соответствует переключатель на 16 А.
Критерии выбора трехфазного коммутатора
Перед покупкой стоит учесть все параметры, которые будет иметь входной аппарат.
Фаза и напряжение
Однофазные модели на 220 В подключаются к одной клемме, трехфазные на 380 В – к трем.
Ток утечки
На корпусе имеется маркировка – греческая буква «дельта». Токовая утечка частного дома составляет около 350 мА, отдельной группы приборов – 30 мА, светильников и розеток – 30 мА, одиночных звеньев – 15 мА, бойлера – 10 мА.
Разновидности по току
На автомате имеются индексы А (срабатывание при утечке постоянного тока) и АС (срабатывание при утечке переменного тока).
Количество полюсов
В зависимости от количества полюсов можно приобрести трехфазный выключатель:
- однополюсный тип аппаратов для защиты одного кабеля и одной фазы;
- двухполюсный, представленный двумя приборами с общим рубильником – выключение происходит в момент превышения допустимого значения одного из них, одновременно обрываются нейтраль и фаза в однофазной сети;
- трехполюсный аппарат, обеспечивающий разрыв и защиту фазной цепи – являются тремя приборами с общей рукояткой активации/деактивации;
- четырехполюсный прибор, который монтируется только на ввод трехфазного РУ – разрывает все три фазы и рабочий ноль. Разрыв заземления защиты недопустим.
Вне зависимости от количества полюсов время отключения устройства не должно превышать 0,3 сек.
Место установки
Для бытового использования предназначен электрический автомат на 3 фазы с маркировкой С на 25 А. На вводе в этом случае лучше устанавливать изделия С50, С65, С85, С95. Для розеток или иных точек – С 25 и С 15, для освещения – С 12 или С 17, для электроплиты – С 40. Они будут срабатывать, когда показатели тока в 5-10 раз превышают номинал.
Нюансы, которые нужно учитывать
Точно знать, какие бытовые приборы будут в доме или квартире, не может никто. По этой причине следует:
- повысить суммарную расчетную мощность трехфазного дифавтомата на 50 %, или применять коэффициент повышения 1,5;
- понижающий коэффициент учитывается, когда в помещении не хватает розеток для одновременного подключения техники;
- для простоты расчетов нагрузку стоит разделить на группы;
- мощные приборы стоит подключить отдельно с учетом маломощной нагрузки;
- для вычисления маломощной нагрузки мощность понадобится разделить на напряжение;
- проводка – основной фактор, на который ориентируются при выборе автоматического 3-фазного выключателя; старые алюминиевые провода выдерживают 10 А, но если их взять для розеток на 16 А, могут расплавиться;
- в бытовых условиях чаще всего применяются модели с токовым номиналом 6, 16, 25, 32 и 40 А.
При покупке трехфазного дифференциального автомата нужно учитывать, что основные маркировки есть на корпусе или в паспорте. Использование формул и таблиц поможет подобрать модель в соответствии с проводкой в квартире и мощностью бытовой техники.
Для расчета мощности номинала трехфазного автомата необходимо суммировать всю мощность электроприборов, которые будут подключены через него. Например, нагрузка по фазам одинакова:
L1 5000 W + L2 5000 kW + L3 5000W = 15000 W
Полученные ваты переводим в киловатты:
15000 W / 1000 = 15 kW
Полученное число умножаем на 1,52 и получаем рабочий ток А.
15 kW * 1,52 = 22,8 А
Номинальный ток автомата должен быть больше рабочего. В нашем случае рабочий ток 22,8 А, поэтому мы выбираем автомат 25 А.
Номинал автоматов по току: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100.
Уточняем сечение жил кабеля на соответствие нагрузке здесь.
Данная формула справедлива при одинаковой нагрузке по трем фазам. Если потребление по одной из фаз значительно больше, то номинал автомата подбирается по мощности этой фазы:
Например, нагрузка по фазам: L1 5000 W; L2 4000 W; L3 6000 W.
Ваты переводим в киловатты для чего 6000 W / 1000 = 6 kW.
Теперь определяем рабочий ток по этой фазе 6 kW * 4,55 = 27,3 А.
Номинальный ток автомата должен быть больше рабочего в нашем случае рабочий ток 27,3 А мы выбираем автомат 32 А.
В приведенных формулах 1,52 и 4,55 – коэффициенты пропорциональности для напряжений 380 и 220 В.
Материалы, близкие по теме:
Расчет автоматов защиты | КилоВатт
Регуляторы и преобразователи
Блоки питания, зарядные устройства
Генераторы
Инверторы
Источники бесперебойного питания
Стабилизаторы напряжения
Трансформаторы
Ещё
Средства пожарной сигнализации
Теплые полы, аксессуары
Шнуры, штекеры, гнезда, бытовые переходники и мобильные аксессуары
Электродвигатели
Электроизолирующие средства: изоляция и средства защиты
Диэлектрические средства, знаки, плакаты
Изоляционная лента
Системы заземления, устройства электрозащиты
Трубки изолирующие, кембрики
Сельскохозяйственная техника
Газонокосилки, триммеры
Измельчители
Мотокультиваторы, мотоблоки
Воздуходувки
Мотобуры
Опрыскиватели
Снегоуборщики
Ещё
Электроустановочное оборудование
Вилки бытовые, гнезда, выключатели для бра
Ретро электрика «МезонинЪ»
Розетки, выключатели, рамки, комплектующие и аксессуары
Розеточные модули встраиваемые, колонны, лючки в пол
Розетки и выключатели дистанционного управления
Сетевые фильтры, удлинители, колодки
Тройники, адаптеры, переходники
Штепсельные разъемы: каучук, пластик, для электроплит
Ещё
Электрощитовое оборудование
Боксы пластиковые
Автоматические выключатели
Кнопки, концевики, светосигнальная арматура
Щиты металлические
Плавкие вставки и аксессуары
Приборы учета электроэнергии
Принадлежности для сборки щитов (шины, изоляторы и др. )
Расцепители и разъединители (выключатели, рубильники)
Устройства защиты цепей
Ещё
Электроинструмент и аксессуары
Инструмент для резки и шлифования (УШМ «болгарки», штроборезы и т.д)
Инструмент для сверления, закручивания, долбления
Распиловочный и деревообрабатывающий инструмент
Инструмент для шлифовки,полировки и заточки
Гвоздезабивной инструмент
Инструмент для работы с бетоном и другими материалами
Строительные пылесосы, компрессоры, краскопульты
Строительные фены,термоклеевые пистолеты,аппараты для сварки труб (паяльники)
Расходные материалы и запчасти
Ещё
Элементы питания и зарядные устройства
На что обратить внимание при покупке автомата:
Рассчитаем мощность для одной комнаты с большими нагрузками:
Результат:
ВЫБОР АВТОМАТОВ ПО МОЩНОСТИ И ПОДКЛЮЧЕНИЮ.
Вид подключения => |
Однофазное |
Однофазное
|
Трехфазное
|
Трехфазное
|
Полюсность автомата => |
Однополюсный
|
Двухполюсный
|
Трехполюсный
|
Четырехполюсный
|
Напряжение питания => |
220 Вольт |
220 Вольт |
380 Вольт |
220 Вольт |
V |
V |
V |
V | |
Автомат 1А > |
0. 2 кВт |
0.2 кВт |
1.1 кВт |
0.7 кВт |
Автомат 2А > |
0.4 кВт |
0.4 кВт |
2.3 кВт |
1.3 кВт |
Автомат 3А > |
0.7 кВт |
0.7 кВт |
3.4 кВт |
2. 0 кВт |
Автомат 6А > |
1.3 кВт |
1.3 кВт |
6.8 кВт |
4.0 кВт |
Автомат 10А > |
2.2 кВт |
2.2 кВт |
11.4 кВт |
6.6 кВт |
Автомат 16А > |
3.5 кВт |
3. 5 кВт |
18.2 кВт |
10.6 кВт |
Автомат 20А > |
4.4 кВт |
4.4 кВт |
22.8 кВт |
13.2 кВт |
Автомат 25А > |
5.5 кВт |
5.5 кВт |
28.5 кВт |
16.5 кВт |
Автомат 32А > |
7. 0 кВт |
7.0 кВт |
36.5 кВт |
21.1 кВт |
Автомат 40А > |
8.8 кВт |
8.8 кВт |
45.6 кВт |
26.4 кВт |
Автомат 50А > |
11 кВт |
11 кВт |
57 кВт |
33 кВт |
Автомат 63А > |
13. 9 кВт |
13.9 кВт |
71.8 кВт |
41.6 кВ |
Как рассчитать и выбрать автоматический выключатель по маркировке току (мощности) || AxiomPlus
- Как выбирать номинальный ток?
- По каким параметрам делают расчет номинала?
- Расчет для однофазных сетей
- Расчет для трехфазных сетей
- Неправильный выбор номинала
- Как выбрать характеристику расцепления: В,С,D?
- Неправильный выбор характеристики
- Не переплатите
- На что влияет отключающая способность?
- Какую отключающую способность выбрать: 6кА,10кА?
- Как и на что влияет количество полюсов?
- Защищать нейтраль или не нужно?
- Когда нельзя ставить 2P и 4P?
Для эффективной защиты сети необходимо выбрать оптимальные параметры, часто указанные в маркировке.
Из маркировки несложно расшифровать наиболее значимые для выбора характеристики. Иногда в маркировке указывается название серии производителя и прочее. Каждый бренд выпускает бюджетные, среднеценовые и премиальные серии, по ним легче сориентироваться с выбором. Тем не менее для эффективности прежде всего нужно определить, какой Вам нужен номинал.
Что такое номинальный ток?
Это максимальный пропускаемый ток, на который не реагирует тепловой расцепитель. Подбирается он по:
- Сечению кабеля — площади среза, достаточной, чтобы пропустить определенную нагрузку и при этом нагреться не выше безопасной температуры;
- Пиковой нагрузке на линии — расчетная суммарная мощность сети, когда работает максимальное количество потребителей.
В данном случае в приоритете сечение кабеля. Нельзя ставить защиту больше, чем кабель может безопасно пропустить. В ином случае он будет сильно нагреваться, до того, как среагирует автомат и возникнет аварийная ситуация.
Фактически, сечение и нагрузка взаимосвязаны. Дело в том, что любой кабель пропускает нагрузку, ограниченную сечением. Его значение рассчитывается еще на этапе планирования. Например, световые линии — маломощные, для них достаточно 0,5мм² или 0,75мм². Для розеточных силовых линий обычно берут 1,5мм² и больше. А уже под сечение подбирается номинал. В свою очередь, как выбрать сечение кабеля, мы рассматривали.
Как рассчитать автоматический выключатель
Исходя из того, что он взаимосвязан с максимальной нагрузкой и сечением кабеля, зная хотя бы один из параметров, легко подобрать остальные. Для удобства воспользуйтесь таблицей выбора по мощности и подключению.
Сечение проводника | Номинальный ток | Напряжение | |
220В | 380В | ||
0,5 мм2 | 10А | 2,4 кВт | — |
0,75 мм2 | 15А | 3,3 кВт | — |
1 мм2 | 17А | 3,7 кВт | 11 кВт |
1,5 мм2 | 23А | 5 кВт | 15 кВт |
2,5 мм2 | 30А | 6,6 кВт | 19 кВт |
4 мм2 | 41А | 9 кВт | 26 кВт |
Если щиток находится в помещении, необходимо брать номинал максимально близкий к силе тока. Но, учитывайте температуру окружающей среды, так как она влияет на характеристики.
Тепловой расцепитель работает за счет биметаллической пластины, которая при нагревании деформируется и приводит в действие механизм расцепления контактов. Таким образом в помещениях с минусовой температурой тепловая пластина будет дольше нагреваться и «тормозить» с реакцией, потому берите номинал ниже. В саунах, на улице под солнцем и других местах, где всегда жарко, берите выше, так как там реакция расцепителя будет быстрее.
Тем не менее для чистоты расчетов будем ориентироваться на средние значения. Так как в быту чаще всего применяется одна фаза, с нее и начнем.
Расчет для 220В
Если не знаете сечение провода, подбирайте номинал по суммарной мощности потребителей. Рассмотрим пример, когда стоит задача защитить от КЗ розеточную группу на кухне. Там постоянно или время от времени работает:
Бытовая техника | Мощность, Вт |
Холодильник | 400 Вт |
Микроволновка | 1000 Вт |
Блендер | 300 Вт |
Электрочайник | 1000 Вт |
Соковыжималка | 400 Вт |
Итого | 3100 Вт |
Допустим, что на соковыжималку, электрочайник и блендер отведена одна розетка (да и в принципе сложно представить, чтобы все работало одновременно), и они не будут включаться одновременно. Берем самый мощный из этих трех потребителей — чайник (1000 Вт). Таким образом максимальная вероятная нагрузка получается 2400Вт (2,4 кВт).
Чтобы узнать силу тока (I), нужно максимальную мощность (P) поделить на напряжение (U). И так, значение I в пике составит:
2400Вт / 220В = 10,9 А.
Берем ближайший номинал — 10А. Возникает вопрос, 10,9А — больше 10А, разве тогда «не выбьет»?
Не успеет, так как для нагрева расцепителю необходимо время. Например, если на автомат в 10А подать 15А, то он сработает примерно через 8 мин, а при 11А будет нагреваться 20 мин, пока не разорвет контакты. Учитывая, что электрочайник выключится через 3-5 минут, сетевая нагрузка упадет раньше, чем среагирует расцепитель.
Обычно в бытовых сетях принято ставить 32А или 25А на вводе, 16А и 10А — на розетки и 6А на освещение. Но, чтобы получить более эффективную защиту от перегрузок, не поленитесь сделать расчеты.
Во многих частных домах и квартирах новостроек делается трехфазный ввод и здесь расчет делается немного иначе.
Расчет для 380В
Для трех фаз применяется формула: I=P/(U × cosφ × √3).
В данном частном случае коэффициент мощности (cosφ) для бытовой сети условно равен 1, а √3 ≈ 1,73.
Представим, что Вам нужно защитить от КЗ трехфазную электроплиту максимальной мощностью 4 кВт.
При включении всех конфорок на максимум, значение I составит:
4000Вт / (380В × 1,73) = 6,08 А.
Ближайший вариант — 6А его и выбираем. По аналогии рассчитывается номинальная сила тока и для других трехфазных потребителей. В любом случае, к его расчету стоит отнестись с большим вниманием, иначе ошибка может дорого обойтись.
Если неправильно выбрать номинальный ток?
Вы можете сделать две ошибки — взять слишком большой, или слишком маленький номинал. Если взять слишком мало, то при пиковых нагрузках будет пропадать свет. В таких условиях Вы будете ограничены в электроснабжении, так как не сможете взять из сети максимум допустимой мощности.
С другой стороны, некоторые пользователи берут номинал «с запасом». Это делать нецелесообразно по двум причинам:
- При превышении допустимой мощности проводка начнет плавиться до того, как сработает расцепитель. В результате обгорают розетки, иногда случаются пожары;
- Вы переплатите деньги, так как чем больше характеристики, тем выше стоимость.
В любом случае при ошибочном выборе у Вас будет неэффективная защита от перегрузок. Потому, лучше не поддавайте себя и свое жилье неоправданному риску.
Не редкость и ситуации, когда номинальный ток выбран правильно, но свет все равно выбивает, при том что проводка целая и все электроприборы исправны. Чаще всего такая проблема возникает из-за неправильно выбранной характеристики расцепления, иногда именуемой классом или типом.
Что такое характеристика расцепления и как ее выбрать?
Бытовая техника, работающая на электродвигателях, выдает пусковые токи, часто в несколько раз превышающие мощность, указанную в техническом паспорте. Например, тот же холодильник на 400Вт на старте обычно выдает 1000-1200Вт.
Чтобы не было мгновенной реакции на кратковременный скачок нагрузки, нужна задержка. По ее длительности и определяется характеристика расцепления.
В быту применяются три класса:
- B — европейский стандарт с наименьшей задержкой перед срабатыванием. Ставится на линии без предполагаемых пусковых токов: освещение, нагревательное оборудование и пр.;
- C — характеризуется средней задержкой перед срабатыванием. Ставится на комбинированные розеточные и силовые линии, где частично включены потребители, работающие на электродвигателях. Самый популярный вариант в домах, квартирах, офисах и пр.;
- D — с наибольшей задержкой, ставится на линии с потенциально высокими пусковыми токами: скважина, полив, гараж и пр.
У каждого класса определяется закономерность между перегрузкой и временем срабатывания. По ней были выведены кривые отключения.
Как видите из графика, чем больше нагрузка превышает номинал, тем быстрее нагреется и сработает расцепитель.
Но, при достижении определенной нагрузки, расцепитель срабатывает мгновенно, воспринимая высокую мощность на старте в качестве КЗ.
Выглядит значение мгновенного отключения следующим образом:
- B — 3-5 In;
- С — 5-10 In;
- D — 10-20 In, где In — номинал.
Чтобы было понятнее, представьте что Вы выбрали In 10А и класс B. При резком скачке нагрузки свыше 30А (что в 3 раза больше), цепь разорвется меньше чем за секунду. Класс C совершит мгновенное отключение только от 50А (в 5 раз больше).
Для каждой цели применения оптимально подходит соответствующая характеристика расцепления, потому никогда ею не пренебрегайте.
Что будет если выбрать не тот класс?
В быту очень часто встречаются проблемы якобы ложного срабатывания. Например, Вы начали ремонт, включаете в розетку перфоратор и «бамс» — резко пропал свет (при средней мощности 800Вт, перфоратор выдает на старте 2400Вт).
А вся причина в том, что на защищаемой розетке скорее всего стоит автомат класса С. В такой ситуации возможны два решения:
- Тянуть переноску от розетки с классом защиты D;
- Отключить все потребители из линии, пока мощности не хватит для запуска перфоратора.
Оба решения вызовут дополнительные хлопоты, потому лучше сразу выбирайте подходящую характеристику.
Почему бы просто не ставить максимальную задержку?
Это довольно распространенный вопрос среди неопытных пользователей, и судя по форумам, он возникает достаточно часто. А причин не выбирать класс выше необходимого всего две:
- Чем меньше задержка перед срабатыванием, тем безопаснее сеть. Дело в том, что каждую лишнюю секунду жилы в проводах будут все больше нагреваться, от чего постепенно увеличивается износ всей проводки. Притом задержка будет не только при пусковом токе, но и при реальной перегрузке, от чего зачастую оплавляется изоляция;
- Высокая стоимость. У большинства производителей классы B и C идут в одинаковую цену, но D — традиционно дороже. Получается, так Вы просто переплатите за менее эффективную защиту.
Характеристика срабатывания расцепителя была созданы не спроста, и пренебрегать ею как минимум неразумно. Она так же важна, как и номинал.
Правильно подобранные характеристики — залог эффективности, но чтобы в ответственный момент не случилось беды, не экономьте и на отключающей способности.
На что влияет отключающая способность?
При коротком замыкании расцепитель среагирует только в том случае, если сила КЗ не превышает отключающую способность. Минимальный показатель 3 кА, но в быту, особенно в новостройках, где новая проводка, часто случаются и более мощные замыкания. В таком случае расцепитель просто не разорвет цепь, так как слипнутся контакты и загорится кабель до того, как он успеет среагировать.
Это как раз тот случай, когда лучше не экономить. Но, как определить сколько кА будет достаточно?
Какую отключающую способность выбрать?
В характеристиках Вы наверняка найдете показатели 6кА, 20кА и даже 50кА. Почему бы, например, не поставить дома 35кА?
Дело в том, что в этом нет необходимости. Чтобы возник настолько высокий разряд, необходимо большое сечение проводов, а также источник, который его выработает. Обычно ток КЗ в бытовой проводке не превышает 5кА.
Европейский стандарт рекомендует ставить дома автоматы не ниже 6 кА (!). В старых проводках обычно хватает и 4,5 кА так, как у них выше износ и провода чисто технически не смогут пропустить столько электричества.
Потому брать меньше 3кА нельзя, а выше 6кА особого смысла нет.
Исключение — ввод в квартиру, где стоит защита всей сети. Обычно в щиток заводят толстый кабель с высоким потенциалом проводимости, потому лучше перестраховаться и поставить 10кА.
Почему производители не делают высокую отключающую способность «везде»?
Главная причина — увеличится себестоимость. Для достижения высоких показателей производители применяют высококачественные дорогостоящие материалы, с напылениями серебра, золота и других металлов. Это в разы увеличивает стоимость конструкции.
Потому, брать в квартиру десяток автоматов выше 6 кА нецелесообразно, Вы зря переплатите деньги. Лучше взять один, чтобы поставить на вводе, а остальные выбрать на 4,5кА или 3 кА. В случае КЗ, он разорвет контакты, до того, как пару тысяч ампер проникнут в дом. Так Вы получите более дешевую, и не менее эффективную защиту.
В названиях многих брендов вместе с отключающей способностью встречается и количество полюсов. Но, и однополюсники и двухполюсники ставят на одну и ту же однофазную сеть. Какая между ними разница?
Как и на что влияет количество полюсов?
Полюс в данном случае — это часть корпуса (один модуль) с двумя винтовыми клеммами для присоединения проводов с противоположных сторон. Двухполюсные предназначены для установки на фазу и нейтраль, и при возникновении перегрузки или КЗ, они разрывают оба контакта одновременно.
Чисто технически, если случится авария, то однополюсник и двухполюсник защитят одинаково, так как защита ставится именно на фазу (нейтраль защищать необязательно). Но, зачем тогда два полюса?
Все дело в том, что так надежнее. Например, если из-за поломки вдруг нулевой провод окажется под напряжением, то «однополюсник» в таком случае будет бесполезным. В быту такая авария маловероятная, но все же может случиться.
В каких случаях нужно защищать нейтраль?
Наиболее распространенный случай, когда из-за ошибки электрика страдает весь дом. Например, если во время работ в распределительном щитке он перепутал фазу с нулем. Бытовая техника будет работать, как и работала, а вот в случае КЗ однополюсник уже не защитит. Он разорвет цепь на выходе сверхтока из сети, после того, как пострадает включенное в розетку оборудование.
Ни ПУЭ, ни СНиПы не говорят о том, что нейтраль нужно защищать от КЗ, но в определенных случаях это необходимо.
Обычно двухполюсные автоматы устанавливают на вводе, чтобы защитить всю сеть или отдельное электрооборудование подключенное напрямую к щитку, например, бойлер, кондиционер или электрокотел. Если тот же бойлер сломается, то его разборка подвергнет Вас опасности, так как нейтраль не будет отключена. Если вдруг она окажется под напряжением, то можно получить сильные токовые ожоги и травмы.
С помощью двух полюсов Вы полностью изолируете бойлер от электроснабжения, разорвав силовую линию и нейтраль.
Аналогичным образом применяются четырехполюсники в трехфазных сетях. Вместе с фазными линиями одновременно разрывается «ноль», за счет чего в мгновение отключается определенный участок от электроснабжения. Потому их целесообразно ставить на вводе 380В или например, для защиты трехфазной электроплиты.
С другой стороны, нет никакого смысла «тулить» двухполюсники или четырехполюсники на розеточные группы и освещение. Если потребуется ремонт, просто отключите ввод. Этого будет вполне достаточно для безопасного ремонта и обслуживания. Кроме того, Вы еще и сэкономите место в щитке.
В определенных условиях применять двухполюсники или четырехполюсники вообще запрещено.
Когда нельзя ставить 2P и 4P
Почти во всех бытовых сетях применяется система заземления TN-S, где нейтраль (N) и земля (PE) — разделены. Она более безопасная и эффективная.
Но, в старых домах еще советской постройки иногда встречается система TN-C, где «ноль» соединен с землей (PEN). В таком случае 2Р, 4Р ставить запрещено — ПУЭ (п.1.7.145).
Запрет обусловлен тем, что вероятна ситуация, когда при аварии не произойдет одновременного расцепления фазы и PEN-проводника. Например, если при отключении случилась утечка с поврежденного электрооборудования, то при обрыве заземления, ее потенциал вызовет обгорание нейтральной клеммы, залипание расцепителя и прочие проблемы. В такой ситуации нет гарантии одновременного расцепления фазных и нулевых проводов.
Неопытные пользователи в 220В сетях иногда ставят отдельные однополюсники на фазу и нейтраль. Так делать нельзя, потому что оба контакта должны разрываться одновременно.
Представьте ситуацию, когда в щитке первый раз работает человек, не знающий о таком «хитроумном» подключении. Ему нужно отремонтировать что-либо из бытовой техники и для этого он отключает автомат. Но, не тот, который стоит на фазе, а тот, что на нулевом проводе. В результате вся техника остается под напряжением и при неосторожном касании к фазному проводу гарантирован удар током.
Будьте внимательны к выбору автоматического выключателя — конечно, если Вам важна работоспособность бытовой техники, целостность сетевой проводки и здоровье. В ином случае, Вы просто выбросите деньги на ветер и при аварии не получите достаточный уровень защиты.
Автор: Владислав Сиромаха
расчет потребляемой мощности 220В и 380В, таблица:
Содержание
- 1 Где и как применяются автоматические выключатели
- 1.0.1 Маркировка автомата
- 2 Автоматические выключатели для бытовых сетей
- 2.1 Основные параметры и классификация
- 2. 2 Конструктивное устройство расцепителей
- 2.3 Соблюдение принципов селективности
- 2.4 Простейшие правила установки
- 3 Правила выбора номинала
- 3.1 Принцип устройства внутриквартирной разводки
- 3.2 Суммарная мощность электроприборов
- 3.3 Выбор сечения жил
- 3.4 Расчет номинала выключателя для защиты кабеля
- 3.5 Какая стандартная линейка автоматических выключателей по току
- 3.6 Таблица автоматических выключателей для однофазной сети 220 В
- 3.7 Таблица автоматических выключателей для трехфазной сети 380 В
- 4 Выбираем отключающую способность
- 5 Тип электромагнитного расцепителя
- 6 Каким производителям стоит доверять
Где и как применяются автоматические выключатели
Автоматические выключатели предназначены для защиты электрических сетей от перегрузок и токов короткого замыкания. За счет надежности и простоты подключения они получили широкое распространение в бытовых электросетях.
Автоматы для защиты электросети
Автоматы присутствуют практически в каждом квартирном электрощите. Не реже они встречаются в щитах защиты промышленного оборудования, электрических двигателей и различных передвижных установках.
Маркировка автомата
Согласно ПУЭ каждый аппарат защиты должен иметь надпись, указывающую значение номинального тока. Чтобы узнать номинал автомата, достаточно посмотреть на его корпус. На данных устройствах защиты используется стандартная маркировка, состоящая из одной буквы (B, C или D) и числа.
Буква указывает на временную характеристику. Ее еще называют временем срабатывания. Об этом параметре речь пойдет ниже. Число обозначает номинальный ток прибора. Например:
- C25 — временная характеристика C, номинальный ток 25 А;
- B32 — характеристика B, 32 А.
В быту обычно применяют выключатели с временными характеристиками B и C. В промышленности встречаются защитные устройства из ряда L, Z и K.
Дополнительная информация. В маркировке скрыта и другая информация об устройстве. Например, номер серии, номинальное рабочее напряжение, отключающая способность и количество полюсов.
Автоматические выключатели для бытовых сетей
Электроснабжающие организации осуществляют подключение домов и квартир, выполняя работы по подведению кабеля к распредщиту. Все мероприятия по монтажу разводки в помещении выполняют его владельцы, либо нанятые специалисты.
Чтобы подобрать автомат для защиты каждой отдельной цепи необходимо знать его номинал, класс и некоторые другие характеристики.
Основные параметры и классификация
Бытовые автоматы устанавливают на входе в низковольтную электрическую цепь и предназначены они для решения следующих задач:
- ручное или электронное включение или обесточивание электрической цепи;
- защита цепи: отключение тока при незначительной длительной перегрузке;
- защита цепи: мгновенное отключение тока при коротком замыкании.
Каждый выключатель имеет характеристику, выраженную в амперах, которую называют номинальная сила тока (In) или “номинал”.
Суть этого значения проще понять, используя коэффициент превышения номинала:
K = I / In,
где I – реальная сила тока.
- K < 1.13: отключение (расцепление) не произойдет в течение 1 часа;
- K > 1.45: отключение произойдет в течение 1 часа.
Эти параметры зафиксированы в п. 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010. Чтобы узнать за какое время произойдет отключение при K>1.45 нужно воспользоваться графиком, отражающим времятоковую характеристику конкретной модели автомата.
При длительном превышении током значения номинала выключателя в 2 раза, размыкание произойдет за период от 8 секунд до 4-х минут. Скорость срабатывания зависит от настройки модели и температуры среды
Также у каждого типа автоматического выключателя определен диапазон тока (Ia), при котором срабатывает механизм мгновенного расцепления:
- класс “B”: Ia = (3 * In . . 5 * In];
- класс “C”: Ia = (5 * In .. 10 * In];
- класс “D”: Ia = (10 * In .. 20 * In].
Устройства типа “B” применяют в основном для линий, которые имеют значительную длину. В жилых и офисных помещениях используют автоматы класса “С”, а приборы с маркировкой “D” защищают цепи, где есть оборудование с большим пусковым коэффициентом тока.
Стандартная линейка бытовых автоматов включает в себя устройства с номиналами в 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.
Конструктивное устройство расцепителей
В современном автоматическом выключателе присутствуют два вида расцепителей: тепловой и электромагнитный.
Биметаллический расцепитель имеет форму пластины, созданной из двух токопроводящих металлов с различным тепловым расширением. Такая конструкция при длительном превышении номинала приводит к нагреву детали, ее изгибу и срабатыванию механизма размыкания цепи.
У некоторых автоматов с помощью регулировочного винта можно изменить параметры тока, при котором происходит отключение. Раньше этот прием часто применяли для “точной” настройки устройства, однако эта процедура требует углубленных специализированных знаний и проведения нескольких тестов.
Вращением регулировочного винта (выделен красным прямоугольником) против часовой стрелки можно добиться большего времени срабатывания теплового расцепителя
Сейчас на рынке можно найти множество моделей стандартных номиналов от разных производителей, у которых времятоковые характеристики немного отличаются (но при этом соответствуют нормативным требованиям). Поэтому есть возможность подобрать автомат с нужными “заводскими” настройками, что исключает риск неправильной калибровки.
Электромагнитный расцепитель предотвращает перегрев линии в результате короткого замыкания. Он реагирует практически мгновенно, но при этом значение силы тока должно в разы превышать номинал. Конструктивно эта деталь представляет собой соленоид. Сверхток генерирует магнитное поле, которое сдвигает сердечник, размыкающий цепь.
Соблюдение принципов селективности
При наличии разветвленной электрической цепи можно организовать защиту таким образом, чтобы при коротком замыкании произошло отключение только той ветви, на которой возникла аварийная ситуация. Для этого применяют принцип селективности выключателей.
Наглядная схема, показывающая принцип работы системы автоматических выключателей с реализованной функцией селективности (выборочности) срабатывания при возникновении короткого замыкания
Для обеспечения выборочного отключения на нижних ступенях устанавливают автоматы с мгновенной отсечкой, размыкающие цепь за 0.02 – 0.2 секунды. Выключатель, размещенный на вышестоящей ступени, или имеет выдержку по срабатыванию в 0.25 – 0.6 с или выполнен по специальной “селективной” схеме в соответствии со стандартом DIN VDE 0641-21.
Для гарантированного обеспечения селективной работы автоматов лучше использовать автоматы от одного производителя. Для выключателей единого модельного ряда существуют таблицы селективности, которые указывают возможные комбинации.
Простейшие правила установки
Участок цепи, который необходимо защитить выключателем может быть одно- или трехфазным, иметь нейтраль, а также провод PE (“земля”). Поэтому автоматы имеют от 1 до 4 полюсов, к которым подводят токопроводящую жилу. При создании условий для расцепления происходит одновременное отключение всех контактов.
Автоматы в щитке крепят на специально отведенную для этого DIN-рейку. Она обеспечивает компактность и безопасность подключения, а также удобный доступ к выключателю
Автоматы устанавливают следующим образом:
- однополюсные на фазу;
- двухполюсные на фазу и нейтраль;
- трехполюсные на 3 фазы;
- четырехполюсные на 3 фазы и нейтраль.
При этом запрещено делать следующее:
- устанавливать однополюсные автоматы на нейтраль;
- заводить в автомат провод PE;
- устанавливать вместо одного трехполюсного автомата три однополюсных, если в цепь подключен хотя бы один трехфазный потребитель.
Все эти требования прописаны в ПУЭ и их необходимо соблюдать.
В каждом доме или помещении, к которому подведено электричество, устанавливают вводной автомат. Его номинал определяет поставщик и это значение прописано в договоре на подключение электроэнергии. Предназначение такого выключателя – защита участка от трансформатора до потребителя.
После вводного автомата к линии подключают счетчик (одно- или трехфазный) и устройство защитного отключения, функции которого отличаются от работы автоматического и дифференциального выключателя.
Если в помещении выполнена разводка на несколько контуров, то каждый из них защищают отдельным автоматом, мощность которого указана в маркировке. Их номиналы и классы определяет владелец помещения с учетом существующей проводки или мощности подключаемых приборов.
Счетчик электроэнергии и автоматические выключатели устанавливают в распределительном щите, который отвечает всем требованиям безопасности и легко может быть вписан в интерьер помещения
При выборе места для размещения распределительного щита необходимо помнить, что на свойства теплового расцепителя влияет температура воздуха. Поэтому желательно располагать рейку с автоматами внутри самого помещения.
Правила выбора номинала
Геометрия внутриквартирных и домовых электрических сетей индивидуальна, поэтому типовых решений по установке выключателей определенного номинала не существует. Общие правила расчета допустимых параметров автоматов достаточно сложны и зависят от многих факторов. Необходимо учесть их все, иначе возможно создание аварийной ситуации.
Принцип устройства внутриквартирной разводки
Внутренние электрические сети имеют разветвленную структуру в виде “дерева” – графа без циклов. Соблюдение такого принципа построения называется селективностью автоматов, согласно которой оснащаются защитными устройствами все виды электрических цепей.
Это улучшает устойчивость системы при возникновении аварийной ситуации и упрощает работы по ее устранению. Также гораздо легче происходит распределение нагрузки, подключение энергоемких приборов и изменение конфигурации проводки.
У основания графа находится вводной автомат, а сразу после разветвления для каждой отдельной электрической цепи размещают групповые выключатели. Это проверенная годами стандартная схема
В функции вводного автомата входит контроль общей перегрузки – недопущение превышения силой тока разрешенного значения для объекта. Если это произойдет, то существует риск повреждения наружной проводки. Кроме того, вероятно срабатывание защитных устройств за пределами квартиры, которые уже относится к общедомовой собственности или принадлежит местным энергосетям.
В функции групповых автоматов входит контроль силы тока по отдельным линиям. Они защищают от перегрузки кабель на выделенном участке и подключенную к нему группу потребителей электроэнергии. Если при коротком замыкании такое устройство не срабатывает, то его страхует вводной автомат.
Даже для квартир с небольшим количеством электропотребителей желательно выполнить отдельную линию на освещение. При отключении автомата другой цепи, свет не погаснет, что позволит в более комфортных условиях устранить возникшую проблему. Практически в каждом щитке значение номинала вводного автомата меньше чем сумма на групповых.
Суммарная мощность электроприборов
Максимальная нагрузка на цепь возникает при одновременном включении всех электроприборов. Поэтому обычно, суммарную мощность вычисляют простым сложением. Однако в ряде случаев этот показатель будет меньше.
Для некоторых линий, одновременная работа всех подключенных к ней электроприборов маловероятна, а порой и невозможна. В домах иногда специально устанавливают ограничения на работу мощных устройств. Для этого нужно помнить о недопущении их одновременного включения или использовать ограниченное число розеток.
Вероятность одновременной работы всей офисной оргтехники, освещения и вспомогательного оборудования (чайники, холодильники, вентиляторы, обогреватели и т.д.) очень низка, поэтому при расчете максимальной мощности используют поправочный коэффициент
При электрификации офисных зданий для расчетов часто используют эмпирический коэффициент одновременности, значение которого берут в диапазоне от 0,6 до 0,8. Максимальная нагрузка вычисляется умножением суммы мощностей всех электроприборов на коэффициент.
В расчетах существует одна тонкость – необходимо учитывать разницу между номинальной (полной) мощностью и потребляемой (активной), которые связаны коэффициентом (cos (f)).
Это означает, что для работы устройства необходим ток мощности равной потребляемой деленной на этот коэффициент:
Ip = I / cos (f)
Где:
- Ip – сила номинального тока, которую применяют в расчетах нагрузки;
- I – сила потребляемого прибором тока;
- cos (f) <= 1.
Обычно номинальный ток сразу или через указание величины cos (f) указывают в техническом паспорте электрического прибора.
Так, например, значение коэффициента для люминесцентных источников света равно 0,9; для LED-ламп – около 0,6; для обыкновенных ламп накаливания – 1. Если документация утеряна, но известна потребляемая мощность бытовых устройств, то для гарантии берут cos (f) = 0,75.
Указанные в таблице рекомендуемые значения коэффициента мощности можно использовать при расчете электрических нагрузок, когда отсутствуют данные о номинальном токе
О том, как подобрать автоматический выключатель по мощности нагрузки, написано в следующей статье, с содержанием которой мы советуем ознакомиться.
Выбор сечения жил
Прежде чем прокладывать силовой кабель от распределительного щитка к группе потребителей, необходимо вычислить мощность электроприборов при их одновременной работе. Сечение любой ветви выбирают по таблицам расчета в зависимости от типа металла проводки: меди или алюминия.
Производители проводов сопровождают выпускаемую продукцию подобными справочными материалами. Если они отсутствуют, то ориентируются на данные из справочника “Правила устройства электрооборудования” или производят расчет сечения кабеля.
Однако часто потребители перестраховываются и выбирают не минимально допустимое сечение, а на шаг большее. Так, например, при покупке медного кабеля для линии 5 кВт, выбирают сечение жил 6 мм2, когда по таблице достаточно значения 4 мм2.
Справочная таблица, представленная в ПУЭ, позволяет выбрать необходимое сечение из стандартного ряда для различных условий эксплуатации медного кабеля
Это бывает оправдано по следующим причинам:
- Более длительная эксплуатация толстого кабеля, который редко подвергается предельно допустимой для его сечения нагрузке. Заново выполнять прокладку электропроводки – непростая и дорогостоящая работа, особенно если в помещении сделан ремонт.
- Запас пропускной способности позволяет беспроблемно подключать к ветви сети новые электроприборы. Так, в кухню можно добавить дополнительную морозильную камеру или переместить туда стиральную машину из ванной комнаты.
- Начало работы устройств, содержащих электродвигатели, дает сильные стартовые токи. В этом случае наблюдается просадка напряжения, которая выражается не только в мигании ламп освещения, но и может привести к поломке электронной части компьютера, кондиционера или стиральной машины. Чем толще кабель, тем меньше будет скачок напряжения.
К сожалению, на рынке много кабелей, выполненных не по ГОСТу, а согласно требованиям различных ТУ.
Часто сечение их жил не соответствует требованиям или они выполнены из токопроводящего материала с большим сопротивлением, чем положено. Поэтому реальная предельная мощность, при которой происходит допустимый нагрев кабеля, бывает меньше чем в нормативных таблицах.
Эта фотография показывает отличия между кабелями, выполненными по ГОСТ (слева) и согласно ТУ (справа). Очевидна разница в сечении жил и плотности прилегания изоляционного материала
Расчет номинала выключателя для защиты кабеля
Устанавливаемый в щитке автомат должен обеспечить отключение линии при выходе мощности тока за пределы диапазона, разрешенного для электрического кабеля. Поэтому для выключателя необходимо провести расчет максимально допустимого номинала.
По ПУЭ допустимую длительную нагрузку проложенных в коробах или по воздуху (например, над натяжным потолком) медных кабелей, берут из приведенной выше таблицы. Эти значения предназначены для аварийных случаев, когда идет перегрузка по мощности.
Некоторые проблемы начинаются при соотнесении номинальной мощности выключателя длительному допустимому току, если это делать в соответствии с действующим ГОСТ Р 50571.4.43-2012.
Приведен фрагмент п. 433.1 ГОСТ Р 50571.4.43-2012. В формуле “2” допущена неточность, а для правильного понимания определения переменной In нужно учесть Приложение “1”
Во-первых, в заблуждение вводит расшифровка переменной In, как номинальной мощности, если не обратить внимания на Приложение “1” к этому пункту ГОСТа. Во-вторых, в формуле “2” существует опечатка: коэффициент 1,45 добавлен неправильно и этот факт констатируют многие специалисты.
Согласно п. 8.6.2.1. ГОСТ Р 50345-2010 для бытовых выключателей с номиналом до 63 A условное время равно 1 часу. Установленный ток расцепления равен значению номинала, умноженного на коэффициент 1,45.
Таким образом, согласно и первой и измененной второй формулам номинальная сила тока выключателя должна рассчитываться по следующей формуле:
In <= IZ / 1,45
Где:
- In – номинальный ток автомата;
- IZ – длительный допустимый ток кабеля.
Проведем расчет номиналов выключателей для стандартных сечений кабелей при однофазном подключении с двумя медными жилами (220 В). Для этого разделим длительный допустимый ток (при прокладке по воздуху) на коэффициент расцепления 1,45.
Выберем автомат таким образом, чтобы его номинал был меньше этого значения:
- Сечение 1,5 мм2: 19 / 1,45 = 13,1. Номинал: 13 A;
- Сечение 2,5 мм2: 27 / 1,45 = 18,6. Номинал: 16 A;
- Сечение 4,0 мм2: 38 / 1,45 = 26,2. Номинал: 25 A;
- Сечение 6,0 мм2: 50 / 1,45 = 34,5. Номинал: 32 A;
- Сечение 10,0 мм2: 70 / 1,45 = 48,3. Номинал: 40 A;
- Сечение 16,0 мм2: 90 / 1,45 = 62,1. Номинал: 50 A;
- Сечение 25,0 мм2: 115 / 1,45 = 79,3. Номинал: 63 A.
Автоматические выключатели на 13A в продаже бывают редко, поэтому вместо них чаще используют устройства с номинальной мощностью 10A.
Кабели на основе алюминиевых жил сейчас редко используют при монтаже внутренней проводки. Для них тоже есть таблица, позволяющая выбрать сечение по нагрузке
Подобным способом для алюминиевых кабелей рассчитаем номиналы автоматов:
- Сечение 2,5 мм2: 21 / 1,45 = 14,5. Номинал: 10 или 13 A;
- Сечение 4,0 мм2: 29 / 1,45 = 20,0. Номинал: 16 или 20 A;
- Сечение 6,0 мм2: 38 / 1,45 = 26,2. Номинал: 25 A;
- Сечение 10,0 мм2: 55 / 1,45 = 37,9. Номинал: 32 A;
- Сечение 16,0 мм2: 70 / 1,45 = 48,3. Номинал: 40 A;
- Сечение 25,0 мм2: 90 / 1,45 = 62,1. Номинал: 50 A.
- Сечение 35,0 мм2: 105 / 1,45 = 72,4. Номинал: 63 A.
Если производитель силовых кабелей заявляет иную зависимость допустимой мощности от площади сечения, то необходимо пересчитать значение для выключателей.
Формулы зависимости силы тока от мощности для однофазной и трехфазной сети отличаются. Многие люди, которые имеют приборы, рассчитанные на напряжения 380 Вольт, на этом этапе допускают ошибку
Как определить технические параметры автоматического выключателя по маркировке, подробно изложено здесь. Рекомендуем ознакомиться с познавательным материалом.
Какая стандартная линейка автоматических выключателей по току
По ПУЭ в каждом аппарате есть надпись, которая указывает на номинальное значение электрической энергии. Чтобы получить такую информацию, нужно просто рассмотреть корпус устройства. На нем есть буква и число. Всего для маркировки используются обычно три буквы — В, С и D. Числа обозначают количество заряда. Буква показывает временную характеристику или период, за который срабатывает прибор.
Маркировка оборудования
Для дома используются аппараты с первыми двумя буквами. В промышленности нужны защитные устройства D. Также применяются более мощные агрегаты, обозначенные буквами L, Z и K. У них номинальные значения выше, чем в бытовых, квартирных устройствах.
Стандартная линейка включает в себя мини-автоматы, воздушные автоматы, закрытые выключатели, устройства защитного отключения и дифференциальные автоматы.
Обратите внимание! В маркировке указываются также серия, рабочее напряжение, полюса и отключающая способность.
Таблица автоматических выключателей для однофазной сети 220 В
Номинальный ток автоматического выключателя, А. | Мощность, кВт. | Ток,1 фаза, 220В. | Сечение жил кабеля, мм2 |
16 | 0-2,8 | 0-15,0 | 1,5 |
25 | 2,9-4,5 | 15,5-24,1 | 2,5 |
32 | 4,6-5,8 | 24,6-31,0 | 4 |
40 | 5,9-7,3 | 31,6-39,0 | 6 |
50 | 7,4-9,1 | 39,6-48,7 | 10 |
63 | 9,2-11,4 | 49,2-61,0 | 16 |
80 | 11,5-14,6 | 61,5-78,1 | 25 |
100 | 14,7-18,0 | 78,6-96,3 | 35 |
125 | 18,1-22,5 | 96,8-120,3 | 50 |
160 | 22,6-28,5 | 120,9-152,4 | 70 |
200 | 28,6-35,1 | 152,9-187,7 | 95 |
250 | 36,1-45,1 | 193,0-241,2 | 120 |
315 | 46,1-55,1 | 246,5-294,7 | 185 |
Таблица автоматических выключателей для трехфазной сети 380 В
Номинальный ток автоматического выключателя, А. | Мощность, кВт. | Ток, 1 фаза 220В. | Сечение жил кабеля, мм2. |
16 | 0-7,9 | 0-15 | 1,5 |
25 | 8,3-12,7 | 15,8-24,1 | 2,5 |
32 | 13,1-16,3 | 24,9-31,0 | 4 |
40 | 16,7-20,3 | 31,8-38,6 | 6 |
50 | 20,7-25,5 | 39,4-48,5 | 10 |
63 | 25,9-32,3 | 49,2-61,4 | 16 |
80 | 32,7-40,3 | 62,2-76,6 | 25 |
100 | 40,7-50,3 | 77,4-95,6 | 35 |
125 | 50,7-64,7 | 96,4-123,0 | 50 |
160 | 65,1-81,1 | 123,8-124,2 | 70 |
200 | 81,5-102,7 | 155,0-195,3 | 95 |
250 | 103,1-127,9 | 196,0-243,2 | 120 |
315 | 128,3-163,1 | 244,0-310,1 | 185 |
400 | 163,5-207,1 | 310,9-393,8 | 2х95* |
500 | 207,5-259,1 | 394,5-492,7 | 2х120* |
630 | 260,1-327,1 | 494,6-622,0 | 2х185* |
800 | 328,1-416,1 | 623,9-791,2 | 3х150* |
Выбираем отключающую способность
Выше описан выбор пакетника по максимально допустимому току нагрузки. Но автомат защиты сети также должен отключаться при возникновении с сети КЗ (короткого замыкания). Эту характеристику называют отключающей способностью. Она отображается в тысячах ампер — именного такого порядка могут достигать токи при коротком замыкании. Выбор автомата по отключающей способности не очень сложен.
Эта характеристика показывает, при каком максимальном значении тока КЗ автомат сохраняет свою работоспособность, то есть, он сможет не только отключится, но и будет работать после повторного включения. Эта характеристика зависит от многих факторов и для точного подбора необходимо определять токи КЗ. Но для проводки в доме или квартире такие расчеты делают очень редко, а ориентируются на удаленность от трансформаторной подстанции.
Отключающая способность автоматических защитных выключателей
Если подстанция находится недалеко от ввода в ваш дом/квартиру, берут автомат с отключающей способностью 10 000 А, для всех остальных городских квартир достаточно 6 000 А.
Если же дом находится в сельской местности иди вы выбираете автомат защиты электросети для дачи, вполне может хватить и отключающей способности в 4 500 А. Сети тут обычно старые и токи КЗ большими не бывают. А так как с возрастанием отключающей способности цена возрастает значительно, можно применить принцип разумной экономии.
Можно ли в городских квартирах ставить пакетики с более низкой отключающей способностью. В принципе, можно, но никто не гарантирует, что после первого же КЗ вам не придется его менять. Он может успеть отключить сеть, но окажется при этом неработоспособным. В худшем варианте контакты расплавятся и отключиться автомат не успеет. Тогда проводка расплавится и может возникнуть пожар.
Тип электромагнитного расцепителя
Автомат должен срабатывать при повышении тока выше определенной отметки. Но в сети периодически возникают кратковременные перегрузки. Обычно они связаны с пусковыми токами.
Например, такие перегрузки могут наблюдаться при включении компрессора холодильника, мотора стиральной машины и т. д. Автоматический выключатель при таких временных и краткосрочных перегрузках отключаться не должен, потому у них есть определенная задержка на срабатывание.
Но если ток возрос не из-за перегрузки а из-за КЗ, то за время, которое «выжидает» автоматический выключатель, контакты его расплавятся. Вот для этого и существует электромагнитный автоматический расцепитель. Он срабатывает при определенной величине тока, которая уже не может быть перегрузкой.
Этот показатель называют еще током отсечки, так как в этом случае автоматический выключатель отсекает линию от электропитания. Величина тока срабатывания может быть разной и отображается буквами, которые стоят перед цифрами, обозначающими номинал автомата.
Есть три самых ходовых типа:
С какой же характеристикой выбрать пакетник? В данном случае выбор автомата защиты также основывается на отдаленности вашего домовладения от подстанции и состояния электросетей выбор автомата защиты проводят ползуясь простыми правилами:
- С буквой «B» на корпусе подходят для дач, домов селах и поселках, которые получают электропитание через воздушки. Также их можно ставить в квартиры старых домов, в которых реконструкция внутридомовой электросети не производилась. Эти защитные автоматы далеко не всегда есть в продаже, стоят немного дороже категории С, но могут доставляться под заказ.
- Пакетники с «C» на корпусе — это наиболее широко распространенный вариант. Они ставятся в сетях с нормальным состоянием, подходят для квартир в новостройках или после капремонта, в частных домах недалеко от подстанции.
- Класс D ставят на предприятиях, в мастерских с оборудованием, имеющим высокие пусковые токи.
То есть по сути выбор автомата защиты в этом случае прост — для большинства случаев подходит тип C. Он и есть в магазинах в большом ассортименте.
Каким производителям стоит доверять
И напоследок уделим внимание производителям. Выбор автомата нельзя считать завершенным, если вы не подумали о том, какой фирмы автоматические выключатели вы будете покупать. Точно не стоит брать неизвестные фирмы — электрика не та область, где можно ставить эксперименты. Подробно о выборе производителя в видео.
Источники
- https://220.guru/elektrooborudovanie/avtomaty-uzo/nominaly-avtomatov.html
- https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/vybor-avtomata-po-moshhnosti-nagruzki.html
- https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/nominaly-avtomaticheskix-vyklyuchatelej-po-toku.html
- https://rusenergetics.ru/oborudovanie/nominaly-avtomaticheskikh-vyklyuchateley-po-toku
- https://www.calc.ru/Tablitsa-Dlya-Vybora-Avtomaticheskikh-Vyklyuchateley.html
- https://stroychik.ru/elektrika/vybor-avtomata
[свернуть]
Выбор автоматического выключателя: определяем нужную мощность
Поделиться на Facebook
Поделиться в ВК
Поделиться в ОК
Поделиться в Twitter
Поделиться в Google Plus
Содержание:
- 1 Для чего нужен автомат
- 2 Выбираем автомат по мощности нагрузки
- 3 Выбираем автомат по сечению кабеля
- 4 Выбираем автомат по току короткого замыкания (КЗ)
- 5 Выбираем автомат по длительно допустимому току (ДДТ) проводника
- 6 Пример выбора автоматического выключателя
- 7 Таблица выбора автоматического выключателя для однофазной сети 220 В
- 8 Таблица выбора автоматического выключателя для трехфазной сети 380 в
- 9 ТОП-5 моделей автомата на рынке в текущем году
- 10 Как обезопасить электросеть от пожара
Домовой автоматический выключатель – важная предохранительная часть электросети. Она помогает продлить срок службы проводки, а также повышает уровень безопасности. Чтобы знать, какие автоматы ставить в частном доме, необходимо учесть сразу несколько параметров.
Для чего нужен автомат
Автоматические выключатели для квартиры, таунхауса, небольшого промышленного объекта обладают общим принципом работы.
Они оснащены двухступенчатой системой защиты:
- Тепловая. Тепловой расцепитель выполнен из биметаллической пластины. При длительном действии со стороны тока высокой мощности повышается гибкость пластины, из-за чего она задевает выключатель.
- Электромагнитная. Роль электромагнитного расцепителя играет соленоид. При регистрации повышенной мощности тока, на которую не рассчитан автомат и кабель, также срабатывает выключатель. Это уже защита от короткого замыкания.
АВ (общепринятое сокращение) защищает электросеть от нагревания изоляции и пожара. Именно по причине такой схемы работы важно знать, на сколько ампер ставить автомат в квартиру: если неправильно подобрать устройство, оно не сможет блокировать несоответствующий по мощности ток, и произойдет возгорание. Выбранный по всем рекомендациям АВ будет защищать от пожаров, ударов током, нагревания и сгорания микросхем домашних приборов.
Выбираем автомат по мощности нагрузки
Подбор автоматических выключателей, прежде всего, происходит на основании мощности, которую должна выдерживать домашняя электросеть.
Чем важен выбор автомата по мощности нагрузки:
- При несоответствии этого показателя данным АВ постепенно нагревается проводка.
- Постоянный нагрев приводит к тому, что изоляционный слой плавится. Это создает сразу две проблемы: токсичное задымление и риск возгорания.
- На фоне плавления изоляции появляется короткое замыкание. АВ наконец срабатывает (чего не произошло раньше, поскольку устройство подобрано неправильно), однако в квартире уже мог распространиться огонь, а тем более дым.
Чтобы предотвратить эти негативные последствия, важно учесть несколько нижеприведенных правил. Расчет автоматического выключателя может быть осуществлен при помощи точной формулы или приблизительно.
Первый вариант максимально доступный. Необходимо учесть общую мощность сети, то есть совокупность мощностей одновременно включенных электроприборов. Учитываются даже небольшие осветительные лампы, подогрев пола, если таковой имеется, бытовая кухонная техника и развлекательные электрические устройства. Полученная цифра должна быть выражена в кВт.
Пример, как проводить расчет мощности:
- стиральная машина – 700 Вт;
- электроплита – 2,5 кВт;
- СВЧ – 1,8 кВт;
- 5 лампочек – 600 Вт;
- холодильник – 400 Вт;
- телевизор – 200 Вт;
- ПК – 550 Вт;
- пылесос – 1 кВт.
Общая мощность подключенных на розетки или непосредственно проводку приборов составляет 7,75 кВт. Чтобы, учитывая эти данные, подобрать автомат, чей показатель выражается в амперах, достаточно умножить полученную сумму на пять. Именно такая разница в среднем присутствует в однофазной сети между значением тока АВ и мощностью устройств. Полученное число – 38,75 А. Показатель автоматического выключателя должен быть по крайней мере равным вычисленной сумме или выше ее.
Ближайшая по мощности распространенная модель – 40А. Такой АВ и следует монтировать в жилье с перечисленным количеством электроприборов. Он выдержит 7,75 кВт и даже немного превосходящую этот параметр нагрузку. Если в здании проведена трехфазная сеть, алгоритм вычисления не меняется, только умножать кВт нужно на 2. Пример: 7,75*2=15,5 А.
Однако вышеуказанная формула недостаточно точная. Лучше выбор номинала осуществлять по закону Ома: I=P/U, где I – номинал тока АВ, P – мощность электроприемников, U – напряжение сети. При той же нагрузке вычисление по формуле даст иной результат, чем приблизительный расчет: 7750/220=35,2 А. Видно, что погрешность первого метода вычисления составляет около 3,5 А. Но выбор автомата от этого не меняется: все равно поставить на ввод в доме для однофазной сети нужно 40А.
Узнавать показания для электродвигателя лучше не навскидку, используя общедоступные таблицы, а по паспорту устройства. Если он утерян, рекомендуется связаться с производителем для выяснения характеристик.
Выбираем автомат по сечению кабеля
Если учитывать только мощность электросети, не принимая во внимание сечение кабеля, в квартире произойдет возгорание. По правилам пожарной безопасности, сечение должно соответствовать нагрузке сети. Что происходит, если это требование не соблюдено, видно по советским квартирам с устаревшей проводкой: в лучшем случае – постоянное срабатывание АВ, в худшем – возгорание проводки и всей квартиры вместе с ней.
Кабели с разными сечениями выдерживают различные нагрузки. Чем больше диаметр, тем значительнее может быть длительно допустимый ток. Последняя величина измеряется в А. Чтобы подобрать кабель с оптимальным диаметром жилы, достаточно провести расчет по одной из вышеуказанных формул и узнать величину номинала тока.
То, сколько ампер длительное время выдерживает кабель, зависит не только от диаметра, но и от материала изготовления жилы. Можно приобрести изделия с алюминиевой основной или из меди.
Таблица поможет лучше ознакомиться с разрешенными показателями для отдельных кабелей и упростит выбор автомата по сечению кабеля:
Сечение, мм | Максимальный показатель для алюминиевых жил | Для медных жил |
1,5 | 19 | Не изготавливаются |
4 | 35 | 27 |
6 | 42 | 32 |
10 | 55 | 42 |
25 | 95 | 75 |
50 | 145 | 110 |
Как видно, лучше использовать алюминиевую проводку – при равных показателях сечения она оказывается более надежной. Это заметно по домам постройки 2003–2018 годов, при возведении которых было запрещено использовать медные кабели.
Чтобы АВ работал нормально, показатель предельно допустимого тока проводки должен совпадать с его номинальным током, а также с нагрузкой на электросеть. Для нагрузки в 7,75 кВт и АВ с показателем 40А устанавливается алюминиевая проводка 6 мм или медная 10 мм. При подборе диаметра проводника достаточно смотреть на показатель автоматического выключателя и сверяться по таблице.
Выбираем автомат по току короткого замыкания (КЗ)
Вычислять оптимальный тип автомата КЗ довольно сложно. Нужно учитывать показатели электростанции, длину проводки и ее сечение. Однако прибегать к сложным вычислениям и помощи калькулятора не нужно. Для удобства пользователей автоматы разделены на три группы по время-токовым характеристикам (времени, за которое происходит отключение при угрозе кз, и показателе, в случае регистрации которого срабатывает отключение).
Какие бывают автоматы:
- B. Срабатывает за 5–20 секунд. Выключается, если произошло превышение в 5 раз. Подходят только для домов, где не задействована современная электротехника, а используются только осветительные приборы.
- C. Токовая нагрузка может превышать номинальную в 10 раз, время срабатывания – 1–10 секунд. Нужны при монтаже электропроводки в жилом доме только АВ типа C.
- D. Ток срабатывания может быть больше номинального в 14 раз, отключение происходит не более чем за 10 с. Такие АВ предназначены для промышленного использования.
Выбираем автомат по длительно допустимому току (ДДТ) проводника
Выбор автоматического выключателя по току не отличается от подбора диаметру жилы. Суть в том, чтобы ДДТ не превышал возможности установленного кабеля. Достаточно учесть показатели таблицы, приведенной выше. Главное, чтобы показатель ДДТ автомата не превышал этот же показатель жилы. ДДТ проводника может равняться 42 А при модели АВ 40А, но обратная ситуация не допустима.
Пример выбора автоматического выключателя
В современной квартире используются все перечисленные выше устройства (совокупной мощностью 7,75 кВт) и дополнительно следующие наименования (показатели указаны в кВт).
- чайник – 1,2;
- духовка – 1,2;
- обогреватель – 1,4.
Суммарная нагрузка на электросеть – 11,55 кВт. Как выбрать АВ таком случае:
- Вычислить номинал, используя формулу Ома. 11500/220 = 52,5 А.
- Подобрать проводник, который соответствует показателю 52,5 А или выше. В зависимости от производителя, ДДТ с таким номиналом может выдерживать алюминиевая жила 10 мм или 16 мм.
- Так как электросеть бытового пользования, подбирается АВ типа C.
Расчет автомата лучше проводить при помощи профессионала.
Таблица выбора автоматического выключателя для однофазной сети 220 В
В таблице представлено, как выбрать автоматический выключатель под сеть 220 в зависимости от кабеля и совокупной мощности приборов:
Номинальный ток автоматического выключателя, А. | Мощность, кВт. | Сечение (ал. жилы), мм |
16 | До 2,8 | 1,5 |
25 | 2,8–4,5 | 2,5 |
32 | 4,5–5,8 | 4 |
40 | 5,8–7,3 | 6 |
50 | 7,3–9,1 | 10 |
63 | 9,1–11,4 | 16 |
80 | 11,4–14,6 | 25 |
100 | 14,6–18 | 35 |
125 | 18–22,5 | 50 |
160 | 22,5–28,5 | 70 |
Таблица выбора автоматического выключателя для трехфазной сети 380 в
Расчет автомата по мощности 380:
Номинальный ток АВ | Мощность, кВт. | Сечение, мм |
16 | 0–7,9 | 1,5 |
25 | 8,3–12,7 | 2,5 |
32 | 13,1–16,3 | 4 |
40 | 16,7–20,3 | 6 |
50 | 20,7–25,5 | 10 |
63 | 25,9–32,3 | 16 |
80 | 32,7–40,3 | 25 |
100 | 40,7–50,3 | 35 |
125 | 50,7–64,7 | 50 |
ТОП-5 моделей автомата на рынке в текущем году
Подбирая АВ, необходимо учитывать рейтинг производителей подобных устройств.
Самые лучшие автоматы (точнее, их производители) на сегодняшний день:
- Schneider Electric. Французская фирма. Автоматы ее производства давно испытаны в российских условиях, служат долго и отличаются надежностью.
- General Electric. Недостаток – высокая цена, зато надежность и качество исполнения также на высоте. Американский производитель выпускает отличные АВ для трехфазных сетей.
- Siemens. Низкая цена, но качество хуже, чем у двух лидеров, представленных выше. Тяжело найти приборы в продаже. Изначально бренд был немецким, затем его приобрели американцы. Надежность АВ и средняя стоимость делают компанию такой популярной.
- Контактор. Лучший бренд из российских, однако цены кусаются. Лучше приобрести автоматы европейского производства, хотя Контактор – хорошее решение для слабонагруженных сетей.
Лучший автомат – не только тот, который получил положительные отзывы, но и обязательно способный выдержать мощность электроприборов.
Как обезопасить электросеть от пожара
Чтобы избежать возгораний и выхода из строя электротехнике, лучше доверять проект подключения электросетей профессионалам. Они учтут такие важные аспекты, как номинальный ток, максимальная мощность одновременно включенных приборов, сечение кабеля, схема подключения в щитке и т. д. Рекомендуется заказывать такой проект не только при строительстве частного дома, но и при ремонте квартир советской постройки.
Жми «Нравится» и получай только лучшие посты в Facebook ↓
Поделиться на Facebook
Поделиться в ВК
Поделиться в ОК
Поделиться в Twitter
Поделиться в Google Plus
Трехфазный ток — простой расчет
По Стивен Макфадьен on
Расчет тока в трехфазной системе был поднят на нашем сайте и является дискуссией, в которую я, кажется, участвую время от времени. В то время как некоторые коллеги предпочитают запоминать формулы или коэффициенты, я предпочитаю решать задачу шаг за шагом, используя базовые принципы. Я подумал, что было бы хорошо написать, как я делаю эти вычисления. Надеюсь, это может оказаться полезным для кого-то еще.
Трехфазная мощность и ток
Мощность, потребляемая цепью (однофазной или трехфазной), измеряется в ваттах Вт (или кВт). Произведение напряжения и тока представляет собой полную мощность и измеряется в ВА (или кВА). Соотношение между кВА и кВт представляет собой коэффициент мощности (pf):
что также может быть выражено как:
Однофазная система — с этим проще всего иметь дело. Учитывая мощность в кВт и коэффициент мощности, можно легко вычислить кВА. Ток — это просто кВА, деленное на напряжение. В качестве примера рассмотрим нагрузку, потребляющую мощность 23 кВт при напряжении 230 В и коэффициенте мощности 0,86:9.0008
Примечание: вы можете выполнить эти уравнения либо в ВА, В и А, либо в кВА, кВ и кА, в зависимости от величины параметров, с которыми вы имеете дело. Чтобы преобразовать ВА в кВА, просто разделите на 1000.
Трехфазная система — Основное различие между трехфазной и однофазной системами заключается в напряжении. В трехфазной системе у нас есть линейное напряжение (V LL ) и фазное напряжение (V LN ), связанные:
.
или альтернативно как:
чтобы лучше понять это или получить больше информации, вы можете прочитать сообщение «Введение в трехфазную электроэнергию»
Для меня самый простой способ решения трехфазных задач — преобразовать их в однофазные задачи. Возьмем трехфазный двигатель (с тремя одинаковыми обмотками), потребляющий заданную мощность кВт. кВт на обмотку (однофазную) нужно разделить на 3. Точно так же трансформатор (с тремя обмотками, каждая из которых идентична), выдающий заданное количество кВА, будет иметь каждую обмотку, обеспечивающую треть общей мощности. Чтобы преобразовать трехфазную проблему в однофазную, возьмите общее количество кВт (или кВА) и разделите на три.
В качестве примера рассмотрим сбалансированную трехфазную нагрузку, потребляющую 36 кВт при коэффициенте мощности 0,86 и линейном напряжении 400 В (V LL ):
напряжение между фазой и нейтралью В LN = 400/√3 = 230 В
трехфазная мощность 36 кВт, однофазная мощность = 36/3 = 12 кВт
теперь просто следуйте описанному выше однофазному методу
Достаточно просто. Чтобы найти мощность при заданном токе, умножьте ее на напряжение, а затем на коэффициент мощности для преобразования в Вт. Для трехфазной системы умножьте на три, чтобы получить общую мощность.
Using FormulasЛичная заметка о методе
Как правило, я запоминаю метод (не формулы) и переделываю его каждый раз, когда делаю расчет. Когда я пытаюсь запомнить формулы, я всегда быстро их забываю или не уверен, правильно ли я их запоминаю. Я бы посоветовал всегда помнить метод, а не просто запоминать формулу. Конечно, если у вас есть какие-то сверхспособности к запоминанию формулы, вы всегда можете придерживаться этого подхода.
Derivation of Formula — Example
Balanced three phase system with total power P (W), power factor pf and line to line voltage V LL
Convert to проблема с одной фазой:
P1ph=P3
Полная мощность одной фазы S 1-фазная (ВА):
S1ph=P1phpf=P3×pf
Фазный ток I (A) – полная мощность одной фазы, деленная на напряжение между фазой и нейтралью (при условии В LN = В LL / √3):
I=S1phVLN=P3×pf3VLL
Упрощая (и с 3 = √3 x √3):
I=P3×pf×VLL
Приведенный выше метод основан на запоминании нескольких простых принципов и манипулировании задачей для получения ответа.
Более традиционные формулы могут использоваться для получения того же результата. Их можно легко получить из приведенного выше, например:
I=W3×pf×VLL, в A
Несимметричные трехфазные системыВышеупомянутое относится к сбалансированным трехфазным системам. То есть ток в каждой фазе одинаков, и каждая фаза отдает или потребляет одинаковое количество энергии. Это характерно для систем передачи энергии, электродвигателей и подобного оборудования.
Часто, когда используются однофазные нагрузки, например жилые и коммерческие помещения, система может быть несбалансированной, когда каждая фаза имеет разный ток и отдает или потребляет разное количество энергии.
Сбалансированные напряжения
К счастью, на практике напряжения имеют тенденцию быть фиксированными или очень небольшими. В этой ситуации и после небольшого размышления можно распространить вышеуказанный тип расчета на трехфазные системы с несимметричным током. Ключом к этому является то, что сумма мощностей в каждой фазе равна общей мощности системы.
Например, возьмем трехфазную систему 400 В (V LL ) со следующими нагрузками: фаза 1 = 80 А, фаза 2 = 70 А, фаза 3 = 82 А
напряжение между фазой и нейтралью В LN = 400/√3 = 230 В
Полная мощность фазы 1 = 80 x 230 = 18 400 ВА = 18,4 кВА
Полная мощность фазы 2 = 70 x 230 = 16 100 ВА = 16,1 кВА
Полная мощность фазы 3 = 82 x 230 = 18 860 ВА = 18,86 кВА
Общая трехфазная мощность = 18,4 + 16,1 + 18,86 = 53,36 кВА
Точно так же, зная мощность в каждой фазе, можно легко найти фазные токи. Если вы также знаете коэффициент мощности, вы можете преобразовать кВА в кВт, как показано ранее.
Несбалансированные напряжения
Если напряжения становятся несимметричными или есть другие причины (например, несбалансированный фазовый сдвиг), необходимо вернуться к более традиционному анализу сети. Системные напряжения и токи можно найти, подробно нарисовав схему и используя законы Кирхгофа и другие сетевые теоремы.
Эффективность и реактивная мощностьСетевой анализ не является целью этой заметки. Если вас интересует введение, вы можете просмотреть нашу публикацию: Теория сетей — введение и обзор
Другие факторы, которые следует учитывать при проведении расчетов, могут включать эффективность оборудования. Зная, что КПД энергопотребляющего оборудования — это выходная мощность, деленная на входную мощность, опять же это легко объяснить. Реактивная мощность в статье не обсуждается, более подробную информацию можно найти в других заметках (просто воспользуйтесь поиском по сайту).
РезюмеПомня, что трехфазная мощность (кВт или кВА) просто в три раза больше однофазной, любая трехфазная проблема может быть упрощена. Разделите кВт на коэффициент мощности, чтобы получить кВА. ВА — это просто произведение тока на напряжение, поэтому, зная это и напряжение, можно получить ток. При расчете тока используйте фазное напряжение, которое связано с линейным напряжением квадратным корнем из трех. Используя эти правила, можно решить любую трехфазную задачу без необходимости запоминать и/или прибегать к формулам.
3-фазный калькулятор мощности + формула (кВт в ампер, ампер в кВт)
по
Довольно легко преобразовать кВт в ампер и ампер в кВт в простой однофазной цепи переменного тока (по сравнению с расчетом трехфазной мощности). Для этого требуется только основной закон Ома; Вы можете просто использовать наш калькулятор кВт в ампер здесь для конвертации.
В 3-фазной цепи переменного тока (обычно 3-фазный двигатель) преобразование ампер в кВт и кВт в ампер не так просто. Чтобы все упростить, мы создали 2 калькулятора трехфазной мощности:
- Первый 3-фазный калькулятор мощности преобразует кВт в ампер . Для этого мы используем формулу 3-фазной мощности с коэффициентом 1,732 и коэффициентом мощности (мы также рассмотрим эту формулу). Вы можете перейти к 3-фазному калькулятору кВт в ампер здесь.
- Второй Трехфазный калькулятор мощности преобразует ампер в кВт почти таким же образом. Мы применяем классическую формулу расчета тока трехфазного двигателя . Вы можете перейти к формуле 3-фазных ампер в кВт и калькулятору здесь.
Чтобы получить представление о том, как работают эти калькуляторы, вот скриншот калькулятора 3-фазной мощности:
Пример того, как работает 1-й калькулятор: 3-фазный двигатель, который потребляет 90 А и работает от сети 240 В с мощностью 0,8 фактор будет производить 29,93 кВт электроэнергии.Прежде чем мы рассмотрим основы, давайте на небольшом примере проиллюстрируем, как работает расчет мощности в 1-фазной схеме по сравнению с 3-фазной схемой .
Пример: Допустим, у нас есть кондиционер мощностью 6 кВт в сети 120 В. Вот сколько ампер он потребляет:
- В однофазной цепи 6 кВт потребляет 50 ампер .
- В 3-фазной цепи (с коэффициентом мощности 1,0 ) калькулятор 3-фазной мощности показывает, что тот же прибор мощностью 6 кВт потребляет 28,87 ампер . Сколько ампер в трехфазном питании? При коэффициенте мощности 1,0 сила тока в 3-фазной сети в этой ситуации составляет 28,87 ампер.
- В 3-фазной цепи (с коэффициентом мощности 0,6 ) калькулятор 3-фазной мощности показывает, что тот же прибор мощностью 6 кВт потребляет 48,11 ампер .
Чтобы понять, почему мы получаем разную силу тока в 3-фазной цепи, давайте сначала проверим, как эти амперы рассчитываются с использованием формулы 3-фазной мощности:
3-фазная формула мощности
Вот простая формула, которую мы используем для расчета мощности в однофазной цепи переменного тока:
P (кВт) = I (ампер) × V (вольт) ÷ 1000
По сути, мы просто умножаем амперы на вольты. Коэффициент «1000» предназначен для преобразования Вт в кВт; мы хотим, чтобы результирующая мощность была в киловаттах. 1 кВт = 1000 Вт.
По сравнению с этим, формула трехфазной мощности немного сложнее. Вот уравнение трехфазной мощности:
P (кВт) = ( I (Ампер) × V (Вольт) × PF × 1,732) ÷ 1000
Как мы видим, электрическая мощность в Трехфазная цепь переменного тока зависит от:
- I (Ампер) : Электрический ток , измеряется в амперах. Чем больше у нас ампер, тем больше у нас мощность в трехфазной цепи.
- В (В) : Электрический потенциал , измеренный в вольтах. Чем больше у нас вольт, тем больше у нас мощность в трехфазной цепи.
- PF : Коэффициент мощности , это число от -1 до 1 (на практике от 0 до 1). Коэффициент мощности определяется как отношение активной мощности к полной мощности. Если ток и напряжение совпадают по фазе, коэффициент мощности равен 1. В трехфазной цепи ток и напряжение не совпадают по фазе; таким образом, коэффициент мощности будет где-то между 0 и 1. Он учитывает отношение реальной/полной мощности и иногда выражается в виде среднеквадратичного значения тока. Чем выше PF, тем больше кВт имеет 3-фазная цепь.
- 1,732 коэффициент : Это константа при расчете 3-фазной мощности. Это следует из вывода этого уравнения. Точнее, мы получаем квадратный корень из 3 (√3).
- 1000 коэффициент : Это еще одна константа. Он преобразует ватты в киловатты, потому что мы обычно предпочитаем иметь дело с киловаттами, а не с ваттами.
Поскольку нам нужно использовать коэффициент мощности для расчета кВт из ампер, эта формула также известна как «формула трехфазного коэффициента мощности».
Мы можем использовать это уравнение для разработки первого калькулятора: калькулятор трехфазной мощности (см. ниже).
Примечание. Позже мы также увидим, как можно использовать формулу трехфазного тока для разработки калькулятора силы тока трехфазного двигателя. Он преобразует кВт в ампер в трехфазных цепях, что очень важно в конструкции электродвигателя.
Калькулятор 3-фазной мощности: ампер в кВт (1-й калькулятор)
Вы можете свободно использовать этот калькулятор для преобразования ампер в кВт в 3-фазной цепи. Вам необходимо ввести ампер, напряжение и коэффициент мощности (от 0 до 1, для каждой цепи):
Как видите, чем больше у вас ампер и вольт, тем мощнее у вас трехфазный электродвигатель. Точно так же более высокий коэффициент мощности пропорционален более высокой выходной мощности.
Вы можете использовать этот пример, чтобы увидеть, как работает калькулятор трехфазной мощности: Двигатель 100 А в трехфазной цепи 240 В с коэффициентом мощности 0,9 производит 37,41 кВт электроэнергии. Вставьте эти 3 величины в калькулятор, и вы должны получить тот же результат.
Теперь о формуле расчета тока трехфазного двигателя:
Формула трехфазного тока
Как мы уже видели, эта формула мощности трехфазного тока вычисляет, сколько кВт электроэнергии будет потреблять двигатель:
P (кВт) = ( I (А) × V (В) × PF × 1,732) ÷ 1000
уравнение немного. Получаем формулу трехфазного тока так:
I (А) = P (кВт) × 1000 ÷ (В (В) × PF × 1,732)
Используя эту формулу мощности, мы можем, например, преобразовать 3-фазный двигатель в кВт в ампер. расчет. Обратите внимание, что если трехфазный двигатель с более низким напряжением и более низким коэффициентом мощности будет потреблять больше ампер для получения той же выходной мощности.
Вот калькулятор, основанный на формуле трехфазного тока:
Расчет тока трехфазного двигателя: кВт в ток (2-й калькулятор)
Чтобы рассчитать ток из кВт, вам необходимо ввести кВт, напряжение и коэффициент мощности трехфазного двигателя. Калькулятор будет динамически рассчитывать силу тока (в амперах) на основе введенных вами данных:
Вы можете использовать этот пример, чтобы проверить, правильно ли вы используете калькулятор трехфазного тока: Допустим, у нас есть двигатель 200 кВт в трехфазной цепи 480 В с коэффициентом мощности 0,8 . Такой двигатель потребляет 300,70 ампер. Вы можете вставить эти числа в калькулятор и посмотреть, получите ли вы правильный результат.
Мы используем 3-фазную цепь для тяжелых задач. Например, вы можете проверить, сколько времени нужно, чтобы полностью зарядить Теслу с помощью нагнетателя, и вы быстро поймете, что вам нужно какое-то дополнительное напряжение и там много ампер.
В общем, мы надеемся, что эти калькуляторы помогут вам определить мощность и токовые характеристики электродвигателей. Если у вас есть какие-либо вопросы, вы можете использовать комментарии ниже, и мы постараемся вам помочь.
Содержание
Калькулятор эффективности
Создано Bogna Szyk
Отзыв от Jack Bowater
Последнее обновление: 22 июля 2022 г.
Содержание:- Как пользоваться калькулятором эффективности
- Что такое эффективность?
- Как рассчитать эффективность?
- Реальные приложения
- Часто задаваемые вопросы
Калькулятор энергоэффективности представляет собой простой инструмент для расчета отношения полезной выходной энергии к потребляемой энергии. Вы можете использовать его для определения пропорций тепловой энергии, электроэнергии, механической работы или даже химической энергии. Продолжайте читать, чтобы узнать , как рассчитать эффективность , и узнать о реальных применениях формулы эффективности.
Как пользоваться калькулятором эффективности
Калькулятор эффективности прост в использовании:
- Введите два из трех значений.
- Калькулятор эффективности рассчитает оставшееся значение и отобразит его в своем поле.
Что такое эффективность?
Эффективность определяется как отношение выходной энергии к потребляемой энергии . Всякий раз, когда вы подводите энергию или тепло к машине (например, к двигателю автомобиля), определенная часть этой энергии тратится впустую, и лишь некоторая часть преобразуется в выходную мощность в виде действительной работы. более эффективная машина, большая производительность она производит для данного входа .
Особым типом эффективности является эффективность Карно. Он определяется как КПД двигателя Карно, который является идеальным двигателем, обеспечивающим максимальную выходную мощность.
Как рассчитать эффективность?
Для расчета эффективности необходимо применить следующую формулу:
η=Eвых/Eвх⋅100%η = E_\text{выход} / E_\текст{вход} \cdot 100\%η=Eвых /Эйн⋅100%
где:
- ηηη – КПД (в процентах),
- EoutE_\text{out}Eout — выходная энергия (в джоулях), а
- EinE_\text{in}Ein — подводимая энергия (также в джоулях).
Любая эффективность, рассчитанная на основе реальных значений, будет находиться в диапазоне от 0% до 100%.
- КПД 0% означает, что вся подводимая энергия тратится впустую, а выходная энергия равна нулю.
- С другой стороны, КПД 100% означает, что нет никакой траты энергии вообще.
Основной закон сохранения энергии гласит, что вы не можете создать энергию. Поэтому КПД любой машины никогда не может превышать 100%. Тем не менее, вы, вероятно, встретите статьи, в которых говорится, что светодиодные светильники или тепловые насосы могут иметь КПД 300% и более.
Как это возможно? Кажущаяся эффективность в 300% вытекает из определения эффективности, которое мы используем. Электрическая мощность, подаваемая на светодиодные фонари, может быть на самом деле ниже выходной, но это не означает, что энергия была создана в процессе. Это просто означает, что огни получили некоторую тепловую энергию из окружающей среды и преобразовали ее в выходную энергию. Поскольку мы не можем измерить этот дополнительный вход, кажущаяся эффективность превышает 100%.
Реальные приложения
Даже если вы этого не замечаете, мы применяем определение эффективности к другим явлениям реальной жизни. Некоторые примеры включают:
Возврат инвестиций (ROI) . Если вы внимательно посмотрите на формулу ROI, то увидите, что она аналогична уравнению эффективности. Это значение описывает, какова «эффективность» ваших денег при инвестировании. В отличие от энергоэффективности показатель ROI может (и фактически должен) превышать 100% — если он ниже 100%, вы теряете деньги!
Топливная эффективность . Несмотря на то, что формула для MPG (миль на галлон) не имеет прямого отношения к уравнению эффективности, она описывает, насколько эффективно ваш двигатель преобразует топливо в реальную мощность. Чем менее эффективен двигатель, тем больше топлива ему нужно для преодоления того же расстояния.
Часто задаваемые вопросы
Как рассчитать эффективность машины?
Чтобы рассчитать эффективность машины, выполните следующие действия:
Определить энергию, подведенную к машине , или работу, совершенную машиной.
Определите энергию, произведенную машиной , или работу, совершенную машиной.
Разделите значение из шага 2 на значение из шага 1 и умножьте результат на 100 .
Поздравляем! Вы рассчитали КПД данной машины.
Что такое единица эффективности?
Эффективность — безразмерная величина . Это отношение выходной энергии к входной энергии; следовательно, у него нет единиц.
Что означает 60% КПД машины?
КПД 60% означает, что только 60% энергии, поступающей в машину, может быть преобразовано в полезную работу , а остальное теряется.
Может ли настоящая машина иметь КПД 100%?
№ , настоящая машина не может иметь КПД 100%. КПД 100% означает, что потери отсутствуют, а выходная энергия (или работа) машины равна входной энергии (или работе). В реальных машинах всегда есть некоторая потеря энергии на преодоление трения и сопротивления воздуха .
Bogna Szyk
Потребляемая энергия
Выходная энергия
Эффективность
Посмотреть 36 похожих калькуляторов термодинамики0008
Калькулятор размера выключателя — электрический
👉🏼 Подпишитесь на нашу новую серию запуска В настоящее время мы предлагаем большую скидку, воспользуйтесь ею сегодня без ценника для бюджетных
Зарегистрируйтесь сейчас
Почему требуется точный размер выключателя?
Для повышения надежности важно правильно рассчитать размер выключателя.
- Выключатель слишком большого размера не сработает в условиях малой неисправности или высокой перегрузки, что повлияет на надежность системы
- Выключатель меньшего размера срабатывает при нормальных условиях, обеспечивая безопасность системы
Что такое коэффициент безопасности (S.F)?
Некоторое оборудование позволяет работать при определенном состоянии перегрузки в течение определенного времени. Размеры выключателя определяются с учетом условий перегрузки для обеспечения большей безопасности. Например: двигатель имеет номинальный ток 100 А, но может работать при 125 А в течение одного часа, это увеличение тока на 25% по сравнению с номинальным током известно как коэффициент безопасности.
Общие нагрузки и их запас прочности:
Нагрузка | Коэффициент безопасности |
---|---|
Резистивная нагрузка и молниезащита | 25% |
Кондиционер и тепловой насос | 75% |
Сварщики | 100% |
Двигатели | 25% |
Параметр калькулятора размера выключателя:
- Выберите метод: укажите нагрузку (в киловаттах или ваттах) и ток (в амперах)
- Если выбран ток: номинальный ток оборудования и требуемый коэффициент безопасности (S. F), который необходимо ввести
- Если выбрана нагрузка:
► Для опции: Для постоянного тока, 1∅ переменного тока и 3∅ переменного тока.
► Для цепей постоянного тока: требуется напряжение (в вольтах), мощность (в ваттах или киловаттах) и коэффициент запаса (S.F) (в процентах)
► Для цепей переменного тока: напряжение (в вольтах), мощность (в ваттах или киловаттах), коэффициент мощности (P.F) (в единицах или процентах) и коэффициент безопасности (S.F).
Шаги для калькулятора мощности выключателя:
Когда задан ток:
Формула для тока выключателя I (CB), если задан номинальный ток оборудования I (A):
I (C.B) = I( А) * (1 +
С.Ф / 100
)
При заданной нагрузке:
Для цепи постоянного тока:
Формула для цепей постоянного тока приведена ниже.
I (C.B) =
мощность в Вт/В
* (1 +
С.Ф / 100
)
Для однофазной цепи переменного тока:
Формула для однофазной цепи переменного тока аналогична формуле для постоянного тока с добавлением коэффициента мощности (p.f), который определяется как:
I (C.B) =
мощность в Вт/В*п.ф
* (1 +
С.Ф / 100
)
Для 3-фазных цепей переменного тока:
Формула для трехфазной цепи переменного тока такая же, как и для двухфазной цепи переменного тока, но вместо 2 мы используем квадратный корень из 3 (~1,73), когда напряжение выражается в линейном выражении (Vll), который дается как:
I (C. B) =
мощность в ваттах / 1,73 * v LL * p.f
* (1 +
С.Ф / 100
)
Когда напряжение выражается в терминах линии к нейтрали, мы используем 3 вместо 1,73.
I (C.B) =
мощность в ваттах / 3 * v LN * p.f
* (1 +
С.Ф / 100
)
Примечание
В приведенных выше формулах:
- Коэффициент мощности (п.ф) указывается в единицах измерения от 0 до 1 (например: 0,8, 0,9). Если p.f выражается в процентах, то сначала его переводят в единицы путем деления коэффициента мощности в процентах на 100, а затем его значение дается в формуле.
- Мощность здесь в этой формуле выражается в ваттах, если пользователь определяет ее в виде киловатт, то сначала она преобразуется в ватты путем деления киловатт на 1000, а затем ее значение дается в формуле.
- Breaker поставляется в нескольких стандартных размерах. Иногда рассчитанный размер выключателя недоступен на рынке. Таким образом, вы можете использовать автоматический выключатель с ближайшим номиналом. Например: ампер прерывателя по расчету составляет 45 ампер, а на рынке доступен выключатель на 50 ампер. Таким образом, мы можем использовать выключатель на 50 ампер.
Решено Пример:
Когда дан ток:
Рассмотрим систему, в которой обеспечен номинальный ток0008 Коэффициент безопасности (S.F) = 25% Требуется: Ток выключателя=I(CB) =? (Ампер) Решение: I (C.B) = 20 * (1 + 25/100 ) 25 А Для однофазной системы: Рассмотрим однофазную систему переменного тока со следующими данными: Дано: Напряжение =2008 В Мощность= 1,5 кВт или 1500 Вт Коэффициент безопасности (S. F) =25% Требуется: Ток выключателя=I(CB) =? (Ампер) Решение: I (C.B) = 1500 / 230 * 0,9 * (1 + 25/100 ) 9,05 А~10 А Для трехфазной системы: Рассмотрим трехфазную систему со следующими данными: Дано: Напряжение (линейное) =480 В Мощность = 20 кВт или 20 000 Вт Коэффициент мощности (p.f) =0,9 Коэффициент безопасности (S.F) =20% Требуется: Ток выключателя=I(CB) =? (Ампер) Решение: Формула трехфазной цепи переменного тока: I = 20 000 / 1,73 * 480 0,8 9000
*(1 + 20/100 ) 32,07 А~33 А Если мы изменим напряжение от линии к линии, от линии к нейтрали, например: V (фаза к нейтрали) = 277,13 В Затем мы будем вычислять его по формуле трехфазной цепи переменного тока, когда напряжение задано как линия к нейтрали, то есть: I = 20 000 / 3 * 277,13 * 0,9 * (1 + 20/100 ) 32,07 А~33 А Мы знаем, что мощность трансформатора всегда измеряется в кВА. Ниже приведены две простые формулы, которые можно использовать для нахождения и расчета номинальных характеристик однофазных и трехфазных трансформаторов. В любом случае, как напряжение, так и токи должны формироваться на отдельной стороне либо первичной, либо вторичной стороны соответственно (например, первичное напряжение x первичный ток или вторичное напряжение x вторичный ток). Чтобы подобрать трансформатор для необходимой бытовой техники, необходимо выбрать напряжение питания и вторичный ток нагрузки в амперах. Номинальные параметры однофазного трансформатора: P = V x I Где: Номинальная мощность однофазного трансформатора в кВА кВА= (В x I) / 1000 Пример: Предположим, что однофазный трансформатор имеет вторичное напряжение и ток 240 В и 62,5 А соответственно. Рассчитайте мощность однофазного трансформатора. Решение: Рейтинг трансформатора = P = V X I Установление значений: P = 240 В x 62,5A P = 15000 VA = 15 KVA Рейтинг из трех Фазовый трансформатор: P = √3 x V x I Где: Мощность трехфазного трансформатора в кВА кВА = (√3 x V x I) / 1000 Пример: Трехфазный трансформатор с первичным напряжением и током 7200 В и 4 А соответственно. Рассчитайте мощность трехфазного трансформатора. Решение: Номинальные характеристики трансформатора = P = √3 x V x I Установление значений: P = 1,732 x 7200V x 4a P = 49 881 VA ≈ 50 KVA Связанные посты: Следующий калькулятор рассчитает мощность трансформатора в кВА, первичное или вторичное напряжение и ток соответственно. Просто введите любые два значения и нажмите «Рассчитать», чтобы найти нужное значение. Теперь посмотрите на общую паспортную табличку трансформатора мощностью 100 кВА. На паспортной табличке четко указана номинальная мощность трансформатора 100 кВА. Первичное напряжение или высокое напряжение (ВН) составляет 11000 В = 11 кВ. Первичный ток на стороне высокого напряжения (ВН) составляет 5,25 Ампер. Также вторичное напряжение или низкое напряжение (НН) составляет 415 Вольт. И вторичный ток (ток нагрузки на стороне низкого напряжения (НН)) составляет 139,1 Ампер. Проще говоря, Теперь рассчитайте номинал трансформатора в соответствии с P = V x I (первичное напряжение x первичный ток) P = 11000 В x 5,25 А = 57 750 ВА = 57,75 кВА Или P = V x I (вторичное напряжение x вторичный ток) P = 415 В x 139, A = 57 726 ВА = 57,72 кВА Как вы заметили, мощность трансформатора (на паспортной табличке) 100 кВА, но по расчету расчетное значение 57 кВА. Разница возникает из-за незнания того факта, что мы использовали однофазную формулу вместо трехфазной. Это означает, что это трехфазный трансформатор, и мы будем использовать для него соответствующую формулу. Давайте очистим это, используя формулу оценки трехфазного трансформатора. P = √3 x В x I P = √3 В x I (первичное напряжение x первичный ток) P = √3 x 11000 В x 5,25 А = 1,732 x 11000 В x 5,25 А = 100 025 ВА или P = √3 x V x I (вторичное напряжение x вторичный ток) P = √3 x 415 В x 139,1 А = 1,732 x 415 В x 139,1 А = 99 985 ВА ≈ 100 кВА При заданной нагрузке (Вт):
Как подобрать трансформатор? Рассчитать номинал трансформатора
Номинальная мощность трансформатора в кВА Калькулятор
) следующий пример.
Напряжение (линейное) = 208 В.
Ток (линейный ток) = 139 А
Номинальная мощность трехфазного трансформатора
P = √3 x V x I
P = √3 x 208 x 139A = 1,732 x 208 x 139
P = 50077 ВА ≈ 50 кВА
Похожие сообщения:
- Как определить размер центра нагрузки, щитов и распределительных щитов?
- Как определить количество автоматических выключателей в щите?
- Как определить правильный размер подпанели?
Вот и все. Теперь вы знаете, как правильно подобрать трехфазный и однофазный трансформатор с подходящей мощностью в ВА или кВА для бытовой техники или любых других нагрузок.
В следующей таблице показаны характеристики сухого трансформатора со стандартной номинальной мощностью в кВА, номинальным напряжением и током как для однофазных, так и для трехфазных трансформаторов.
Однофазный трансформатор | Трехфазный трансформатор | |||||||
Номинальная мощность кВА | Ампер | Номинальная мощность кВА | Ампер | |||||
120 В | 240 В | 600 В | 120 В | 240 В | 480 В | 600 В | ||
0,75 | 6,25 | 3,13 | 1,25 | 3 | 8,33 | 7,22 | 3,61 | 2,89 |
1 | 8,33 | 4,17 | 1,67 | 9 | 25 | 21,7 | 10,8 | 8,66 |
1,5 | 12,5 | 6,25 | 2,5 | 15 | 41,6 | 36,1 | 18 | 14,4 |
2 | 16,7 | 8,33 | 3,33 | 20 | 55,5 | 48,1 | 24,1 | 19,2 |
3 | 25 | 12,5 | 5 | 25 | 69,4 | 60,1 | 30,1 | 24,1 |
5 | 41,6 | 20,8 | 8,33 | 30 | 83,3 | 72,2 | 36,1 | 28,9 |
7,5 | 62,5 | 31,3 | 12,5 | 37,5 | 104 | 90,2 | 45,1 | 36,1 |
10 | 83,3 | 41,7 | 16,7 | 45 | 125 | 108 | 54,1 | 43,3 |
15 | 125 | 62,5 | 25 | 75 | 208 | 180 | 90,2 | 72,2 |
25 | 208 | 104 | 41,7 | 100 | 278 | 241 | 120 | 96,2 |
37,5 | 313 | 156 | 62,5 | 112,5 | 312 | 271 | 135 | 108 |
50 | 417 | 208 | 83,3 | 150 | 416 | 361 | 180 | 144 |
75 | 625 | 313 | 125 | 225 | 625 | 541 | 271 | 217 |
100 | 833 | 417 | 167 | 300 | 833 | 722 | 361 | 289 |
167 | 1392 | 696 | 278 | 500 | 1388 | 1203 | 601 | 481 |
250 | 2083 | 1042 | 417 | 750 | 2082 | 1804 | 902 | 722 |
Вот таблица в формате изображения, если вам нужно скачать в качестве ссылки.
Похожие сообщения:
- Типы трансформаторов и их применение
- Параллельная работа однофазных и трехфазных трансформаторов
- Разница между трансформатором тока и трансформатором напряжения
- Что такое трансформатор напряжения (PT)? Типы и работа трансформаторов напряжения
- Трансформаторные формулы и уравнения
- Что такое регулировка напряжения трансформатора?
- Соединения трансформаторов с открытым треугольником
- Характеристики трансформатора и электрические параметры
- Защита силового трансформатора и неисправности
- Как рассчитать правильный размер батареи? Калькулятор размера блока батарей
- Как рассчитать время зарядки аккумулятора и ток зарядки аккумулятора?
- Как найти правильный размер автоматического выключателя? Калькулятор выключателя и примеры
- Как найти подходящий размер кабеля и провода? – Решенные примеры
- Как найти напряжение и силу тока выключателя, вилки, розетки и розетки
- Как найти количество розеток на одном автоматическом выключателе?
- Разница между однофазным и трехфазным трансформатором
- Разница между идеальным и реальным или практическим трансформатором
Показать полную статью
Похожие статьи
Кнопка «Вернуться к началу»
Что такое киловатт-час (кВтч) и что он может питать?
Когда большинство людей смотрят на свой счет за электричество, они просто смотрят на общую сумму, чтобы увидеть, сколько им нужно заплатить в этом месяце.
Кто-то может посмотреть, совпадают ли показания счетчика с показаниями их домашнего счетчика, но очень немногие смотрят дальше этого. Если это относится к вам, вы упускаете важную информацию о том, как вы используете электричество: количество киловатт-часов, которое вы используете каждый месяц .
Знание того, что такое киловатт-час и какую энергию он может дать, поможет вам сэкономить деньги. Эти знания могут помочь вам контролировать потребление электроэнергии, делать осознанный выбор в отношении экономии энергии и снижать ежемесячные счета за электроэнергию. Вы также узнаете формулу для преобразования кВт в кВтч.
Что такое киловатт-час?
Киловатт-час, иначе известный как кВтч, — это способ измерить, сколько энергии вы используете.
Это не количество киловатт, которое вы используете в час, хотя это кажется логичным. кВтч равен количеству энергии, которое вы бы использовали, поддерживая работу прибора мощностью 1000 Вт в течение одного часа. В метрической системе 1000 = килограмм, поэтому 1000 ватт равняется киловатту.
Например, если вы включите лампочку мощностью 100 Вт, потребуется 10 часов, чтобы использовать один киловатт-час энергии. С другой стороны, для прибора мощностью 2000 Вт потребуется всего полчаса. Все сводится к делению количества ватт в приборе на 1000.
Киловатт-час и киловатт
В чем разница между киловатт и киловатт-час? Киловатт – это 1000 ватт, что является мерой мощности. Киловатт-час — это мера количества энергии, необходимой для работы определенной машины в течение одного часа.
Итак, если у вас есть дрель мощностью 1000 Вт, для ее работы требуется 1000 Вт (или один кВт). Если вы проработаете эту дрель в течение часа, вы израсходуете один киловатт энергии за этот час, или один кВтч.
Что может мощность киловатт-часа?
Очевидно, что каждый прибор в вашем доме потребляет разное количество энергии. Вот некоторые из вариантов использования более (или менее) обычных предметов в доме:
- 50-дюймовый светодиодный телевизор: около 0,016 кВтч в час
- Электрические посудомоечные машины: около 2 кВтч на загрузку
- Большинство духовых шкафов потребляют около 2,3 кВтч в час
- Электрический водонагреватель: 380–500 кВтч в месяц
- Холодильник (24 куб. фута без замерзания, Energy Star): 54 кВтч в месяц
- Стиральная машина (горячая стирка, холодное полоскание): 2,3 кВтч на загрузку
- Сушка для белья: 2,5–4,0 кВт·ч на одну загрузку
- Кондиционер (3 тонны 12 SEER): 3,0 кВт·ч в час
- Электромобиль Nissan Leaf — 40 кВт·ч при полной зарядке аккумулятора
- Amazon Echo, Telling a Joke — 4 Вт за шутку (не уверен, сколько часов вы хотите это слушать…)
Или рассмотрите это для вашего офиса. Кофеварка Bunn с двумя конфорками в комнате отдыха? Это устройство мощностью 1575 Вт. Работать с 6 утра до 6 вечера, с понедельника по пятницу? И это 378 кВтч в вашем ежемесячном счете за электроэнергию.
Наклейка Energy Guide на новых приборах будет содержать расчетное годовое потребление электроэнергии. Умножьте это на вашу ставку за киловатт-час, и вы получите стоимость использования этого устройства.
Если вы хотите узнать больше о этикетке Energy Guide и о том, какие приборы потребляют больше всего электроэнергии, у нас есть дополнительные ресурсы для вас.
Как рассчитать, сколько кВтч потребляет устройство?
Отопление и охлаждение вашего дома потребляют больше всего электроэнергии и составляют около 50% вашего счета. Но на втором месте ваша бытовая техника, на которую приходится около 20% вашего счета.
Вы можете рассчитать, сколько энергии они используют, с помощью простого упражнения. Это может помочь вам определить, сколько кВтч потребляет ваш дом в день и куда уходит электроэнергия.
- Составьте список основных бытовых приборов в вашем доме (стиральная машина, посудомоечная машина, холодильник, телевизор…)
- Найдите бирку на приборе, которая выглядит следующим образом:
- Запишите количество ватт потребление этим прибором
- В следующей колонке запишите, сколько часов в день вы используете этот прибор.
- Теперь рассчитайте кВтч для каждого прибора, следуя этому примеру:
Прибор: холодильник
Количество ватт: 300 Вт
Количество часов, используемых в день: 8 часов двигатель работает только около 8 часов в день)
300 ватт х 8 часов = 2400 ватт-часов в день
2400 ватт-часов в день / 1000 = 2,4 кВтч в день месяц = 72 кВтч в месяц
Вот еще один пример:
Прибор: посудомоечная машина
Количество ват: 1200 Вт
часы в день: 2 часа
1200 Вт x 2 часа = 2400 Вт в день
2 400-watts на один. день / 1000 = 2,4 кВтч в день
2,4 кВтч в день * 30 дней в месяце = 72 кВтч в месяц
Есть также несколько онлайн-ресурсов и калькуляторов, которые могут помочь вам в этом, если вы предпочитаете, чтобы ручка, бумага и калькулятор! Или создайте электронную таблицу, которая поможет вам в этом проекте.
Сколько электроэнергии потребляет фритюрница?
Фритюрницы — одни из самых популярных кухонных гаджетов, поэтому мы посчитаем за вас.
Средняя фритюрница 1450 Вт. А количество электроэнергии, потребляемой вашей фритюрницей, будет зависеть от того, что вы готовите и как долго.
Предположим, мы готовим жареную курицу во фритюрнице, что займет около 30 минут при температуре 400*.
Air Fryer Мощность: 1450
Время использования: 0,5 часа
1450 Вт X 0,5 часа = 725 использованных ватт-часов
750 ватт-часов / 1000 = 0,75 кВтч для приготовления жареного цыпленка во фритюрнице.
Итак, если вы ели жареную курицу каждый день в течение месяца (ням), через месяц ваша фритюрница будет потреблять 22,5 кВтч электроэнергии. В Техасе, где средняя цена на электроэнергию составляет 11,5 цента за кВтч, вы потратите 2,59 доллара на использование фритюрницы.
Сколько стоит кВтч электроэнергии?
Стоимость кВтч варьируется в зависимости от того, где вы живете. На нерегулируемых рынках сумма, которую вы платите за кВтч, также может варьироваться в зависимости от того, выбрали ли вы альтернативного поставщика энергии. Управление энергетической информации США (EIA) сообщает о средних ценах по штатам.
Бытовые потребители в Техасе, где дерегулирование действует с 2001 года, платят в среднем 11,5 центов за кВтч по сравнению со средним показателем по стране , равным 12,87 центов за кВтч .
Сколько кВтч потребляет дом в день?
Один из распространенных вопросов: сколько кВтч потребляет дом в день? Количество потребляемых вами кВтч будет зависеть от:
По данным EIA, в 2017 году среднегодовое потребление электроэнергии потребителем жилого дома в США составило 10,399 киловатт-часов (кВтч), в среднем 867 кВтч в месяц. Это означает , что среднее потребление электроэнергии домохозяйством кВтч в день составляет 28,9 кВтч (867 кВтч / 30 дней).
В некоторых регионах, например в Техасе, покупатели потребляют еще больше.
- Среднегодовое потребление электроэнергии домохозяйством в Техасе составляет 14 112 кВтч. Это на 36% выше, чем в среднем по стране.
- Средний дом в Техасе потребляет 1176 кВтч в месяц.
- Среднее потребление киловатт в день в Техасе составляет 39 киловатт..2 кВтч.
Как увидеть потребление электроэнергии
Самый простой способ узнать, сколько электроэнергии вы используете, это просто проверить свой счет за электроэнергию . Ваш поставщик электроэнергии покажет количество киловатт-часов, которое вы используете каждый месяц. Некоторые также начали добавлять небольшие диаграммы в свой счет, чтобы вы могли видеть ежемесячные тенденции и закономерности.
Кроме того, если у вас есть интеллектуальный счетчик, ваш поставщик электроэнергии, вероятно, также предоставляет онлайн-инструментов для отслеживания вашего использования . Некоторые также отправляют еженедельные отчеты о состоянии на вашу электронную почту, чтобы показать вам, сколько электроэнергии вы использовали на прошлой неделе, и спрогнозировать, сколько вы будете использовать на следующей неделе.
Если вы заинтересованы в сокращении счетов за электроэнергию, знание потребленных вами киловатт-часов – это первый шаг . Потратьте некоторое время, чтобы просмотреть свой счет за электроэнергию и проверить онлайн-инструменты вашего поставщика электроэнергии, чтобы контролировать свое использование. Когда вы будете готовы приобрести свой следующий тарифный план на электроэнергию, вы будете лучше знакомы со своими схемами использования и сможете найти идеальный план на электроэнергию для вашего образа жизни.
Как уменьшить счет за электроэнергию
Один из лучших способов уменьшить счет за электроэнергию — это экономить на электроэнергии.
Все начинается с простых вещей, таких как выключение света, когда вы выходите из комнаты, и регулировка термостата, когда вы идете на работу. Вы можете еще больше контролировать свои расходы, обращая внимание на свою технику. Те, которые все время находятся в режиме ожидания, такие как телевизоры, компьютеры и стереосистемы, потребляют энергию в течение всего дня, даже если они не включены.
Кроме того, используйте энергосберегающие приборы при каждой возможности. Когда приходит время покупать новую микроволновую печь или посудомоечную машину, номинальная мощность в кВтч — это одна из первых деталей, которую вы должны проверить. Найдите желтую этикетку продукта ENERGYGUIDE , чтобы узнать об энергопотреблении устройства и проверить, соответствует ли оно требованиям ENERGY STAR.
Если вы находитесь на нерегулируемом рынке электроэнергии, таком как Техас, Огайо или Коннектикут, вы можете делать покупки по низким тарифам на электроэнергию. Ваша местная коммунальная компания продолжает поставлять электроэнергию в ваш дом, реагировать в случае отключения электроэнергии и снимать показания счетчика.