Меню

Расчет трехфазного автомата по мощности нагрузки

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.

Расчет автомата по мощности 380

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.

Читайте также:  Мощность кайена турбо с

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



Правильный расчёт номинала для автомата по мощности тока

Для того, чтобы установить в сеть выключатели автоматического типа, способные обеспечить надёжную защиту, необходимо правильно рассчитать номиналы автоматов. Такие вычисления проводятся не только на этапе проектирования новых сетей. Они могут понадобиться и при создании дополнительных линий или коммутации мощных приборов. Разберёмся более подробно, как все правильно сделать.

Работа и сферы использования автоматов

Содержание

  1. Работа и сферы использования автоматов
  2. Опасность несоответствия проводников сетевой нагрузке
  3. Защита наиболее слабого звена
  4. Выключатель-автомат – расчёт номинала
  5. Возможности понижения номинального значения для автомата
  6. Видео описание
  7. Заключение

Достаточно часто, пользователи игнорируют выбор автомата по мощности нагрузки и приобретают устройства защиты руководствуясь одним из следующих критериев:

  • дешевизна устройства;
  • изрядная мощность.

Этот подход обуславливается нежеланием произвести расчёт автомата по мощности устройств, входящих в состав коммуникаций, в конечном итоге, приводит к авариям. Приходят в негодность дорогостоящие бытовые приборы, в сети происходят замыкания или возникает пожароопасная обстановка.

Современные выключатели для отключения питания в автоматическом режиме, защищают электрическую сеть с двух направлений:

  • теплового воздействия;
  • электромагнитного скача.
Читайте также:  Зависимость мощности потерь от температуры

Такое техническое решение предохраняет силовые линии и подключённые приборы от длительного воздействия тока, выходящего за рамки номинальных значений. Также, автоматы защищают электрические коммуникации и устройства от замыканий.

Для защиты от тока критической мощности и высокой температуры, в автоматы устанавливаются специальные пластины биметаллического типа, изготавливаемые из двух различных металлов. Если на элемент оказывается воздействие током мощностью выше расчётного номинала, то пластина становится гибкой. За счёт этого осуществляется давление на контур отключения, и происходит срабатывание автомата.

Электромагнитная защита в таких выключателях реализована на основе соленоида, имеющего сердечник, сдвигающегося в сторону отключения при пропускании через него сверх токов, возникающих при замыканиях. Это обеспечивает быстрое срабатывание автоматики при критических скачках напряжения в коммуникациях и гарантировать сохранность подключённой периферии.

Такие выключатели широко распространены и применяются в бытовых сетях, а также на производстве. Везде где есть электрические коммуникации, установка этих устройств необходима, поскольку их основное назначение – обеспечение безопасной эксплуатации электротехнического оборудования.

Опасность несоответствия проводников сетевой нагрузке

Грамотный выбор автомата по мощности является важной задачей при создании, ремонте и расширении сети электрических коммуникаций. Ошибки при выборе устройства защиты делают схему уязвимой для резких скачков напряжения.

Однако наряду с выбором оптимально подходящего автоматического выключателя, не менее важен верный расчёт сечения проводника. Если электропроводка имеет недостаточную пропускную способность, при повышении нагрузки и выхода её за номинальные показатели, коммуникации начинают ощутимо нагреваться. Критическое повышение температуры провоцирует плавление изоляционного слоя и возникновение пожара.

Для наглядности, приведём пример показывающий опасность, которая возникает, когда сечение проводника не соответствует мощности потребления приборов, подключённых в сеть. Предположим, что была приобретена квартира в доме старой постройки и к электрическим коммуникациям были подключены бытовые приборы современного образца, с высоким потреблением энергии.

Посчитав суммарную мощность, хозяева получили 5 киловатт общей нагрузки. Этот показатель примерно равен 23 амперам. Логичной кажется монтаж автоматического выключателя на 25 ампер. Вроде бы, подбор автомата по мощности выполнен верно и коммуникации готовы к безопасному использованию.

Однако в момент подключения всех устройств, через непродолжительное время в квартире наблюдается запах горелого изоляционного слоя и задымление. Если срочно не обесточить сеть, неизбежно возгорание проводки. При этом защитный автомат бездействует, поскольку номинальная мощность, на которую он рассчитан, не превышена.

При возгорании изоляционного слоя возникает короткое замыкание, на которое автомат среагирует и отключит питание. Но будет уже поздно, поскольку пламя уже возникло и начало распространяться по квартире.

Если разобраться в причинах, то выясниться, что старая проводка имела поперечное сечение в полтора квадратных миллиметров. Такой кабель рассчитан на максимальный ток в 19 ампер, соответственно он не способен выдерживать нагрузку современных бытовых приборов.

Для облегчения вычислений мы приводим таблицу типовых значений для проводников из меди и алюминия. В таблице также учитываются и способы прокладки проводки, от них во многом зависит окончательное сечение проводников.

Защита наиболее слабого звена

Приведённый выше пример, ярко показывает необходимость выполнения расчётов номиналов выключателей с учётом не только общей суммы мощностей подключаемых приборов, но и пропускной способности проводки, из которых сформирована сеть.

Зачастую, особенно в домах старой постройки, электрические коммуникации даже в пределах одной квартиры, могут состоять из проводников различных сечений. В таком случае определяется самый тонкий провод, и расчёт защитного контура выполняют исходя из минимальных показателей.

Читайте также:  Реле направления мощности его характеристика

В ПУЭ чётко регламентируют этот момент, указывая на необходимость защиты самого уязвимого участка в сети. Номинал устанавливаемого автомата должен быть в пределах суммарной мощности подключаемого к сети оборудованию. Исходя из этого, проводка должна выдерживать такую нагрузку. В ином случае защитный выключатель устанавливается, опираясь на минимальное значение сечения проводников в схеме.

Если проигнорировать эти требования, то в случае аварии претензии к производителям бытовых приборов будут безосновательными. Вследствие неправильного выбора номинала защитного устройства опасность эксплуатации сети повышается в разы.

Выключатель-автомат – расчёт номинала

После определения сечения проводника, способного без последствий функционировать при суммарной мощности подключённых к сети приборов, можно приступать к расчётам номинальных показателей для автомата. Вычисления будут проводиться согласно силе тока. Для таких вычислений, достаточно воспользоваться простой формулой известной ещё из курса физики преподаваемого в школе:

  • I –ток по номиналу;
  • P – мощность приборов в сумме;
  • U – напряжение.

Подставив в формулу исходные значения, получают соответствующий показатель для защитного устройства. Ниже размещена таблица облегчающая поиск оптимального значения для таких выключателей.

Возможности понижения номинального значения для автомата

Достаточно часто, потребители электроэнергии монтируют в коммуникациях автоматы имеющие заниженный номинал, по сравнению с пропускными возможностями кабеля в сети. Таким образом делается попытка сделать определённый запас на срабатывание автоматики. Однако понижение номинала оправдано только если суммарная мощность подключённых к сети приборов значительно ниже возможностей кабеля выдерживать нагрузки.

Если после монтажа электрических коммуникаций, часть планировавшихся приборов была удалена из схемы подключения, с целью повышения безопасности можно понизить номинал автоматов. Этим достигается повышенная чувствительность автоматики и более быстрое реагирование на пиковые нагрузки.

Например, в стиральной машине заклинило двигатель. В такой ситуации короткого замыкания не происходит, и автоматика не отключает питание в сети. Более чувствительный выключатель успеет среагировать и предотвратить оплавление обмотки в электродвигателе.

Более низкие номиналы автоматов часто используют на нескольких линиях и установке жёсткого лимита на каждую ветку схемы. Например, необходимо смонтировать автомат, имеющий номинал 20 ампер на ветку, предназначенную для кухни. Предположим, что к ней подключены следующие бытовые приборы:

  • варочная панель – 3,5 киловатта;
  • морозильная камера – 200 ватт;
  • холодильник –400 ватт и ток запуска 1,2 киловатта.

Дополнительно разрешено подключать ещё один прибор, который потребляет на более 2 киловатт. Путь, это будет электрочайник.

Чрез автомат имеющим номинал 20 ампер можно, не более часа, пропускать ток мощностью:

Чтобы добиться гарантированного отключения мощность должна составлять:

Если одновременно включить панель для варки и чайник, то общая потребляемая мощность будет 1,25 от номинального значения автомата. Поскольку чайник включается на непродолжительное время, то автомат не сработает. Если запустится холодильник и подключится морозильная камера, то нагрузка составит уже 1,43 от номинала.

Этот показатель вплотную приближается к гарантированному отключению, но такая ситуация возникает крайне редко. При этом период пиковых нагрузок будет достаточно коротким. Делается вывод, что подобной схеме допустимо использовать автомат с номиналом в 20 ампер. Подобные подключения позволяют устанавливать более слабые выключатели автоматического типа на отдельные лини без риска для остальных коммуникаций.

Видео описание

О выборе автомата в видео:

Заключение

Ещё раз напоминаем о необходимости установки защитных выключателей с автоматическим срабатыванием, в любые электрические коммуникации. Только так можно избежать ситуаций связанных с аварией, как в быту, так и на производстве и обеспечить безопасность эксплуатации силовых контуров.

Источник