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.
Конвертируем Ватт(Вт) в Амперы(А).
Перевод ампер в киловатты (однофазная сеть 220В)
Для примера возьмём однополюсный автоматический выключатель, номинальный ток которого 16А. Т.е. через автомат должен протекать ток не более 16А. Для того чтобы определить максимально возможную мощность, которую выдержит автомат, необходимо воспользоваться формулой:
P = U*I
где: P – мощность, Вт (ватт);
U – напряжение, В (вольт);
I – сила тока, А (ампер).
Подставляем в формулу известные значения и получаем следующее:
P = 220В*16А = 3520Вт
Мощность получилась в ваттах.Переводим значение в киловатты, 3520Вт делим на 1000 и получаем 3,52кВт (киловатт). Т.е. суммарная мощность всех потребителей, которые будут запитаны от автомата с номиналом 16А, не должна превышать 3,52кВт.
Перевод киловатт в амперы(однофазная сеть 220В)
Должна быть известна мощность всех потребителей:
Стиральная машина 2400 Вт, Сплит-система 2,3 кВт, микроволновая печь 750 Вт. Теперь нам нужно все значения перевести в один показатель т.е кВт перевести в вт. 1кВт=1000Вт,соответственно Сплит-система 2,3 кВт*1000=2300 Вт. Суммируем все значения:
2400 Вт+2300 Вт+750 Вт=5450 Вт
Для нахождения силы тока, мощности 5450Вт при напряжении сети 220В, воспользуемся формулой мощности P = U*I. Преобразуем формулу и получим:
I = P/U = 5450Вт/220В ≈ 24,77А
Мы видим,что номинальный ток выбираемого автомата должен быть не менее этого значения.
Переводим ампер в киловатты (трёхфазная сеть 380В)
Для определения потребляемой мощности в трёхфазной сети используется следующая формула:
P = √3*U*I
где: P – мощность, Вт (ватт);
U – напряжение, В (вольт);
I – сила тока, А (ампер);
Необходимо определить мощность, которую способен выдержать трёхфазный автоматический выключатель с номинальным током 32А. Подставляем известные значения в формулу и получаем:
P = √3*380В*32А ≈ 21061Вт
Переводим ватты в киловатты путём деления 21061Вт на 1000 и получаем, что мощность равна примерно 21кВт. Т.е. трёхфазный автомат на 32А способен выдержать нагрузку мощностью 21кВт
Переводим киловатты в амперы (трёхфазная сеть 380В)
Ток автомата определяется по следующему выражению:
I = P/(√3*U)
Известна мощность трёхфазного потребителя,которого равна 5кВт. Мощность в ваттах будет 5кВт*1000 = 5000Вт. Определяем силу тока:
I = 5000Вт/(√3*380) ≈ 7,6 А.
Видим,что для потребителя мощностью 5кВт подойдёт автоматический выключатель на 10А.
| Сообщений 2 |
|---|
